JPWO2012063551A1 - Optical member attitude adjustment mechanism, Michelson interferometer, and Fourier transform spectroscopic analyzer - Google Patents

Optical member attitude adjustment mechanism, Michelson interferometer, and Fourier transform spectroscopic analyzer Download PDF

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祐司 延本
豊年 川崎
豊年 川崎
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龍一 吉田
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Abstract

光学部材の光学面を、所定の中心点を支点として揺動させることで所定の方向に向けるための光学部材の姿勢調整機構であって、所定の電圧を印加されることによって軸方向に伸縮し、一端部側が固定された電気機械変換素子と、電気機械変換素子の他端部側に設けられ、電気機械変換素子の伸縮によって軸方向に進退移動する駆動軸と、所定の中心点を支点として光学部材を揺動可能に支持する支持手段とを備え、支持手段は、所定の中心点から離れた光学部材の外周側に位置し、駆動軸に対して摩擦係合する移動片を含み、移動片は、電気機械変換素子が緩慢に伸縮するときは駆動軸とともに進退移動し、電気機械変換素子が急峻に伸縮するときは駆動軸に対して滑り移動し、光学部材の姿勢は、光学部材の外周側が移動片の進退移動および滑り移動によって軸方向に進退移動することによって調整される。An optical member posture adjusting mechanism for swinging an optical surface of an optical member in a predetermined direction by swinging it with a predetermined center point as a fulcrum, and extending and contracting in an axial direction when a predetermined voltage is applied. An electromechanical transducer having one end fixed, a drive shaft provided on the other end of the electromechanical transducer and moving in the axial direction by expansion and contraction of the electromechanical transducer, and a predetermined center point as a fulcrum Supporting means for swingably supporting the optical member, and the supporting means is located on the outer peripheral side of the optical member away from a predetermined center point, and includes a moving piece that frictionally engages with the drive shaft. The piece moves forward and backward with the drive shaft when the electromechanical conversion element slowly expands and contracts, and slides with respect to the drive shaft when the electromechanical conversion element expands and contracts steeply. The outer peripheral side moves the moving piece back and forth. It is adjusted by advance and retreat in the axial direction by the fine sliding movement.

Description

本発明は、光学部材の光学面を所定の方向に向けるための光学部材の姿勢調整機構、その光学部材の姿勢調整機構を備えたマイケルソン干渉計、およびそのマイケルソン干渉計を備えたフーリエ変換分光分析装置に関する。   The present invention relates to an attitude adjustment mechanism for an optical member for directing the optical surface of the optical member in a predetermined direction, a Michelson interferometer including the attitude adjustment mechanism for the optical member, and a Fourier transform including the Michelson interferometer. The present invention relates to a spectroscopic analyzer.

光学部材は、光を受ける光学面を有する。光学部材は、たとえばレンズ、プリズム、またはミラーであり、光学面に受けた光を集光(導光)し、反射し、または透過させる。光学部材の材質は、たとえば樹脂、ガラス、金属、または金属薄膜等である。光学部材の姿勢調整機構は、フーリエ変換分光分析装置(FTIR:Fourier Transform Infrared Spectroscopy)に組み込まれるマイケルソン干渉計に用いられることができる。この場合、光学部材の姿勢調整機構は、光学部材としての固定鏡の姿勢を調整する。   The optical member has an optical surface that receives light. The optical member is, for example, a lens, a prism, or a mirror, and collects (guides), reflects, or transmits light received on the optical surface. The material of the optical member is, for example, resin, glass, metal, or metal thin film. The attitude adjustment mechanism of the optical member can be used in a Michelson interferometer incorporated in a Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). In this case, the posture adjustment mechanism of the optical member adjusts the posture of the fixed mirror as the optical member.

光学部材の姿勢調整機構に関する発明として、特開2002−148116号公報(特許文献1)が知られる。同文献には、固定鏡の姿勢の粗調整および微調整を自動的に行なうことができる干渉分光光度計が開示される。同文献における光学部材の姿勢調整機構は、圧電素子と、上記圧電素子を移動させる圧電素子移動手段とを備える。   JP, 2002-148116, A (patent documents 1) is known as an invention about a posture adjustment mechanism of an optical member. This document discloses an interference spectrophotometer capable of automatically performing coarse adjustment and fine adjustment of the posture of the fixed mirror. The posture adjustment mechanism of the optical member in the document includes a piezoelectric element and a piezoelectric element moving unit that moves the piezoelectric element.

上記文献(特許文献1)における上記圧電素子移動手段は、モータと、上記モータの回転動力を直線運動に変換する運動変換機構(ギア、円柱体、および螺入孔など)とを含む。上記モータと上記運動変換機構とによって、上記圧電素子が直線往復運動される。上記圧電素子の直線往復運動によって、固定鏡の姿勢が調節される。しかしながら、同文献における固定鏡(光学部材)の姿勢調整機構は、部品点数が多く、構成も複雑である。   The piezoelectric element moving means in the above document (Patent Document 1) includes a motor and a motion conversion mechanism (such as a gear, a cylindrical body, and a screw hole) that converts the rotational power of the motor into a linear motion. The piezoelectric element is reciprocated linearly by the motor and the motion conversion mechanism. The posture of the fixed mirror is adjusted by the linear reciprocation of the piezoelectric element. However, the fixed mirror (optical member) posture adjustment mechanism in this document has a large number of parts and a complicated structure.

特開2002−148116号公報JP 2002-148116 A

本発明は、簡素な構成からなる、光学部材の光学面を所定の方向に向けるための光学部材の姿勢調整機構、その光学部材の姿勢調整機構を備えたマイケルソン干渉計、およびそのマイケルソン干渉計を備えたフーリエ変換分光分析装置を提供することを目的とする。   The present invention has a simple configuration, an optical member attitude adjustment mechanism for directing the optical surface of an optical member in a predetermined direction, a Michelson interferometer including the optical member attitude adjustment mechanism, and the Michelson interference It is an object of the present invention to provide a Fourier transform spectroscopic analyzer equipped with a meter.

本発明に基づく光学部材の姿勢調整機構は、光学部材の光学面を、所定の中心点を支点として揺動させることによって、所定の方向に向けるための光学部材の姿勢調整機構であって、所定の電圧を印加されることによって軸方向に伸縮し、一端部側が固定された電気機械変換素子と、上記電気機械変換素子の他端部側に設けられ、上記電気機械変換素子の伸縮によって上記軸方向に進退移動する駆動軸と、上記所定の中心点を支点として上記光学部材を揺動可能に支持する支持手段と、を備え、上記支持手段は、上記所定の中心点から離れた上記光学部材の外周側に位置し、上記駆動軸に対して摩擦係合する移動片を含み、上記移動片は、上記電気機械変換素子が緩慢に伸縮するときは上記駆動軸とともに進退移動し、上記電気機械変換素子が急峻に伸縮するときは上記駆動軸に対して滑り移動し、上記光学部材の姿勢は、上記光学部材の上記外周側が上記移動片の進退移動および滑り移動によって上記軸方向に進退移動することによって調整される。   An optical member posture adjusting mechanism according to the present invention is an optical member posture adjusting mechanism for turning an optical surface of an optical member in a predetermined direction by swinging the optical surface about a predetermined center point. Is applied to the electromechanical transducer having one end fixed, and the other end of the electromechanical transducer is provided. A drive shaft that moves forward and backward in a direction, and a support means that swingably supports the optical member with the predetermined center point as a fulcrum, wherein the support means is separated from the predetermined center point. A moving piece that is frictionally engaged with the drive shaft, and the moving piece moves forward and backward together with the drive shaft when the electromechanical conversion element expands and contracts slowly, and the electric machine Conversion element When it expands and contracts steeply, it slides with respect to the drive shaft, and the attitude of the optical member is adjusted by moving the outer peripheral side of the optical member forward and backward in the axial direction by the forward and backward movement and sliding movement of the moving piece. Is done.

本発明によれば、簡素な構成からなる、光学部材の光学面を所定の方向に向けるための光学部材の姿勢調整機構、その光学部材の姿勢調整機構を備えたマイケルソン干渉計、およびそのマイケルソン干渉計を備えたフーリエ変換分光分析装置を得ることができる。   According to the present invention, an optical member attitude adjusting mechanism for directing an optical surface of an optical member in a predetermined direction, a Michelson interferometer including the optical member attitude adjusting mechanism, and the Michael having a simple configuration, and the Michael A Fourier transform spectroscopic analyzer equipped with a Son interferometer can be obtained.

実施の形態におけるフーリエ変換分光分析装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the Fourier-transform spectroscopy analyzer in embodiment. 実施の形態におけるマイケルソン干渉計に用いられる参照検出器の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the reference detector used for the Michelson interferometer in embodiment. (A)は、実施の形態におけるマイケルソン干渉計に用いられる参照検出器が検出した干渉光の一部の強度の経時的な変化を示す図である。(B)は、実施の形態におけるマイケルソン干渉計に用いられる参照検出器が検出した干渉光の残部の強度の経時的な変化を示す図である。(A) is a figure which shows the time-dependent change of the intensity | strength of a part of interference light which the reference detector used for the Michelson interferometer in embodiment detects. (B) is a figure which shows the time-dependent change of the intensity | strength of the remainder of the interference light which the reference detector used for the Michelson interferometer in embodiment detected. 実施の形態における光学部材の姿勢調整機構を示す第1分解斜視図である。It is a 1st disassembled perspective view which shows the attitude | position adjustment mechanism of the optical member in embodiment. 図4中におけるV−V線に関する矢視断面図である。It is arrow sectional drawing regarding the VV line in FIG. 実施の形態における光学部材の姿勢調整機構の上方側を示す第2分解斜視図である。It is a 2nd disassembled perspective view which shows the upper side of the attitude | position adjustment mechanism of the optical member in embodiment. 実施の形態における光学部材の姿勢調整機構の下方側を示す第3分解斜視図である。It is a 3rd disassembled perspective view which shows the downward side of the attitude | position adjustment mechanism of the optical member in embodiment. 実施の形態における光学部材の姿勢調整機構に用いられる圧電素子に印加される電圧の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the voltage applied to the piezoelectric element used for the attitude | position adjustment mechanism of the optical member in embodiment. (A)は実施の形態における光学部材の姿勢調整機構に用いられる移動片の粗調整前の様子を示す断面図である。(B)は実施の形態における光学部材の姿勢調整機構に用いられる移動片の粗調整後の様子を示す断面図である。(C)は実施の形態における光学部材の姿勢調整機構に用いられる移動片の微調整後の様子を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the mode before the coarse adjustment of the moving piece used for the attitude | position adjustment mechanism of the optical member in embodiment. (B) is sectional drawing which shows the mode after the coarse adjustment of the moving piece used for the attitude | position adjustment mechanism of the optical member in embodiment. (C) is sectional drawing which shows the mode after the fine adjustment of the moving piece used for the attitude | position adjustment mechanism of the optical member in embodiment. 実施の形態における光学部材の姿勢調整機構によって固定鏡の姿勢が調整される様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a mode that the attitude | position of a fixed mirror is adjusted with the attitude | position adjustment mechanism of the optical member in embodiment. 実施の形態における光学部材の姿勢調整機構に用いられる圧電素子に印加される他の電圧の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the other voltage applied to the piezoelectric element used for the attitude | position adjustment mechanism of the optical member in embodiment. 実施の形態の他の構成における光学部材の姿勢調整機構を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the attitude | position adjustment mechanism of the optical member in the other structure of embodiment.

本発明に基づいた実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。実施の形態の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。   Embodiments based on the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the embodiments, when referring to the number, amount, and the like, the scope of the present invention is not necessarily limited to the number, amount, or the like unless otherwise specified. In the description of the embodiments, the same parts and corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may not be repeated.

(フーリエ変換分光分析装置1000・マイケルソン干渉計110)
図1を参照して、実施の形態におけるフーリエ変換分光分析装置1000について説明する。フーリエ変換分光分析装置1000は、マイケルソン干渉計110、演算部120、および出力部130を備える。マイケルソン干渉計110は、分光光学系111、参照光学系121、および光学部材の姿勢調整機構100を含む。
(Fourier transform spectrometer 1000 / Michelson interferometer 110)
With reference to FIG. 1, a Fourier transform spectroscopic analyzer 1000 according to the embodiment will be described. The Fourier transform spectroscopic analysis apparatus 1000 includes a Michelson interferometer 110, a calculation unit 120, and an output unit 130. The Michelson interferometer 110 includes a spectroscopic optical system 111, a reference optical system 121, and an optical member attitude adjustment mechanism 100.

(分光光学系111)
分光光学系111は、光源112、コリメート光学系113、ビームスプリッタ114、固定鏡115、移動鏡116、集光光学系117、検出器118、および駆動機構119を有する。
(Spectroscopic optical system 111)
The spectroscopic optical system 111 includes a light source 112, a collimating optical system 113, a beam splitter 114, a fixed mirror 115, a moving mirror 116, a condensing optical system 117, a detector 118, and a driving mechanism 119.

光源112は、半導体レーザ等の発光素子から構成され、赤外光等の光を出射する。光源112が出射した光は、参照光学系121(詳細は後述する)における光路合成鏡123に導入され、参照光源122(詳細は後述する)が出射した光と合成される。合成された光は光路合成鏡123から出射され、コリメート光学系113によって平行光に変換された後、ビームスプリッタ114に導入される。ビームスプリッタ114はハーフミラー等から構成される。ビームスプリッタ114に導入された光(入射光)は2光束に分割される。   The light source 112 is composed of a light emitting element such as a semiconductor laser, and emits light such as infrared light. The light emitted from the light source 112 is introduced into an optical path combining mirror 123 in the reference optical system 121 (details will be described later), and is combined with the light emitted from the reference light source 122 (details will be described later). The combined light is emitted from the optical path combining mirror 123, converted into parallel light by the collimating optical system 113, and then introduced into the beam splitter 114. The beam splitter 114 is composed of a half mirror or the like. The light (incident light) introduced into the beam splitter 114 is divided into two light beams.

分割された光の一方は固定鏡115に照射される。固定鏡115の表面115A(光学面)で反射した光(反射光)は、反射前と略同一の光路を通過してビームスプリッタ114に再び照射される。分割された光の他方は移動鏡116に照射される。移動鏡116の表面116A(光学面)で反射した光(反射光)は、反射前と略同一の光路を通過してビームスプリッタ114に再び照射される。固定鏡115からの反射光および移動鏡116からの反射光は、ビームスプリッタ114によって合成される(重ね合わせられる)。   One of the divided lights is applied to the fixed mirror 115. The light (reflected light) reflected by the surface 115A (optical surface) of the fixed mirror 115 passes through substantially the same optical path as before the reflection, and is irradiated again to the beam splitter 114. The other of the divided lights is irradiated on the movable mirror 116. The light (reflected light) reflected by the surface 116A (optical surface) of the movable mirror 116 passes through substantially the same optical path as before the reflection, and is irradiated again to the beam splitter 114. The reflected light from the fixed mirror 115 and the reflected light from the moving mirror 116 are combined (superposed) by the beam splitter 114.

ここで、分割された光の他方が移動鏡116の表面116Aで反射する際、移動鏡116は駆動機構119によって平行を維持した状態で矢印AR116方向に往復移動している。移動鏡116の往復移動によって、固定鏡115からの反射光と移動鏡116からの反射光との間には、光路長の差が生じる。固定鏡115からの反射光と移動鏡116からの反射光とは、ビームスプリッタ114で合成されることによって干渉光を形成する。   Here, when the other of the divided lights is reflected by the surface 116A of the movable mirror 116, the movable mirror 116 is reciprocated in the direction of the arrow AR116 while being kept parallel by the drive mechanism 119. Due to the reciprocating movement of the movable mirror 116, a difference in optical path length occurs between the reflected light from the fixed mirror 115 and the reflected light from the movable mirror 116. The reflected light from the fixed mirror 115 and the reflected light from the movable mirror 116 are combined by the beam splitter 114 to form interference light.

移動鏡116の位置に応じて光路長の差は連続的に変化する。光路長の差に応じて干渉光としての光の強度も連続的に変化する。光路長の差が、たとえば、コリメート光学系113からビームスプリッタ114に照射される光の波長の整数倍のとき、干渉光としての光の強度は最大となる。   Depending on the position of the movable mirror 116, the difference in optical path length changes continuously. The intensity of light as interference light also changes continuously according to the difference in optical path length. When the difference in optical path length is, for example, an integral multiple of the wavelength of light irradiated from the collimating optical system 113 to the beam splitter 114, the intensity of light as interference light is maximized.

干渉光を形成した光は試料Sに照射される。試料Sを透過した光は集光光学系117に集光される。集光された光は、参照光学系121(詳細は後述する)における光路分離鏡124に導入される。検出器118は、光路分離鏡124から出射された光を干渉パターン(インターフェログラム)として検出する。この干渉パターンは、CPU(Central Processing Unit)等を含む演算部120に送られる。演算部120は、収集(サンプリング)した干渉パターンをアナログ形式からデジタル形式に変換し、変換後のデータをさらにフーリエ変換する。   The sample S is irradiated with the light forming the interference light. The light transmitted through the sample S is condensed on the condensing optical system 117. The condensed light is introduced into the optical path separation mirror 124 in the reference optical system 121 (details will be described later). The detector 118 detects the light emitted from the optical path separation mirror 124 as an interference pattern (interferogram). This interference pattern is sent to a calculation unit 120 including a CPU (Central Processing Unit) and the like. The computing unit 120 converts the collected (sampled) interference pattern from an analog format to a digital format, and further performs a Fourier transform on the converted data.

フーリエ変換によって、試料Sを透過した光(干渉光)の波数(=1/波長)毎の光の強度を示すスペクトル分布が算出される。フーリエ変換後のデータは、出力部130を通して他の機器に出力されたりディスプレイ等に表示されたりする。このスペクトル分布に基づいて、試料Sの特性(たとえば、材料、構造、または成分量)が分析される。   A spectral distribution indicating the light intensity for each wave number (= 1 / wavelength) of light (interference light) transmitted through the sample S is calculated by Fourier transform. The data after the Fourier transform is output to another device through the output unit 130 or displayed on a display or the like. Based on this spectral distribution, the characteristics (eg, material, structure, or amount of components) of the sample S are analyzed.

(参照光学系121)
参照光学系121は、コリメート光学系113、ビームスプリッタ114、固定鏡115、移動鏡116、集光光学系117、参照光源122、光路合成鏡123、光路分離鏡124、参照検出器125、および信号処理部126を有している。コリメート光学系113、ビームスプリッタ114、固定鏡115、移動鏡116、および集光光学系117は、分光光学系111および参照光学系121の双方の構成として共通している。
(Reference optical system 121)
The reference optical system 121 includes a collimating optical system 113, a beam splitter 114, a fixed mirror 115, a moving mirror 116, a condensing optical system 117, a reference light source 122, an optical path synthesis mirror 123, an optical path separation mirror 124, a reference detector 125, and a signal. A processing unit 126 is included. The collimating optical system 113, the beam splitter 114, the fixed mirror 115, the moving mirror 116, and the condensing optical system 117 are common to both the spectroscopic optical system 111 and the reference optical system 121.

参照光源122は、半導体レーザ等の発光素子から構成され、赤色光等の光を出射する。上述のとおり、参照光源122が出射した光は光路合成鏡123に導入される。光路合成鏡123はハーフミラー等から構成される。光源112からの光は光路合成鏡123を透過する。参照光源122からの光は光路合成鏡123で反射される。   The reference light source 122 is composed of a light emitting element such as a semiconductor laser, and emits light such as red light. As described above, the light emitted from the reference light source 122 is introduced into the optical path combining mirror 123. The optical path combining mirror 123 is composed of a half mirror or the like. The light from the light source 112 passes through the optical path combining mirror 123. The light from the reference light source 122 is reflected by the optical path combining mirror 123.

光源112からの光および参照光源122からの光は、光路合成鏡123によって合成された状態で、光路合成鏡123から同一光路上に出射される。光路合成鏡123から出射された光は、コリメート光学系113によって平行光に変換された後、ビームスプリッタ114に導入されて2光束に分割される。   The light from the light source 112 and the light from the reference light source 122 are emitted from the optical path combining mirror 123 onto the same optical path in a state where they are combined by the optical path combining mirror 123. The light emitted from the optical path combining mirror 123 is converted into parallel light by the collimating optical system 113 and then introduced into the beam splitter 114 and split into two light beams.

上述のとおり、分割された光の一方は固定鏡115に照射され、反射光としてビームスプリッタ114に再び照射される。分割された光の他方は移動鏡116に照射され、反射光としてビームスプリッタ114に再び照射される。固定鏡115からの反射光と移動鏡116からの反射光とは、ビームスプリッタ114で合成されることによって干渉光を形成する。   As described above, one of the divided lights is applied to the fixed mirror 115 and is applied again to the beam splitter 114 as reflected light. The other of the divided lights is applied to the movable mirror 116 and is applied again to the beam splitter 114 as reflected light. The reflected light from the fixed mirror 115 and the reflected light from the movable mirror 116 are combined by the beam splitter 114 to form interference light.

上述のとおり、干渉光を形成した光は試料Sに照射される。試料Sを透過した光は集光光学系117に集光される。集光された光は、参照光学系121における光路分離鏡124に導入される。光路分離鏡124はハーフミラー等から構成され、光路分離鏡124に導入された光(入射光)は2光束に分割される。   As described above, the sample S is irradiated with the light forming the interference light. The light transmitted through the sample S is condensed on the condensing optical system 117. The condensed light is introduced into the optical path separation mirror 124 in the reference optical system 121. The optical path separation mirror 124 is composed of a half mirror or the like, and the light (incident light) introduced into the optical path separation mirror 124 is divided into two light beams.

光源112から出射され、光路合成鏡123、コリメート光学系113、ビームスプリッタ114、固定鏡115、移動鏡116、試料S、および集光光学系117を通して光路分離鏡124に導入された光は、光路分離鏡124を透過する。上述のとおり、光路分離鏡124を透過したこの光(干渉光)は、検出器118によって検出される。   The light emitted from the light source 112 and introduced into the optical path separation mirror 124 through the optical path synthesis mirror 123, the collimating optical system 113, the beam splitter 114, the fixed mirror 115, the moving mirror 116, the sample S, and the condensing optical system 117 is an optical path. The light passes through the separation mirror 124. As described above, this light (interference light) transmitted through the optical path separation mirror 124 is detected by the detector 118.

一方、参照光源122から出射され、光路合成鏡123、コリメート光学系113、ビームスプリッタ114、固定鏡115、移動鏡116、試料S、および集光光学系117を通して光路分離鏡124に導入された光は、光路分離鏡124で反射される。光路分離鏡124からの反射光(干渉光)は、4分割センサ等から構成される参照検出器125によって干渉パターンとして検出される。   On the other hand, light emitted from the reference light source 122 and introduced into the optical path separation mirror 124 through the optical path synthesis mirror 123, the collimating optical system 113, the beam splitter 114, the fixed mirror 115, the moving mirror 116, the sample S, and the condensing optical system 117. Is reflected by the optical path separation mirror 124. Reflected light (interference light) from the optical path separation mirror 124 is detected as an interference pattern by a reference detector 125 constituted by a quadrant sensor or the like.

干渉光の干渉パターンは、CPU等を含む信号処理部126に送られる。信号処理部126は、収集した干渉パターンに基づいて光路分離鏡124からの反射光の強度を算出する。信号処理部126は、光路分離鏡124からの反射光の強度に基づいて、演算部120におけるサンプリングのタイミングを示す信号を生成することができる。演算部120におけるサンプリングのタイミングを示す信号は、公知の手段によって生成されることができる。   The interference pattern of the interference light is sent to a signal processing unit 126 including a CPU and the like. The signal processing unit 126 calculates the intensity of the reflected light from the optical path separation mirror 124 based on the collected interference pattern. The signal processing unit 126 can generate a signal indicating the sampling timing in the calculation unit 120 based on the intensity of the reflected light from the optical path separation mirror 124. A signal indicating the sampling timing in the arithmetic unit 120 can be generated by a known means.

信号処理部126は、光路分離鏡124からの反射光の強度に基づいて、2光路間における光の傾き(固定鏡115からの反射光と移動鏡116からの反射光との相対的な傾き)を算出することもできる。2光路間における光の傾きは、たとえば以下のように算出される。   Based on the intensity of the reflected light from the optical path separation mirror 124, the signal processing unit 126 tilts the light between the two optical paths (relative tilt between the reflected light from the fixed mirror 115 and the reflected light from the movable mirror 116). Can also be calculated. For example, the inclination of light between the two optical paths is calculated as follows.

図2を参照して、4分割センサから構成される参照検出器125は、4つの受光領域E1〜E4を有している。受光領域E1〜E4は反時計回りに並んで相互に隣接している。受光領域E1〜E4によって構成される領域に、光路分離鏡124からの反射光が照射される。受光領域E1〜E4によって構成される領域の中心と、光路分離鏡124からの反射光のスポットDの中心とは略一致している。   With reference to FIG. 2, the reference detector 125 comprised of a four-divided sensor has four light receiving areas E1 to E4. The light receiving areas E1 to E4 are adjacent to each other in a counterclockwise direction. Reflected light from the optical path separation mirror 124 is irradiated to the area constituted by the light receiving areas E1 to E4. The center of the region constituted by the light receiving regions E1 to E4 and the center of the spot D of the reflected light from the optical path separation mirror 124 are substantially coincident.

受光領域E1〜E4は、光路分離鏡124からそれぞれの領域に照射された反射光の強度を検出する。光路分離鏡124からの反射光の強度は、経時的に変化する位相信号として、たとえば図3(A)および図3(B)に示されるように検出される。   The light receiving areas E1 to E4 detect the intensity of the reflected light applied to each area from the optical path separation mirror 124. The intensity of the reflected light from the optical path separation mirror 124 is detected as a phase signal that changes with time, for example, as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B).

図3(A)および図3(B)の各々の横軸は、時間(単位:秒)の経過を示している。図3(A)の縦軸は、受光領域E1が検出した光強度および受光領域E2が検出した光強度の和を強度A1(相対値)として示している。図3(B)の縦軸は、受光領域E3が検出した光強度および受光領域E4が検出した光強度の和を強度A2(相対値)として示している。   Each horizontal axis of FIG. 3 (A) and FIG. 3 (B) indicates the passage of time (unit: second). The vertical axis of FIG. 3A indicates the sum of the light intensity detected by the light receiving area E1 and the light intensity detected by the light receiving area E2 as intensity A1 (relative value). The vertical axis in FIG. 3B indicates the sum of the light intensity detected by the light receiving area E3 and the light intensity detected by the light receiving area E4 as intensity A2 (relative value).

図3(A)および図3(B)に示すように、2光路間での光の傾き(固定鏡115からの反射光と移動鏡116からの反射光との相対的な傾き)があると、強度A1と強度A2との間に、位相差Δが生じる。すなわち、位相差Δに基づいて、2光路間での光の傾きを算出することができる。受光領域E1〜E4からなる他の組み合わせ(たとえば受光領域E1,E4と受光領域E2,E3との組合せ)によって、他の位相差Δを得ることができる。上記の位相差Δとこの他の位相差Δとに基づいて、2光路間での光の傾きの方向(ベクトル)を算出することもできる。   As shown in FIGS. 3A and 3B, when there is an inclination of light between the two optical paths (relative inclination between the reflected light from the fixed mirror 115 and the reflected light from the movable mirror 116). A phase difference Δ occurs between the intensity A1 and the intensity A2. That is, based on the phase difference Δ, the light inclination between the two optical paths can be calculated. Other phase differences Δ can be obtained by other combinations of the light receiving areas E1 to E4 (for example, combinations of the light receiving areas E1 and E4 and the light receiving areas E2 and E3). Based on the above phase difference Δ and other phase differences Δ, the direction (vector) of the inclination of light between the two optical paths can also be calculated.

(光学部材の姿勢調整機構100)
図1を再び参照して、光学部材の姿勢調整機構100は、信号処理部126における検出結果(固定鏡115からの反射光と移動鏡116からの反射光との相対的な傾き)に基づいて、固定鏡115の姿勢(ビームスプリッタ114に対する角度)を矢印AR115方向に調整する。当該調整によって、固定鏡115における反射光の光路が補正され、2光路間での光の傾きを無くす(若しくは減少させる)ことが可能となる。光学部材の姿勢調整機構100がマイケルソン干渉計110内に設けられていることによって、干渉光をより精度高く生成することが可能となる。
(Optical member attitude adjustment mechanism 100)
Referring to FIG. 1 again, the optical member attitude adjusting mechanism 100 is based on the detection result in the signal processing unit 126 (relative inclination between the reflected light from the fixed mirror 115 and the reflected light from the movable mirror 116). The attitude of the fixed mirror 115 (angle with respect to the beam splitter 114) is adjusted in the direction of the arrow AR115. By this adjustment, the optical path of the reflected light at the fixed mirror 115 is corrected, and the inclination of the light between the two optical paths can be eliminated (or reduced). By providing the optical member attitude adjusting mechanism 100 in the Michelson interferometer 110, it becomes possible to generate interference light with higher accuracy.

以下、図4〜図7を参照して、光学部材の姿勢調整機構100(以下、姿勢調整機構100ともいう)の構成について詳細に説明する。   The configuration of the optical member attitude adjustment mechanism 100 (hereinafter also referred to as the attitude adjustment mechanism 100) will be described in detail below with reference to FIGS.

図4は、姿勢調整機構100の第1分解斜視図である。便宜上、図4では後述する中間体60の一部(ハッチングで示される部分)が破断されて図示される。実際には、図6に示すように中間体60の当該一部は破断されない。図5は、図4中におけるV−V線に関する矢視断面図である。図5では姿勢調整機構100は分解されて図示されない。図6は、姿勢調整機構100の第2分解斜視図である。図6では姿勢調整機構100の上方側が図示される。図7は、姿勢調整機構100の第3分解斜視図である。図7では姿勢調整機構100の下方側が図示される。   FIG. 4 is a first exploded perspective view of the posture adjustment mechanism 100. For convenience, in FIG. 4, a part of an intermediate body 60 described later (a portion indicated by hatching) is broken and illustrated. Actually, as shown in FIG. 6, the part of the intermediate body 60 is not broken. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. In FIG. 5, the attitude adjustment mechanism 100 is disassembled and is not shown. FIG. 6 is a second exploded perspective view of the posture adjustment mechanism 100. In FIG. 6, the upper side of the posture adjustment mechanism 100 is shown. FIG. 7 is a third exploded perspective view of the posture adjustment mechanism 100. In FIG. 7, the lower side of the attitude adjustment mechanism 100 is shown.

図4〜図7(主として図6)を参照して、姿勢調整機構100は、上部体10、ボルト21〜24、台座30、移動片40,41、球体50(台座支持部材)、中間体60、駆動軸70,71、電気機械変換素子としての圧電素子80,81、および下部体90を備える。台座30、移動片40,41、および球体50(台座支持部材)は、支持手段として機能する。   4 to 7 (mainly FIG. 6), the posture adjustment mechanism 100 includes an upper body 10, bolts 21 to 24, a pedestal 30, moving pieces 40 and 41, a sphere 50 (pedestal support member), and an intermediate body 60. Drive shafts 70 and 71, piezoelectric elements 80 and 81 as electromechanical transducers, and a lower body 90. The pedestal 30, the moving pieces 40 and 41, and the sphere 50 (pedestal support member) function as support means.

上部体10は平板状に形成される。上部体10の厚さは、たとえば1.0mmである。上部体10は、外周側に貫通孔11〜13と、略中央に貫通孔16と、貫通孔16の外側に貫通孔14,15とを有している。貫通孔16の中心から見て、貫通孔14,15は相互に90°の間隔を空けている。貫通孔11〜13にはボルト21〜23がそれぞれ挿入される(図4参照)。ボルト21〜23は、後述する中間体60に設けられたネジ穴61〜63にそれぞれ螺合する。ボルト21〜23とネジ穴61〜63との螺合によって、上部体10と中間体60とが相互に接合される。   The upper body 10 is formed in a flat plate shape. The thickness of the upper body 10 is, for example, 1.0 mm. The upper body 10 has through holes 11 to 13 on the outer peripheral side, a through hole 16 in the approximate center, and through holes 14 and 15 outside the through hole 16. When viewed from the center of the through-hole 16, the through-holes 14 and 15 are spaced from each other by 90 °. Bolts 21 to 23 are respectively inserted into the through holes 11 to 13 (see FIG. 4). The bolts 21 to 23 are respectively screwed into screw holes 61 to 63 provided in an intermediate body 60 described later. The upper body 10 and the intermediate body 60 are joined to each other by screwing the bolts 21 to 23 and the screw holes 61 to 63.

貫通孔16の直径は、たとえば6.0mmであり、光学部材として円板状に形成される固定鏡115の直径よりも若干大きい。姿勢調整機構100が組立てられた状態においては、固定鏡115は貫通孔16内に位置する(図4および図5参照)。固定鏡115の表面115Aは、貫通孔16から露出する。貫通孔14,15には、後述する駆動軸70,71の上端がそれぞれ挿入される(図5参照)。貫通孔14,15の直径はたとえば1.0mmであり、駆動軸70,71の直径はたとえば1.0mmである。   The diameter of the through hole 16 is, for example, 6.0 mm, which is slightly larger than the diameter of the fixed mirror 115 that is formed in a disk shape as an optical member. In the state in which the posture adjusting mechanism 100 is assembled, the fixed mirror 115 is positioned in the through hole 16 (see FIGS. 4 and 5). The surface 115 </ b> A of the fixed mirror 115 is exposed from the through hole 16. Upper ends of drive shafts 70 and 71, which will be described later, are inserted into the through holes 14 and 15, respectively (see FIG. 5). The diameter of the through holes 14 and 15 is, for example, 1.0 mm, and the diameter of the drive shafts 70 and 71 is, for example, 1.0 mm.

台座30は円板状に形成される。台座30は表面30Aおよび裏面30Bを有する。台座30の直径は、たとえば8.5mmであり、表面30A上に配置される固定鏡115の直径よりも大きい。固定鏡115は、台座30と同軸上に配置される。台座30の裏面30Bには環状凸部32(図5および図7参照)が設けられる。環状凸部32内の裏面30Bと接触するように、球体50が配置される。球体50は、表面の全部が球面状に構成される。球体50の直径はたとえば3.0mmである。   The pedestal 30 is formed in a disk shape. The pedestal 30 has a front surface 30A and a back surface 30B. The diameter of the pedestal 30 is, for example, 8.5 mm, and is larger than the diameter of the fixed mirror 115 disposed on the surface 30A. The fixed mirror 115 is arranged coaxially with the pedestal 30. An annular convex portion 32 (see FIGS. 5 and 7) is provided on the back surface 30B of the base 30. The spherical body 50 is disposed so as to come into contact with the back surface 30B in the annular convex portion 32. The entire surface of the sphere 50 is formed in a spherical shape. The diameter of the sphere 50 is, for example, 3.0 mm.

図5を参照して、固定鏡115および球体50は、相互に引き合う方向に磁力が発生する磁性体からそれぞれ構成されるとよい。具体的には、たとえば、球体50および固定鏡115の一方が磁石(磁性体の一例)から構成され、球体50および固定鏡115の他方が金属(磁性体の他の例)から構成される。相互に引き合う方向に磁力が発生する場合、固定鏡115および球体50の双方が磁石から構成されてもよい。   Referring to FIG. 5, the fixed mirror 115 and the sphere 50 may each be composed of a magnetic body that generates a magnetic force in a direction attracting each other. Specifically, for example, one of the sphere 50 and the fixed mirror 115 is composed of a magnet (an example of a magnetic body), and the other of the sphere 50 and the fixed mirror 115 is composed of a metal (another example of a magnetic body). When the magnetic force is generated in the direction attracting each other, both the fixed mirror 115 and the sphere 50 may be composed of magnets.

球体50および固定鏡115は磁力の作用によって相互に引き付け合う。姿勢調整機構100が組立てられた状態において、台座30の表面30Aと固定鏡115の裏面115Bとの接触状態(接合状態)は上記磁力の作用によって維持される。固定鏡115は、台座30に対して接着(固着)されていないため、容易に交換することができる。台座30の裏面30Bと球体50との接触状態(接合状態)も、上記磁力の作用によって維持される。   The sphere 50 and the fixed mirror 115 are attracted to each other by the action of magnetic force. In a state where the posture adjustment mechanism 100 is assembled, the contact state (bonded state) between the front surface 30A of the base 30 and the back surface 115B of the fixed mirror 115 is maintained by the action of the magnetic force. Since the fixed mirror 115 is not bonded (fixed) to the pedestal 30, it can be easily replaced. The contact state (bonded state) between the back surface 30B of the base 30 and the sphere 50 is also maintained by the action of the magnetic force.

台座30が球体50に常に接触していることによって、台座30は球体50上で揺動することができる。台座30が球体50上で揺動する際、球体50は磁力の作用によって台座30に押し付けられているため、台座30の揺動の支点である台座30の裏面30Bと球体50との接触部52は、台座30の揺動に合わせて円滑に移動することができる。   Since the base 30 is always in contact with the sphere 50, the pedestal 30 can swing on the sphere 50. When the pedestal 30 swings on the sphere 50, since the sphere 50 is pressed against the pedestal 30 by the action of magnetic force, the contact portion 52 between the back surface 30 </ b> B of the pedestal 30 that is the fulcrum of the pedestal 30 and the sphere 50. Can move smoothly in accordance with the swing of the pedestal 30.

姿勢調整機構100が組立てられた状態においては、球体50は中間体60に接合される。たとえば、中間体60および球体50が相互に引き合う方向に磁力が発生する磁性体である場合、球体50は中間体60に対して接合される。球体50と中間体60との接合状態は、上記の磁力の作用によって維持される。たとえば、球体50および中間体60の一方が磁石から構成され、球体50および中間体60の他方が金属から構成されるとよい。   In the state where the posture adjustment mechanism 100 is assembled, the sphere 50 is joined to the intermediate body 60. For example, when the intermediate body 60 and the sphere 50 are magnetic bodies that generate a magnetic force in a direction that attracts each other, the sphere 50 is bonded to the intermediate body 60. The joining state of the sphere 50 and the intermediate body 60 is maintained by the action of the magnetic force. For example, one of the sphere 50 and the intermediate body 60 may be composed of a magnet, and the other of the sphere 50 and the intermediate body 60 may be composed of a metal.

球体50は、中間体60の上部開口端66A(詳細は後述する)に嵌合しているか、もしくは上部開口端66Aに接着されていてもよい。球体50は中間体60の上部開口端66Aに挟持固定されていてもよく、ネジ止めなどの手段によって球体50が中間体60に固定されていてもよい。   The sphere 50 may be fitted to the upper opening end 66A (details will be described later) of the intermediate body 60, or may be bonded to the upper opening end 66A. The spherical body 50 may be clamped and fixed to the upper opening end 66A of the intermediate body 60, or the spherical body 50 may be fixed to the intermediate body 60 by means such as screwing.

中間体60に球体50が接合されることによって、台座30は上部体10および中間体60からは離れた状態で、球体50の表面上で揺動することが可能となる。換言すると、台座30は、上部体10および中間体60に接触しない状態で、球体50の表面上で揺動することが可能となる。当該揺動に伴って、台座30上に配置された固定鏡115も揺動する。台座30の裏面30Bに環状凸部32が設けられていることによって、球体50の表面上で台座30が揺動する際、台座30の球体50に対する過度な位置ずれが防止される。   By joining the sphere 50 to the intermediate body 60, the pedestal 30 can swing on the surface of the sphere 50 while being separated from the upper body 10 and the intermediate body 60. In other words, the pedestal 30 can swing on the surface of the sphere 50 without contacting the upper body 10 and the intermediate body 60. Along with the swing, the fixed mirror 115 disposed on the pedestal 30 also swings. By providing the annular protrusion 32 on the back surface 30 </ b> B of the pedestal 30, when the pedestal 30 swings on the surface of the sphere 50, excessive displacement of the pedestal 30 with respect to the sphere 50 is prevented.

台座30を揺動させるために設けられる移動片40,41(図4参照)は、台座30の外周の一部に接合される。台座30の中心から見て、移動片40,41は相互に90°の間隔を空けている。移動片40,41は、上クランプ部44,45と、円筒部42,43と、下クランプ部46,47とをそれぞれ有する。   Moving pieces 40 and 41 (see FIG. 4) provided for swinging the pedestal 30 are joined to a part of the outer periphery of the pedestal 30. When viewed from the center of the pedestal 30, the movable pieces 40 and 41 are spaced by 90 ° from each other. The moving pieces 40 and 41 have upper clamp portions 44 and 45, cylindrical portions 42 and 43, and lower clamp portions 46 and 47, respectively.

上クランプ部44,45と下クランプ部46,47とによって台座30がそれぞれ挟まれる。当該構成によって、台座30は、球体50、移動片40、および移動片41によって3箇所で支持される。円筒部42,43が変位(移動)することによって、台座30は球体50との接触状態を維持しながら揺動する。円筒部42,43には、後述する駆動軸70,71がそれぞれ嵌め込まれる。   The base 30 is sandwiched between the upper clamp portions 44 and 45 and the lower clamp portions 46 and 47, respectively. With this configuration, the pedestal 30 is supported at three locations by the sphere 50, the moving piece 40, and the moving piece 41. When the cylindrical portions 42 and 43 are displaced (moved), the pedestal 30 swings while maintaining a contact state with the sphere 50. Drive shafts 70 and 71 described later are fitted into the cylindrical portions 42 and 43, respectively.

中間体60は平板状に形成される。中間体60は表面60Aおよび裏面60B(図7参照)を有する。中間体60の厚さ(表面60Aと裏面60Bとの間隔)は、たとえば2.7mmである。中間体60は、表面60Aの略中央にくり抜き部67と、くり抜き部67の底面に円形凹部66と、表面60Aにネジ穴61〜63と、くり抜き部67から外方に向かう切欠部68,69と、切欠部68,69のそれぞれの底面に貫通孔64,65と、裏面60Bに垂下部66M(図5および図7参照)とを有している。貫通孔64,65の直径はたとえば1.0mmである。   The intermediate body 60 is formed in a flat plate shape. The intermediate body 60 has a front surface 60A and a back surface 60B (see FIG. 7). The thickness of the intermediate body 60 (the distance between the front surface 60A and the back surface 60B) is, for example, 2.7 mm. The intermediate body 60 has a hollow portion 67 in the approximate center of the surface 60A, a circular recess 66 in the bottom surface of the hollow portion 67, screw holes 61 to 63 in the surface 60A, and notches 68 and 69 outward from the hollow portion 67. In addition, through holes 64 and 65 are provided on the bottom surfaces of the notches 68 and 69, and a hanging portion 66M (see FIGS. 5 and 7) is provided on the back surface 60B. The diameter of the through holes 64 and 65 is, for example, 1.0 mm.

円形凹部66の中心から見て、貫通孔64,65は相互に90°の間隔を空けている。くり抜き部67の直径は、台座30の直径よりも若干大きい。姿勢調整機構100が組立てられた状態においては、台座30、移動片40、および移動片41は、くり抜き部67、切欠部68、および切欠部69の内にそれぞれ位置する(図4および図5参照)。   As viewed from the center of the circular recess 66, the through holes 64, 65 are spaced from each other by 90 °. The diameter of the cut-out portion 67 is slightly larger than the diameter of the pedestal 30. In a state in which the posture adjustment mechanism 100 is assembled, the base 30, the moving piece 40, and the moving piece 41 are respectively located in the cutout portion 67, the cutout portion 68, and the cutout portion 69 (see FIGS. 4 and 5). ).

球体50は、円形凹部66の上部開口端66A上に配置される。上述のとおり、球体50は中間体60に磁力等の作用によって接合されるとよい。上述のとおり、球体50は、中間体60の上部開口端66Aに嵌合してもよく、もしくは上部開口端66Aに接着されていてもよい。球体50は中間体60の上部開口端66Aに挟持固定されてもよく、ネジ止めなどの手段によって球体50が中間体60に固定されてもよい。   The sphere 50 is disposed on the upper opening end 66 </ b> A of the circular recess 66. As described above, the sphere 50 may be joined to the intermediate body 60 by an action such as magnetic force. As described above, the sphere 50 may be fitted to the upper opening end 66A of the intermediate body 60, or may be bonded to the upper opening end 66A. The spherical body 50 may be clamped and fixed to the upper opening end 66A of the intermediate body 60, or the spherical body 50 may be fixed to the intermediate body 60 by means such as screwing.

ネジ穴61〜63の位置は、上部体10における貫通孔11〜13の位置に対応している。上述のとおり、姿勢調整機構100が組立てられた状態においては、ボルト21〜23はネジ穴61〜63にそれぞれ螺合する。ボルト21〜23とネジ穴61〜63との螺合によって、上部体10と中間体60とが接合される(図5参照)。   The positions of the screw holes 61 to 63 correspond to the positions of the through holes 11 to 13 in the upper body 10. As described above, in a state where the posture adjustment mechanism 100 is assembled, the bolts 21 to 23 are screwed into the screw holes 61 to 63, respectively. The upper body 10 and the intermediate body 60 are joined by screwing the bolts 21 to 23 and the screw holes 61 to 63 (see FIG. 5).

垂下部66Mは、中間体60の裏面60Bから円柱状に垂設される。垂下部66Mの外側に、後述する圧電素子80,81が設けられる(図5および図7参照)。垂下部66Mの下端にはナット66Nが設けられる。   The suspended portion 66M is suspended from the back surface 60B of the intermediate body 60 in a cylindrical shape. Piezoelectric elements 80 and 81, which will be described later, are provided outside the drooping portion 66M (see FIGS. 5 and 7). A nut 66N is provided at the lower end of the hanging part 66M.

駆動軸70,71は、円柱状の部材である。駆動軸70,71の軸方向の長さは、たとえば4.0mmである。駆動軸70,71は、一端部86,87がそれぞれ基台88,89に固定された圧電素子80,81(伸縮部82,83)の他端部84,85にそれぞれ設けられる。姿勢調整機構100が組立てられた状態においては、駆動軸70,71は、中間体60の貫通孔64,65、移動片40,41の円筒部42,43、および上部体10の貫通孔14,15にそれぞれ順に挿入される(図5参照)。駆動軸70,71は、円筒部42,43に対してはそれぞれ所定の摩擦力をもって摩擦係合する。   The drive shafts 70 and 71 are cylindrical members. The axial length of the drive shafts 70 and 71 is, for example, 4.0 mm. The drive shafts 70 and 71 are respectively provided at the other end portions 84 and 85 of the piezoelectric elements 80 and 81 (expandable portions 82 and 83) whose one end portions 86 and 87 are fixed to the bases 88 and 89, respectively. In a state in which the posture adjustment mechanism 100 is assembled, the drive shafts 70 and 71 include the through holes 64 and 65 of the intermediate body 60, the cylindrical portions 42 and 43 of the moving pieces 40 and 41, and the through holes 14 of the upper body 10. 15 are inserted in order (see FIG. 5). The drive shafts 70 and 71 are frictionally engaged with the cylindrical portions 42 and 43 with a predetermined friction force, respectively.

移動片40,41(円筒部42,43)は、駆動軸70,71に対してそれぞれ摺動可能に構成される。具体的には、圧電素子80,81に所定の電圧が印加されることによって、圧電素子80,81はそれぞれ伸縮する。圧電素子80,81の伸縮によって駆動軸70,71が緩慢に進退移動するときは、移動片40,41は駆動軸70,71とともにそれぞれ進退移動する。圧電素子80,81の伸縮によって駆動軸70,71が急峻に進退移動するときは、移動片40,41は駆動軸70,71に対してそれぞれ滑り移動する。   The moving pieces 40 and 41 (cylindrical portions 42 and 43) are configured to be slidable with respect to the drive shafts 70 and 71, respectively. Specifically, when a predetermined voltage is applied to the piezoelectric elements 80 and 81, the piezoelectric elements 80 and 81 expand and contract, respectively. When the drive shafts 70 and 71 slowly move forward and backward due to the expansion and contraction of the piezoelectric elements 80 and 81, the moving pieces 40 and 41 move forward and backward together with the drive shafts 70 and 71, respectively. When the drive shafts 70 and 71 move forward and backward steeply due to the expansion and contraction of the piezoelectric elements 80 and 81, the moving pieces 40 and 41 slide relative to the drive shafts 70 and 71, respectively.

圧電素子80,81は、電圧制御回路(図示せず)に接続された伸縮部82,83をそれぞれ有している。圧電素子80,81の伸縮部82,83における長さ(初期長さ)は、たとえば9.0mmである。伸縮部82,83は、積層された多数の圧電板から構成され、電圧制御回路から独立した所定の電圧がそれぞれ印加される。伸縮部82,83は、所定の電圧が印加されることによって、軸方向(図4における矢印AR82,AR83参照)にそれぞれ伸縮する。   The piezoelectric elements 80 and 81 have expansion and contraction portions 82 and 83 connected to a voltage control circuit (not shown), respectively. The length (initial length) of the expansion / contraction portions 82 and 83 of the piezoelectric elements 80 and 81 is, for example, 9.0 mm. The extendable parts 82 and 83 are constituted by a large number of stacked piezoelectric plates, and a predetermined voltage independent from the voltage control circuit is applied thereto. The extendable parts 82 and 83 expand and contract in the axial direction (see arrows AR82 and AR83 in FIG. 4) when a predetermined voltage is applied.

上述の通り、駆動軸70,71は、伸縮部82,83の他端部84,85上にそれぞれ設けられる。伸縮部82,83が伸縮することによって、駆動軸70,71は伸縮部82,83の伸縮方向に沿ってそれぞれ進退移動する。   As described above, the drive shafts 70 and 71 are provided on the other end portions 84 and 85 of the telescopic portions 82 and 83, respectively. As the telescopic portions 82 and 83 expand and contract, the drive shafts 70 and 71 move forward and backward along the telescopic direction of the telescopic portions 82 and 83, respectively.

伸縮部82,83の一端部86,87には、基台88,89がそれぞれ設けられる。姿勢調整機構100が組立てられた状態においては、基台88,89は下部体90上にそれぞれ固定される(図5参照)。当該構成によって、伸縮部82,83の他端部84,85が、圧電素子80,81としての伸縮の自由端をそれぞれ構成している。伸縮部82,83の一端部86,87が、圧電素子80,81としての伸縮の固定端をそれぞれ構成している。   Bases 88 and 89 are provided at one end portions 86 and 87 of the telescopic portions 82 and 83, respectively. In the state where the posture adjustment mechanism 100 is assembled, the bases 88 and 89 are respectively fixed on the lower body 90 (see FIG. 5). With this configuration, the other end portions 84 and 85 of the expansion and contraction portions 82 and 83 constitute the free ends of expansion and contraction as the piezoelectric elements 80 and 81, respectively. The one end portions 86 and 87 of the expansion and contraction portions 82 and 83 constitute the expansion and contraction fixed ends of the piezoelectric elements 80 and 81, respectively.

下部体90は平板状に形成される。下部体90の略中央部には凸部91が設けられる。凸部91の中央には貫通孔92が設けられる。姿勢調整機構100が組立てられた状態においては、ボルト24が貫通孔92内に嵌め込まれ、ボルト24はナット66Nに螺合する(図5参照)。ボルト24とナット66Nとの螺合によって、下部体90と中間体60とが接合される。   The lower body 90 is formed in a flat plate shape. A convex portion 91 is provided at a substantially central portion of the lower body 90. A through hole 92 is provided at the center of the convex portion 91. In the state where the posture adjusting mechanism 100 is assembled, the bolt 24 is fitted into the through hole 92, and the bolt 24 is screwed into the nut 66N (see FIG. 5). The lower body 90 and the intermediate body 60 are joined by screwing the bolt 24 and the nut 66N.

フーリエ変換分光分析装置1000、マイケルソン干渉計110、および光学部材の姿勢調整機構100は、以上のように構成される。   The Fourier transform spectroscopic analyzer 1000, the Michelson interferometer 110, and the optical member attitude adjustment mechanism 100 are configured as described above.

(フーリエ変換分光分析装置1000等の動作)
フーリエ変換分光分析装置1000は、研究所内または開発室内などの所定の場所に設置される。フーリエ変換分光分析装置1000が設置された後、固定鏡115の姿勢が調整される。固定鏡115の姿勢は、上記の姿勢調整機構100によって調整される。
(Operation of Fourier transform spectroscopic analyzer 1000 etc.)
The Fourier transform spectroscopic analyzer 1000 is installed in a predetermined place such as a laboratory or a development room. After the Fourier transform spectroscopic analysis apparatus 1000 is installed, the posture of the fixed mirror 115 is adjusted. The posture of the fixed mirror 115 is adjusted by the posture adjustment mechanism 100 described above.

また、図3(A)および図3(B)を参照して上述したように、姿勢調整機構100は、信号処理部126(図1参照)における検出結果(固定鏡115からの反射光と移動鏡116からの反射光との相対的な傾き)に基づいて、固定鏡115の姿勢(ビームスプリッタ114に対する角度)を調整する。当該調整によって、固定鏡115における反射光の光路が補正され、2光路間での光の傾きを無くす(若しくは減少させる)ことが可能となる。干渉光は、より精度高く生成されることが可能となる。   Further, as described above with reference to FIGS. 3A and 3B, the posture adjustment mechanism 100 detects the detection result (the reflected light from the fixed mirror 115 and the movement) in the signal processing unit 126 (see FIG. 1). The attitude of the fixed mirror 115 (angle with respect to the beam splitter 114) is adjusted based on the relative inclination with the reflected light from the mirror 116. By this adjustment, the optical path of the reflected light at the fixed mirror 115 is corrected, and the inclination of the light between the two optical paths can be eliminated (or reduced). The interference light can be generated with higher accuracy.

以下、図8〜図11を参照して、固定鏡115の姿勢を調整するための姿勢調整機構100の動作について詳細に説明する。固定鏡115の姿勢は、まず大まかに調整され(以下、粗調整という)、その後必要に応じて細かく調整される(以下、微調整という)。   Hereinafter, the operation of the posture adjustment mechanism 100 for adjusting the posture of the fixed mirror 115 will be described in detail with reference to FIGS. The posture of the fixed mirror 115 is first roughly adjusted (hereinafter referred to as coarse adjustment), and then finely adjusted as necessary (hereinafter referred to as fine adjustment).

図8を参照して、粗調整の際は、圧電素子80,81(伸縮部82,83)に対して図8(または図11)に示すようなパルス電圧(鋸歯状波)が印加される。圧電素子81は圧電素子80と同様に動作するため、圧電素子80(伸縮部82)の動作を例に以下説明する。   Referring to FIG. 8, at the time of coarse adjustment, a pulse voltage (sawtooth wave) as shown in FIG. 8 (or FIG. 11) is applied to piezoelectric elements 80 and 81 (expandable portions 82 and 83). . Since the piezoelectric element 81 operates in the same manner as the piezoelectric element 80, the operation of the piezoelectric element 80 (expandable portion 82) will be described below as an example.

伸縮部82に図8に示すようなパルス電圧が印加されると、伸縮部82は繰り返し伸縮する。各パルス電圧のうち、伸縮部82に印加する電圧が緩慢に増加する傾斜部V1(立上部)においては、伸縮部82はゆっくりと伸長する。傾斜部V1においては、たとえば25マイクロ秒の時間をかけて、印加電圧が0Vから6Vまで増加される。各パルス電圧のうち、伸縮部82に印加する電圧が急峻に減少する立下部V2においては、伸縮部82は急速に収縮した後、初期長さに戻る。立下部V2においては、たとえば2マイクロ秒の時間をかけて、印加電圧が6Vから0Vまで減少される。   When a pulse voltage as shown in FIG. 8 is applied to the expansion / contraction part 82, the expansion / contraction part 82 repeatedly expands and contracts. In each pulse voltage, in the inclined part V1 (upper part) where the voltage applied to the expansion / contraction part 82 increases slowly, the expansion / contraction part 82 extends slowly. In the inclined portion V1, for example, the applied voltage is increased from 0V to 6V over a time of 25 microseconds. Among the pulse voltages, in the falling portion V2 where the voltage applied to the expansion / contraction part 82 sharply decreases, the expansion / contraction part 82 rapidly contracts and then returns to the initial length. In the falling part V2, for example, the applied voltage is reduced from 6V to 0V over a period of 2 microseconds.

図9(A)を参照して、上述のとおり、伸縮部82の一端部86は(下部体90に固定された)基台88に固定され、伸縮の固定端を構成している。伸縮部82の他端部84は、伸縮の自由端を構成している。他端部84上に駆動軸70が固定される。駆動軸70は他端部84とともに進退移動する。   Referring to FIG. 9A, as described above, one end 86 of the stretchable portion 82 is fixed to the base 88 (fixed to the lower body 90), and constitutes a fixed end of stretch. The other end 84 of the expansion / contraction part 82 forms a free end of expansion / contraction. The drive shaft 70 is fixed on the other end portion 84. The drive shaft 70 moves forward and backward together with the other end portion 84.

伸縮部82がゆっくりと伸長する際は、駆動軸70は他端部84に押圧されて紙面右方向に移動片40とともにゆっくりと移動する。伸縮部82が急速に収縮し初期長さに戻る際は、駆動軸70は他端部84に引っ張られて紙面左方向に急速に移動する。   When the expansion / contraction part 82 extends slowly, the drive shaft 70 is pressed by the other end part 84 and slowly moves together with the moving piece 40 in the right direction on the paper surface. When the telescopic portion 82 rapidly contracts and returns to the initial length, the drive shaft 70 is pulled by the other end portion 84 and rapidly moves in the left direction of the drawing.

駆動軸70が紙面左方向に急速に移動する際(伸縮部82が急速に収縮し初期長さに戻る際)、移動片40、台座30、および固定鏡115(図5参照)のそれぞれ自重による慣性の作用によって、駆動軸70と移動片40との摩擦係合状態は解除される。駆動軸70は、移動片40に対して滑り移動する。移動片40、台座30、および固定鏡115(図5参照)の位置はほとんど変わらず、駆動軸70のみが紙面左方向に移動する。   When the drive shaft 70 moves rapidly to the left in the drawing (when the telescopic part 82 rapidly contracts and returns to the initial length), the moving piece 40, the pedestal 30, and the fixed mirror 115 (see FIG. 5) each depend on their own weight. The frictional engagement state between the drive shaft 70 and the moving piece 40 is released by the action of inertia. The drive shaft 70 slides relative to the moving piece 40. The positions of the moving piece 40, the pedestal 30, and the fixed mirror 115 (see FIG. 5) hardly change, and only the drive shaft 70 moves to the left in the drawing.

伸縮部82は、傾斜部V1(図8参照)の電圧の印加によって再びゆっくりと伸長する。その後、伸縮部82は、立下部V2の電圧の印加(電圧の解除)によって再び急速に収縮し初期長さに復帰する。   The expansion / contraction part 82 is slowly extended again by applying the voltage of the inclined part V1 (see FIG. 8). Thereafter, the expansion / contraction part 82 rapidly contracts again by the application of the voltage at the lower end V2 (release of the voltage) and returns to the initial length.

図9(B)に示すように、上記の動作が繰り返されることによって、移動片40は矢印AR1方向に徐々に移動する。移動片40は、圧電素子80に対する一回のパルス電圧によって、同方向にたとえば100nm移動する。移動片40が複数回の移動によって距離L1だけ同方向に移動することによって、台座30(の外周部)も距離L1だけ同方向に移動する。伸縮部82は、伸長のあと初期長さへの復帰を繰り返すため、駆動軸70の位置は変わらない。   As shown in FIG. 9B, the moving piece 40 gradually moves in the direction of the arrow AR1 by repeating the above operation. The moving piece 40 moves, for example, 100 nm in the same direction by a single pulse voltage applied to the piezoelectric element 80. When the moving piece 40 moves in the same direction by the distance L1 by a plurality of movements, the pedestal 30 (the outer periphery thereof) also moves in the same direction by the distance L1. The extension / contraction part 82 repeats returning to the initial length after extension, so the position of the drive shaft 70 does not change.

移動片40が移動した後、必要に応じて微調整が行なわれる。移動片40が既に所望の位置に到達しているときは、微調整は行なわれなくてもよい。微調整の際は、伸縮部82には一定の電圧(連続波)が印加される。   After the moving piece 40 has moved, fine adjustment is performed as necessary. When the moving piece 40 has already reached the desired position, fine adjustment may not be performed. At the time of fine adjustment, a constant voltage (continuous wave) is applied to the expansion / contraction part 82.

図9(C)に示すように、微調整の際は、伸縮部82は矢印AR2方向にわずかに伸長し、他端部84も微小な距離だけ同方向に移動する。駆動軸70は他端部84に押圧されて同方向に移動片40とともに移動する。伸縮部82が距離L2だけ伸長することによって、台座30(の外周部)も距離L2だけ同方向に移動する。圧電素子80にたとえば10Vの電圧が印加された場合、距離L2として、台座30はたとえば0.5μm移動する。   As shown in FIG. 9C, during fine adjustment, the expansion / contraction part 82 slightly extends in the direction of the arrow AR2, and the other end 84 also moves in the same direction by a minute distance. The drive shaft 70 is pressed by the other end portion 84 and moves together with the moving piece 40 in the same direction. When the telescopic part 82 extends by the distance L2, the pedestal 30 (the outer periphery thereof) also moves in the same direction by the distance L2. When a voltage of, for example, 10 V is applied to the piezoelectric element 80, the pedestal 30 moves, for example, by 0.5 μm as the distance L2.

図10を参照して、移動片40は、上記の粗調整(および微調整)によって矢印AR3方向に移動し、所望の位置に到達する。移動片40の移動に合わせて、台座30の外周部も移動する。台座30は、球体50との接触部52を支点として、矢印AR4方向に回動する。台座30に接合された固定鏡115も同方向に回動する。   Referring to FIG. 10, moving piece 40 moves in the direction of arrow AR3 by the above-described rough adjustment (and fine adjustment), and reaches a desired position. As the moving piece 40 moves, the outer periphery of the pedestal 30 also moves. The pedestal 30 rotates in the direction of the arrow AR4 with the contact portion 52 with the sphere 50 as a fulcrum. The fixed mirror 115 joined to the pedestal 30 also rotates in the same direction.

上述では、移動片40を図9および図10の紙面右方向に移動させる場合について説明した。図11を参照して、移動片40を紙面左方向に移動させる場合には、伸縮部82に図11に示すようなパルス電圧(鋸歯状波)が印加される。   In the above description, the case where the moving piece 40 is moved in the right direction in FIG. 9 and FIG. 10 has been described. Referring to FIG. 11, when the moving piece 40 is moved in the left direction on the paper surface, a pulse voltage (sawtooth wave) as shown in FIG.

伸縮部82に図11に示すようなパルス電圧が印加されると、伸縮部82は繰り返し伸縮する。各パルス電圧のうち、伸縮部82に印加する電圧が緩慢に減少する傾斜部V3(立下部)においては、伸縮部82はゆっくりと収縮し初期長さに戻る。伸縮部82がゆっくりと収縮する際は、駆動軸70は移動片40とともにゆっくりと移動する。各パルス電圧のうち、伸縮部82に印加する電圧が急峻に増加する立上部V4においては、伸縮部82は急速に伸長する。伸縮部82が急速に伸長する際は、駆動軸70は移動片40に対して滑り移動する。伸縮部82に図8に示すようなパルス電圧が印加される場合と同様に、移動片40に対する粗調整の後、移動片40に対して微調整が行なわれてもよい。   When a pulse voltage as shown in FIG. 11 is applied to the expansion / contraction part 82, the expansion / contraction part 82 repeatedly expands and contracts. In each pulse voltage, in the inclined part V3 (the lower part) where the voltage applied to the expansion / contraction part 82 decreases slowly, the expansion / contraction part 82 contracts slowly and returns to the initial length. When the expansion / contraction part 82 contracts slowly, the drive shaft 70 moves slowly together with the moving piece 40. Among the pulse voltages, in the rising portion V4 where the voltage applied to the expansion / contraction section 82 increases steeply, the expansion / contraction section 82 expands rapidly. When the expansion / contraction part 82 extends rapidly, the drive shaft 70 slides relative to the moving piece 40. Similarly to the case where a pulse voltage as shown in FIG. 8 is applied to the expansion / contraction part 82, fine adjustment may be performed on the moving piece 40 after coarse adjustment on the moving piece 40.

(作用・効果)
圧電素子80,81における伸縮部82,83に、図8または図11に示すようなパルス電圧が印加されることによって、光学部材の姿勢調整機構100は、台座30に接合された固定鏡115の姿勢を大まかに調節することができる(粗調整)。その後、必要に応じて圧電素子80,81における伸縮部82,83に一定の電圧が印加されることによって、光学部材の姿勢調整機構100は、台座30に接合された固定鏡115の姿勢を細かく調節することができる(微調整)。これらの粗調整および微調整によって、固定鏡115の表面115A(光学面)は、所望の方向に向けられることが可能となる。
(Action / Effect)
When the pulse voltage as shown in FIG. 8 or FIG. 11 is applied to the expansion and contraction portions 82 and 83 in the piezoelectric elements 80 and 81, the posture adjustment mechanism 100 of the optical member is moved to the fixed mirror 115 bonded to the pedestal 30. The posture can be roughly adjusted (coarse adjustment). Thereafter, a constant voltage is applied to the expansion and contraction portions 82 and 83 of the piezoelectric elements 80 and 81 as necessary, so that the attitude adjustment mechanism 100 of the optical member finely adjusts the attitude of the fixed mirror 115 bonded to the pedestal 30. Can be adjusted (fine adjustment). By these rough adjustment and fine adjustment, the surface 115A (optical surface) of the fixed mirror 115 can be directed in a desired direction.

固定鏡115の姿勢(表面115Aの向き)は、フーリエ変換分光分析装置1000が所定の場所に設置された後、またはフーリエ変換分光分析装置1000の起動時などに調整されるとよい。固定鏡115の姿勢は、干渉光を生成する際に、信号処理部126における検出結果に基づいて調整されてもよい。この場合、干渉光は、より精度高く生成されることが可能となる。   The posture of the fixed mirror 115 (orientation of the surface 115A) may be adjusted after the Fourier transform spectroscopic analysis apparatus 1000 is installed at a predetermined location or when the Fourier transform spectroscopic analysis apparatus 1000 is activated. The posture of the fixed mirror 115 may be adjusted based on the detection result in the signal processing unit 126 when generating interference light. In this case, the interference light can be generated with higher accuracy.

本実施の形態における光学部材の姿勢調整機構100は、冒頭に説明した特開2002−119074号公報(特許文献1)とは異なり、モータ、および上記モータの回転動力を直線運動に変換する運動変換機構(ギア、円柱体、および螺入孔など)を備えていない。本実施の形態における光学部材の姿勢調整機構100は、同文献に比べて簡素に構成されることができる。   Unlike the Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-119074 (Patent Document 1) described at the beginning, the posture adjustment mechanism 100 of the optical member in the present embodiment is a motion conversion that converts the rotational power of the motor and the motor into a linear motion. No mechanism (gear, cylinder, screw hole, etc.) is provided. The posture adjustment mechanism 100 for the optical member in the present embodiment can be configured more simply than in the same document.

(実施の形態の他の構成)
図12を参照して、上述の実施の形態の他の構成(変形例)について説明する。上述の実施の形態においては、台座30の支点を構成する台座支持部材として、中間体60とは別に球体50が用いられる。
(Other configurations of the embodiment)
With reference to FIG. 12, another configuration (modification) of the above-described embodiment will be described. In the above-described embodiment, the sphere 50 is used separately from the intermediate body 60 as a pedestal support member constituting the fulcrum of the pedestal 30.

図12に示すように、台座30の揺動の支点を構成する台座支持部材は、中間体60と一体的に構成された凸部60Tであってもよい。凸部60Tは、表面の一部(台座30の裏面30Bと接する部分)が球面状に形成されている。この場合、固定鏡115および中間体60は相互に引き合う方向に磁力が発生する磁性体からそれぞれ構成されるとよい。当該構成によっても、凸部60Tとの接触部52を中心として台座30は揺動可能であり、上述の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   As shown in FIG. 12, the pedestal support member that constitutes the pivot point of the pedestal 30 may be a convex portion 60 </ b> T configured integrally with the intermediate body 60. A part of the surface of the convex portion 60T (a portion in contact with the back surface 30B of the pedestal 30) is formed in a spherical shape. In this case, the fixed mirror 115 and the intermediate body 60 are each preferably composed of a magnetic body that generates a magnetic force in a direction attracting each other. Also with this configuration, the pedestal 30 can swing around the contact portion 52 with the convex portion 60T, and the same effect as the above-described embodiment can be obtained.

上述の実施の形態においては、台座30および球体50が、磁力の作用によって接合される(接触状態が維持される)。図12に示すように、台座30と凸部60T(球体50としてもよい)との接触状態は、板バネ部材60Sによって維持されてもよい。   In the above-described embodiment, the pedestal 30 and the sphere 50 are joined by the action of magnetic force (the contact state is maintained). As shown in FIG. 12, the contact state between the pedestal 30 and the convex portion 60T (which may be the sphere 50) may be maintained by the leaf spring member 60S.

板バネ部材60Sは、たとえば中間体60の表面60Aに取り付けられる。板バネ部材60Sの先端には、表面が球面状に形成された先端凸部60Uが設けられる。先端凸部60Uは、台座30の表面30Aを矢印AR5方向に付勢する。当該付勢によって、台座30は凸部60Tに押し付けられ、台座30と凸部60Tとの接触状態が維持される。当該構成によっても、上述の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   The leaf spring member 60S is attached to the surface 60A of the intermediate body 60, for example. At the tip of the leaf spring member 60S, a tip protrusion 60U having a spherical surface is provided. The tip convex portion 60U biases the surface 30A of the base 30 in the direction of the arrow AR5. By the biasing, the base 30 is pressed against the convex portion 60T, and the contact state between the base 30 and the convex portion 60T is maintained. Also with this configuration, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

上述の実施の形態においては、移動片40,41が90°の間隔を空けている。移動片40,41は、たとえば45°、60°、120°、135°などの間隔を空けていてもよい。移動片40,41の間隔に合わせて、駆動軸70,71および圧電素子80,81などが配置される。当該構成によっても、上述の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the moving pieces 40 and 41 are spaced by 90 °. The moving pieces 40 and 41 may be spaced at intervals of 45 °, 60 °, 120 °, 135 °, and the like, for example. The drive shafts 70 and 71 and the piezoelectric elements 80 and 81 are arranged in accordance with the distance between the moving pieces 40 and 41. Also with this configuration, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

上述の実施の形態においては、固定鏡115は、移動片40,41に支持(把持)された台座30上に配置され、移動片40,41の移動(台座30の揺動)によって揺動される。台座30は、必要に応じて用いられるとよい。台座30が用いられない場合、固定鏡115は、その外周側の一部(2箇所)が移動片40,41によって直接支持される。当該構成によっても、上述の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the fixed mirror 115 is disposed on the pedestal 30 supported (gripped) by the movable pieces 40 and 41, and is oscillated by the movement of the movable pieces 40 and 41 (oscillation of the pedestal 30). The The pedestal 30 may be used as necessary. When the pedestal 30 is not used, the fixed mirror 115 is directly supported by the movable pieces 40 and 41 at a part (two places) on the outer peripheral side thereof. Also with this configuration, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

上述の実施の形態においては、台座30は、球体50、移動片40、および移動片41によって3箇所で支持される。当該構成によって、光学部材としての固定鏡115は3次元方向に姿勢を調節されることができる。光学部材としては、2次元方向にのみ姿勢を調整されればよい場合もある。この場合、台座30は、球体50と移動片40とによって2箇所で支持されていてもよい。台座30は、球体50との接触部52を支点として、移動片40の進退移動によって2次元方向にのみ姿勢を調節されることができる。   In the above-described embodiment, the pedestal 30 is supported at three locations by the sphere 50, the moving piece 40, and the moving piece 41. With this configuration, the posture of the fixed mirror 115 as an optical member can be adjusted in a three-dimensional direction. As an optical member, the posture may be adjusted only in the two-dimensional direction. In this case, the pedestal 30 may be supported at two locations by the sphere 50 and the moving piece 40. The posture of the pedestal 30 can be adjusted only in the two-dimensional direction by moving the moving piece 40 forward and backward with the contact portion 52 with the sphere 50 as a fulcrum.

以上、本発明に基づいた実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   As mentioned above, although embodiment based on this invention was described, embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The technical scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

10 上部体、11〜16,64,65,92 貫通孔、21〜24 ボルト、30 台座、30A,60A,116A 表面、30B,60B,115B 裏面、32 環状凸部、40,41 移動片、42,43 円筒部、44,45 上クランプ部、46,47 下クランプ部、50 球体(台座支持部材)、52 接触部、60 中間体、60S 板バネ部材、60T,91 凸部、60U 先端凸部、61〜63 ネジ穴、66 円形凹部、66A 上部開口端、66M 垂下部、66N ナット、67 くり抜き部、68,69 切欠部、70,71 駆動軸、80,81 圧電素子(電気機械変換素子)、82,83 伸縮部、84,85 他端部、86,87 一端部、88,89 基台、90 下部体、100 光学部材の姿勢調整機構、110 マイケルソン干渉計、111 分光光学系、112 光源、113 コリメート光学系、114 ビームスプリッタ、115 固定鏡、115A 表面(光学面)、116 移動鏡、117 集光光学系、118 検出器、119 駆動機構、120 演算部、121 参照光学系、122 参照光源、123 光路合成鏡、124 光路分離鏡、125 参照検出器、126 信号処理部、130 出力部、1000 フーリエ変換分光分析装置、AR1〜AR5,AR82,AR83,AR116 矢印、D スポット、E1〜E4 受光領域、L1,L2 距離、S 試料、V1,V3 傾斜部、V2 立下部、V4 立上部。   10 Upper body, 11-16, 64, 65, 92 Through hole, 21-24 bolt, 30 base, 30A, 60A, 116A surface, 30B, 60B, 115B back surface, 32 annular convex part, 40, 41 moving piece, 42 , 43 Cylindrical part, 44, 45 Upper clamp part, 46, 47 Lower clamp part, 50 Sphere (base support member), 52 Contact part, 60 Intermediate, 60S Leaf spring member, 60T, 91 Convex part, 60U Tip convex part , 61 to 63 screw hole, 66 circular recess, 66A upper opening end, 66M hanging part, 66N nut, 67 cutout part, 68, 69 notch part, 70, 71 drive shaft, 80, 81 piezoelectric element (electromechanical conversion element) , 82, 83 Extendable portion, 84, 85 Other end portion, 86, 87 One end portion, 88, 89 Base, 90 Lower body, 100 Optical member attitude adjustment mechanism, 110 Michelson interferometer, 111 spectroscopic optical system, 112 light source, 113 collimating optical system, 114 beam splitter, 115 fixed mirror, 115A surface (optical surface), 116 moving mirror, 117 condensing optical system, 118 detector, 119 drive mechanism , 120 arithmetic unit, 121 reference optical system, 122 reference light source, 123 optical path synthesis mirror, 124 optical path separation mirror, 125 reference detector, 126 signal processing unit, 130 output unit, 1000 Fourier transform spectrometer, AR1 to AR5, AR82 , AR83, AR116 Arrow, D spot, E1 to E4 light receiving area, L1, L2 distance, S sample, V1, V3 inclined part, V2 rising part, V4 rising part.

Claims (8)

光学部材の光学面を、所定の中心点を支点として揺動させることによって、所定の方向に向けるための光学部材の姿勢調整機構であって、
所定の電圧を印加されることによって軸方向に伸縮し、一端部側が固定された電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子の他端部側に設けられ、前記電気機械変換素子の伸縮によって前記軸方向に進退移動する駆動軸と、
前記所定の中心点を支点として前記光学部材を揺動可能に支持する支持手段と、を備え、
前記支持手段は、前記所定の中心点から離れた前記光学部材の外周側に位置し、前記駆動軸に対して摩擦係合する移動片を含み、
前記移動片は、前記電気機械変換素子が緩慢に伸縮するときは前記駆動軸とともに進退移動し、前記電気機械変換素子が急峻に伸縮するときは前記駆動軸に対して滑り移動し、
前記光学部材の姿勢は、前記光学部材の前記外周側が前記移動片の進退移動および滑り移動によって前記軸方向に進退移動することによって調整される、
光学部材の姿勢調整機構。
An optical member attitude adjustment mechanism for orienting an optical surface of an optical member in a predetermined direction by swinging the optical surface about a predetermined center point,
An electromechanical transducer element that expands and contracts in the axial direction by applying a predetermined voltage, and has one end fixed;
A drive shaft which is provided on the other end side of the electromechanical transducer and which moves forward and backward in the axial direction by expansion and contraction of the electromechanical transducer;
Supporting means for swingably supporting the optical member with the predetermined center point as a fulcrum,
The support means includes a moving piece that is located on the outer peripheral side of the optical member away from the predetermined center point and frictionally engages with the drive shaft,
The moving piece moves forward and backward with the drive shaft when the electromechanical conversion element slowly expands and contracts, and slides and moves with respect to the drive shaft when the electromechanical conversion element rapidly expands and contracts.
The posture of the optical member is adjusted by moving the outer peripheral side of the optical member forward and backward in the axial direction by the forward and backward movement and sliding movement of the movable piece.
Optical member attitude adjustment mechanism.
前記支持手段は、
前記光学部材の前記光学面とは反対側の面から前記光学部材を支持し、前記移動片が外周の一部に設けられた台座と、
前記台座を挟んで前記光学部材とは反対側に位置し、前記台座と接触する接触部の表面が球面状に形成された台座支持部材と、を含み、
前記接触部は、前記所定の中心点であり、
前記移動片が進退移動および滑り移動することによって、前記台座は前記台座支持部材との前記接触部を支点として揺動し、
前記光学部材の姿勢は、前記台座の揺動を通して調整される、
請求項1に記載の光学部材の姿勢調整機構。
The support means is
A base on which the optical member is supported from a surface opposite to the optical surface of the optical member, and the moving piece is provided on a part of an outer periphery;
A pedestal support member that is located on the opposite side of the optical member across the pedestal and that has a spherical contact surface formed in contact with the pedestal,
The contact portion is the predetermined center point;
As the moving piece moves forward and backward and slides, the pedestal swings with the contact portion with the pedestal support member as a fulcrum,
The posture of the optical member is adjusted through swinging of the pedestal.
The attitude adjustment mechanism for an optical member according to claim 1.
前記台座支持部材は、球体である、
請求項2に記載の光学部材の姿勢調整機構。
The base support member is a sphere,
The posture adjustment mechanism of the optical member according to claim 2.
前記台座支持部材および前記台座は、相互に引き合う方向に磁力が発生する磁性体からそれぞれ構成される、
請求項2または3に記載の光学部材の姿勢調整機構。
The pedestal support member and the pedestal are each composed of a magnetic body that generates a magnetic force in a direction attracting each other.
The attitude adjustment mechanism for an optical member according to claim 2.
前記電気機械変換素子と、前記駆動軸と、前記移動片とからなる組は、前記光学部材の中心から見て所定の角度の間隔を空けて、少なくとも2組設けられる、
請求項1から4のいずれかに記載の光学部材の姿勢調整機構。
At least two pairs of the electromechanical conversion element, the drive shaft, and the moving piece are provided with a predetermined angle interval when viewed from the center of the optical member.
The attitude adjustment mechanism for an optical member according to claim 1.
前記移動片に、前記電気機械変換素子の前記伸縮による前記駆動軸の緩慢な進退移動に伴った移動と、前記電気機械変換素子の前記伸縮による前記駆動軸の急峻な進退移動に伴った滑り移動とを繰り返し行なわせることによって、前記光学部材の姿勢を粗調整し、
前記移動片に、前記電気機械変換素子の前記伸縮による前記駆動軸の緩慢な進退移動に伴った移動を行なわせることによって、前記光学部材の姿勢を微調整する、
請求項1から5のいずれかに記載の光学部材の姿勢調整機構。
The moving piece is moved along with the slow forward / backward movement of the drive shaft due to the expansion / contraction of the electromechanical conversion element, and the sliding movement is accompanied with a sharp forward / backward movement of the drive shaft due to the expansion / contraction of the electromechanical conversion element. And repeatedly adjusting the posture of the optical member,
Finely adjusting the posture of the optical member by causing the moving piece to move along with the slow movement of the drive shaft due to the expansion and contraction of the electromechanical transducer,
The attitude adjustment mechanism for an optical member according to claim 1.
請求項1から6のいずれかに記載の光学部材の姿勢調整機構と、
固定鏡である前記光学部材と、
移動鏡と、
光源と、
前記光源が出射した光を前記光学部材に向かう光と前記移動鏡に向かう光とに分割するとともに、前記光学部材および前記移動鏡の各々に反射した光を合成し干渉光として出射するビームスプリッタと、
前記干渉光を検出する検出器と、を備える、
マイケルソン干渉計。
A posture adjustment mechanism for an optical member according to any one of claims 1 to 6,
The optical member being a fixed mirror;
A moving mirror,
A light source;
A beam splitter that divides the light emitted from the light source into light directed toward the optical member and light directed toward the movable mirror, and combines the light reflected on each of the optical member and the movable mirror to emit as interference light; ,
A detector for detecting the interference light,
Michelson interferometer.
請求項7に記載のマイケルソン干渉計と、
前記検出器が検出した前記干渉光のスペクトルを算出する演算部と、
前記演算部によって得られた前記スペクトルを出力する出力部と、を備える、
フーリエ変換分光分析装置。
A Michelson interferometer according to claim 7,
A calculation unit for calculating a spectrum of the interference light detected by the detector;
An output unit that outputs the spectrum obtained by the arithmetic unit,
Fourier transform spectroscopic analyzer.
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