JP2000310562A - 分光器 - Google Patents
分光器Info
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- JP2000310562A JP2000310562A JP11120055A JP12005599A JP2000310562A JP 2000310562 A JP2000310562 A JP 2000310562A JP 11120055 A JP11120055 A JP 11120055A JP 12005599 A JP12005599 A JP 12005599A JP 2000310562 A JP2000310562 A JP 2000310562A
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- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract 1
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- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複雑な機構を用いなくとも、また、煩雑な補
正を行わなくとも、良好な分光再現性が得られる分光器
を提供すること。 【解決手段】 回折格子５を、静止保持機構を有するア
ナログエンコーダ付きサーボモータ１０の出力軸１１に
直結し、前記サーボモータ１０をアナログエンコーダ信
号によって駆動することにより回折格子５を回転させる
ようにした。
正を行わなくとも、良好な分光再現性が得られる分光器
を提供すること。 【解決手段】 回折格子５を、静止保持機構を有するア
ナログエンコーダ付きサーボモータ１０の出力軸１１に
直結し、前記サーボモータ１０をアナログエンコーダ信
号によって駆動することにより回折格子５を回転させる
ようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、回折格子を備え
た分光器に関する。
た分光器に関する。
【０００２】
【従来の技術】前記分光器の一つとしてツェルニターナ
形の分光器があり、図４に示すように構成されている。
すなわち、図４において、４１はベース基板で、このベ
ース基板４１上に、ベース基板４１外からの光４２が入
力される入口スリット４３、コリメータ鏡４４、分散型
分光素子としての回折格子４５、カメラ鏡４６、出口ス
リット４７、レンズ４８および光検出器４９などの光学
系部材が配設されている。
形の分光器があり、図４に示すように構成されている。
すなわち、図４において、４１はベース基板で、このベ
ース基板４１上に、ベース基板４１外からの光４２が入
力される入口スリット４３、コリメータ鏡４４、分散型
分光素子としての回折格子４５、カメラ鏡４６、出口ス
リット４７、レンズ４８および光検出器４９などの光学
系部材が配設されている。
【０００３】上記構成の分光器においては、外部から入
力された被測定光４２は、入口スリット４３を介してコ
リメータ鏡４４に入射する。このコリメータ鏡４４に入
射した被測定光４２は、コリメータ鏡４４で平行光に直
され、所定の軸心（この例では、紙面に垂直な方向の軸
心）を中心にして回転している回折格子４５に入射角で
照射される。この回折格子４５は、ある入射角で入射し
た被測定光４２を前記軸心と平行な刻線（図示してな
い）に直交した平面に分光する。回折格子４５で分光さ
れた光は、カメラ鏡４６で集光され、出口スリット４７
上に結像する。出口スリット４７を通過した光は、レン
ズ４８を介して光検出器４９に入射する。
力された被測定光４２は、入口スリット４３を介してコ
リメータ鏡４４に入射する。このコリメータ鏡４４に入
射した被測定光４２は、コリメータ鏡４４で平行光に直
され、所定の軸心（この例では、紙面に垂直な方向の軸
心）を中心にして回転している回折格子４５に入射角で
照射される。この回折格子４５は、ある入射角で入射し
た被測定光４２を前記軸心と平行な刻線（図示してな
い）に直交した平面に分光する。回折格子４５で分光さ
れた光は、カメラ鏡４６で集光され、出口スリット４７
上に結像する。出口スリット４７を通過した光は、レン
ズ４８を介して光検出器４９に入射する。
【０００４】そして、前記回折格子４５を所定角度だけ
回転させると、その回転角に対応して入射角が変化す
る。すると、分光されて出口スリット４７上に集光され
た光の中心波長が変化する。したがって、回折格子４５
を回転させながら光検出器４９で受光された光の強度を
測定することにより、被測定光４２の各波長におけるス
ペクトラムが得られる。
回転させると、その回転角に対応して入射角が変化す
る。すると、分光されて出口スリット４７上に集光され
た光の中心波長が変化する。したがって、回折格子４５
を回転させながら光検出器４９で受光された光の強度を
測定することにより、被測定光４２の各波長におけるス
ペクトラムが得られる。
【０００５】ところで、前記分光器において、回折格子
４５を所定の角度だけ回転させる方法としてモータを用
いる場合、回折格子４５とモータとの間に減速機構とし
てハーモニックドライブ機構を設けることが一般的であ
る。このようにすることにより、モータの回転を減速
し、かつギヤのバックラッシュを避けることができる。
４５を所定の角度だけ回転させる方法としてモータを用
いる場合、回折格子４５とモータとの間に減速機構とし
てハーモニックドライブ機構を設けることが一般的であ
る。このようにすることにより、モータの回転を減速
し、かつギヤのバックラッシュを避けることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の分光器においては次のような不都合があった。すな
わち、ハーモニックドライブ機構においては、その構造
上、必ず周期的な誤差、つまり、入力軸の回転角と出力
軸の回転角との間における減速比のばらつきが生じると
いった欠点があるとともに、前記分光器においては、一
般的にはモータとしてステップモータが用いられるが、
このステップモータの停止位置（その回転軸の角度）の
再現性（精度）に分布があるといった欠点があり、これ
らの欠点が寄り合わさることにより、回折格子４５の回
転角制御精度が悪くなり、その結果、分光器の測定精度
に悪影響が及ぼされていたのである。
来の分光器においては次のような不都合があった。すな
わち、ハーモニックドライブ機構においては、その構造
上、必ず周期的な誤差、つまり、入力軸の回転角と出力
軸の回転角との間における減速比のばらつきが生じると
いった欠点があるとともに、前記分光器においては、一
般的にはモータとしてステップモータが用いられるが、
このステップモータの停止位置（その回転軸の角度）の
再現性（精度）に分布があるといった欠点があり、これ
らの欠点が寄り合わさることにより、回折格子４５の回
転角制御精度が悪くなり、その結果、分光器の測定精度
に悪影響が及ぼされていたのである。
【０００７】これに対して、例えば特許第２６２５８３
２号公報に開示されるように、ハーモニックドライブ機
構の誤差を、記憶させたパラメータを用いて補正するこ
とが提案されている。
２号公報に開示されるように、ハーモニックドライブ機
構の誤差を、記憶させたパラメータを用いて補正するこ
とが提案されている。
【０００８】しかしながら、上記特許公報に開示された
手法においては、モータやギヤについて個々にそれらの
特性を調べ、各パラメータを記憶させておく必要があ
り、これらの作業は非常に面倒で煩雑であるといった課
題がある。また、この手法を採用しても、長期の使用に
よる磨耗等により必ずしも十分な再現性が得られてなか
った。
手法においては、モータやギヤについて個々にそれらの
特性を調べ、各パラメータを記憶させておく必要があ
り、これらの作業は非常に面倒で煩雑であるといった課
題がある。また、この手法を採用しても、長期の使用に
よる磨耗等により必ずしも十分な再現性が得られてなか
った。
【０００９】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、複雑な機構を用いなくとも、ま
た、煩雑な補正を行わなくとも、良好な分光再現性が得
られる分光器を提供することである。
たもので、その目的は、複雑な機構を用いなくとも、ま
た、煩雑な補正を行わなくとも、良好な分光再現性が得
られる分光器を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の分光器は、回折格子を、静止保持機構を
有するアナログエンコーダ付きサーボモータの出力軸に
直結し、前記サーボモータをアナログエンコーダ信号に
よって駆動することにより回折格子を回転させるように
している。
め、この発明の分光器は、回折格子を、静止保持機構を
有するアナログエンコーダ付きサーボモータの出力軸に
直結し、前記サーボモータをアナログエンコーダ信号に
よって駆動することにより回折格子を回転させるように
している。
【００１１】上記構成の分光器においては、回折格子
を、アナログエンコーダ付きサーボモータによって直接
駆動するようにしており、両者の間には減速機構がない
ので、再現性よく回折格子を停止させることができる。
を、アナログエンコーダ付きサーボモータによって直接
駆動するようにしており、両者の間には減速機構がない
ので、再現性よく回折格子を停止させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を、図面を参照
しながら説明する。図１〜図３は、この発明の一つの実
施の形態を示す。まず、図１において、１は適宜の材料
（温度による伸縮性の少ないもの、例えばアルミニウ
ム）からなるベース基板で、このベース基板１上に、ベ
ース基板１外からの光２が入力される入口スリット３、
コリメータ鏡４、後述するモータによって紙面と垂直な
方向の軸心を中心にして両矢印Ａ方向に回転自在に支持
された分散型分光素子としての回折格子５、凹面鏡から
なるカメラ鏡６、出口スリット７が設けられている。そ
して、８は集光レンズ、９は光電子増倍管またはフォト
ダイオードなどの光検出器で、これら８，９はベース基
板１の外部に出口スリット７に光学的に直列となるよう
に設けられている。
しながら説明する。図１〜図３は、この発明の一つの実
施の形態を示す。まず、図１において、１は適宜の材料
（温度による伸縮性の少ないもの、例えばアルミニウ
ム）からなるベース基板で、このベース基板１上に、ベ
ース基板１外からの光２が入力される入口スリット３、
コリメータ鏡４、後述するモータによって紙面と垂直な
方向の軸心を中心にして両矢印Ａ方向に回転自在に支持
された分散型分光素子としての回折格子５、凹面鏡から
なるカメラ鏡６、出口スリット７が設けられている。そ
して、８は集光レンズ、９は光電子増倍管またはフォト
ダイオードなどの光検出器で、これら８，９はベース基
板１の外部に出口スリット７に光学的に直列となるよう
に設けられている。
【００１３】図２は、前記回折格子５の保持並びに回転
駆動部分を拡大して示すもので、この図において、１０
は回折格子５を所定の方向に自在に回転させ、静止させ
るためのモータで、静止保持機構を有するアナログエン
コーダ付きサーボモータ（以下、単にサーボモータとい
う）である。このサーボモータ１０の出力軸１１の上端
は、回折格子５を固定する水平プレート１２の下面に直
結されている。このサーボモータ１０は、図示していな
いモータドライブ回路からのアナログエンコーダ信号に
よって、所定の方向に所定角度だけ回転し、静止するよ
うに構成されている。１３は信号ケーブルである。
駆動部分を拡大して示すもので、この図において、１０
は回折格子５を所定の方向に自在に回転させ、静止させ
るためのモータで、静止保持機構を有するアナログエン
コーダ付きサーボモータ（以下、単にサーボモータとい
う）である。このサーボモータ１０の出力軸１１の上端
は、回折格子５を固定する水平プレート１２の下面に直
結されている。このサーボモータ１０は、図示していな
いモータドライブ回路からのアナログエンコーダ信号に
よって、所定の方向に所定角度だけ回転し、静止するよ
うに構成されている。１３は信号ケーブルである。
【００１４】上記構成の分光器においては、モータドラ
イブ回路からのアナログエンコーダ信号がサーボモータ
１０に入力されることにより、サーボモータ１０が所定
の方向に所定角度だけ回転し、その回転が出力軸１１を
介して水平プレート１２に伝えられて、これが所定角度
だけ回転することにより、回折格子５が所定角度だけ回
転する。このとき、分光器内にスリット３を介して入射
した光２は、前記回折格子５の回転角に対応して入射角
が変化し、分光されて出口スリット７上に集光された光
の中心波長が変化する。したがって、回折格子５を回転
させながら光検出器９で受光された光の強度を測定する
ことにより、被測定光２の各波長におけるスペクトラム
が得られる。
イブ回路からのアナログエンコーダ信号がサーボモータ
１０に入力されることにより、サーボモータ１０が所定
の方向に所定角度だけ回転し、その回転が出力軸１１を
介して水平プレート１２に伝えられて、これが所定角度
だけ回転することにより、回折格子５が所定角度だけ回
転する。このとき、分光器内にスリット３を介して入射
した光２は、前記回折格子５の回転角に対応して入射角
が変化し、分光されて出口スリット７上に集光された光
の中心波長が変化する。したがって、回折格子５を回転
させながら光検出器９で受光された光の強度を測定する
ことにより、被測定光２の各波長におけるスペクトラム
が得られる。
【００１５】そして、上記分光器においては、前記特許
公報に開示されているような従来の分光器とは異なり、
回折格子５とこれを駆動させるモータとの間にハーモニ
ックドライブ機構などの減速機構を介在させるようにし
たものではなく、回折格子５とサーボモータ１０とを直
結し、しかも、このサーボモータ１０が静止保持機構を
備えたものからなるものであるので、回折格子５を所定
の角度で回転させ、静止させることができる。
公報に開示されているような従来の分光器とは異なり、
回折格子５とこれを駆動させるモータとの間にハーモニ
ックドライブ機構などの減速機構を介在させるようにし
たものではなく、回折格子５とサーボモータ１０とを直
結し、しかも、このサーボモータ１０が静止保持機構を
備えたものからなるものであるので、回折格子５を所定
の角度で回転させ、静止させることができる。
【００１６】図３は、回折格子５の回転軸を１回転した
ときの回転軸の停止角度の偏差を表す特性図で、この図
３における符号Ｉは、この発明の分光器における回折格
子５の特性曲線であり、符号IIはハーモニックドライブ
機構を介装させた従来の回折格子の特性曲線である。こ
の図から、この発明の分光器における回折格子５におけ
る回転角制御精度が従来の分光器における回折格子５の
回転角制御精度に比べて大幅に向上していることが分か
る。
ときの回転軸の停止角度の偏差を表す特性図で、この図
３における符号Ｉは、この発明の分光器における回折格
子５の特性曲線であり、符号IIはハーモニックドライブ
機構を介装させた従来の回折格子の特性曲線である。こ
の図から、この発明の分光器における回折格子５におけ
る回転角制御精度が従来の分光器における回折格子５の
回転角制御精度に比べて大幅に向上していることが分か
る。
【００１７】なお、回折格子５とサーボモータ１０との
連結は、上述した実施の形態のものに限られるものでは
なく、両者の間に適宜のカップリング部材を介装しても
よい。
連結は、上述した実施の形態のものに限られるものでは
なく、両者の間に適宜のカップリング部材を介装しても
よい。
【００１８】また、上述のように、サーボモータ１０の
出力軸１１を回折格子５の回転軸に直結した場合、モー
タ１０の停止位置分解能の問題があり、そういった意味
では高性能の分解能の分光器には不向きかも知れない
が、測定器や検査器など特定の用途に用いられ、特定の
波長を再現性よく測定することが求められるような装置
において用いられる分光器においては、この発明は大い
に有効である。
出力軸１１を回折格子５の回転軸に直結した場合、モー
タ１０の停止位置分解能の問題があり、そういった意味
では高性能の分解能の分光器には不向きかも知れない
が、測定器や検査器など特定の用途に用いられ、特定の
波長を再現性よく測定することが求められるような装置
において用いられる分光器においては、この発明は大い
に有効である。
【００１９】
【発明の効果】この発明の分光器は、その回折格子を、
アナログエンコーダ付きサーボモータによって直接駆動
するようにしたものであるので、再現性よく回折格子を
停止させることができる。したがって、複雑な機構を用
いなくとも、また、煩雑な補正を行わなくとも、良好な
分光再現性が得られる分光器が得られる。
アナログエンコーダ付きサーボモータによって直接駆動
するようにしたものであるので、再現性よく回折格子を
停止させることができる。したがって、複雑な機構を用
いなくとも、また、煩雑な補正を行わなくとも、良好な
分光再現性が得られる分光器が得られる。
【図１】この発明の分光器の一構成例を概略的に示す図
である。
である。
【図２】前記分光器における回折格子の保持並びに駆動
機構の一例を示す斜視図である。
機構の一例を示す斜視図である。
【図３】この発明の動作特性を説明するための図であ
る。
る。
【図４】従来の分光器の構成を概略的に示す図である。
５…回折格子、１０…サーボモータ、１１…出力軸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大槻 久仁夫 京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地 株式会社堀場製作所内 (72)発明者 古市 修平 京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地 株式会社堀場製作所内 Ｆターム(参考） 2G020 CC07 CC55 CC62 CD04 CD23 CD24
Claims (1)
- 【請求項１】 回折格子を、静止保持機構を有するアナ
ログエンコーダ付きサーボモータの出力軸に直結し、前
記サーボモータをアナログエンコーダ信号によって駆動
することにより回折格子を回転させるようにしたことを
特徴とする分光器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11120055A JP2000310562A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 分光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11120055A JP2000310562A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 分光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000310562A true JP2000310562A (ja) | 2000-11-07 |
Family
ID=14776784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11120055A Pending JP2000310562A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 分光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000310562A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012242104A (ja) * | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Disco Abrasive Syst Ltd | 受光装置 |
-
1999
- 1999-04-27 JP JP11120055A patent/JP2000310562A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012242104A (ja) * | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Disco Abrasive Syst Ltd | 受光装置 |
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