JPH0212025A

JPH0212025A - フーリエ変換赤外線分光計においてミラー位置を判定する方法及び装置

Info

Publication number: JPH0212025A
Application number: JP1081373A
Authority: JP
Inventors: Robert R Badeau; ロバート　アール　バドー
Original assignee: Nicolet Instrument Corp
Current assignee: Thermo Electron Scientific Instruments LLC
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1990-01-17
Also published as: EP0335533A2; US4847878A; EP0335533A3

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】（産業上の利用分野）本発明はフーリエ変換赤外線（ＦＴ　Ｉ　Ｒ）分光計に
関し、特に、ＦＴＩＲ光学システムの移動ミラーの位置
を精密に判定する回路に関する。

（従来技術とその問題点）マイケルソンフーリエ変ｔＬ／ｉｔ外４ｍ　（ＦＴ　Ｉ
　Ｒ）干渉計等の干渉計は、試料の材料を通過する例え
ば赤外線等の分析用輻射ビームの色々な波長の位相を変
えるために使われる移動ミラーをしはしば備えている。

掛かるマイゲルソン干渉計ＦＴＩＲ分光計システムの作
用は、該干渉計の移動ミラー位置の精密な判定に厳密に
依存する。干渉計の移動ミラーの運動は普通は干渉計の
解析用輻射ビーム平行に作用する位置決め用単色光ビー
ム（普通はレーザーからのビーム）により追跡され、こ
の単色光ビームも該干渉計に入る。該移動ミラーに関す
る位置情報は、該干渉計中を進む該単色光ビームが作る
縞を数えることから得られる。該単色光ビームは、該干
渉計を出て行（際に光電検出器に入射して、該ミラーが
動くに従って正弦波形の出力信号を発生させる様になっ
ている。該正弦波は、該ミラーが該単色ビームの光の波
長の四分の−動く毎にゼロクロスを持つ。そのゼロクロ
スを数えて、これを基準として用いてミラー位置を判定
する。

この、単色光ビームの縞を数える方法は、ミラーの位置
を非常に高い精度で判定出来るが、この方法は、発生さ
れた千を単位とする様な大きなカウント数を保持するた
めに大きな電子カウンターを必要とする。ミラー速度を
判定し、且つ、該ミラーを駆動するリニアーモーターを
制御するのに必要なタイミング情報と共にこれらの機能
を実施するには多量のハードウェアが必要である。

（発明の概要）本発明においては、赤外線分光計において増色光ビーム
により生成された縞を、マイクロプロセッサを利用して
数えてミラー位置を判定する。カウントが生成される速
度が速過ぎる（カウント速度は１メガヘルツに近いこと
がある）ので、現在利用可能なマイクロプロセッサはこ
の用途には利用されていないが、本発明によれば、標準
的マイクロプロセッサでカウント数を監視することが出
来る。本発明によれば、別の、割合にビット容量の低い
カウンターを利用して、検出された縞を数え、位置の増
分指示器として作用させる。該マイクロプロセッサは、
該増分カウンターを読んで、該カウンターが最後に読ま
れた時から該ミラーがどれほど遠くまで移動したか判定
する。これを明確に行なうために、該増分カウンターが
該カウンターの最大カウント数の二分の−を上回るカウ
ント数まで進む前に該マイクロプロセッサは該増分カウ
ンターを読み出さなければならず、このことにより、該
カウンターが新しい点まで進んだのか後退したのか判定
出来ない様な該新しい点まで包み込む前に該カウンター
が読み出されることを保証する。例えば、８ビットアッ
プ／ダウンカウンタ−を該増分カウンターとして使用す
る場合、該カウンターがその最大カウント数の二分の−
を越えて進む前に該増分カウンターを読み出さなければ
ならないが、８ビットアフブ／ダウンカウンタ−の場合
、それは１２７である。従って、線検出器からの各パル
スをカウントするのに要する速度より１２７倍遅い速度
で該カウント数を監視しなければならない。

該マイクロプロセッサは、該増分カウンターからの情報
を使って、該ミラーの絶対位置を追跡するそのメモリー
内のレジスターを更新する。例えば、該カウンターが最
後に読み出された時から該ミラーが４８カウントだけ前
進したとすると、該マイクロプロセッサは４８カウント
を該絶対位置レジスターに加える。若し該ミラーが３４
カウントだけ後退すれば、絶対位置レジスターから３４
カウントが差し引かれる。該絶対位置レジスターは大き
くなければならず、しばしば２０ビット以上であるが、
それは単に該マイクロプロセッサのメモリーの一部であ
ると思われるので、そのために余分のハードウェアを設
ける必要はない。

斯くして、本発明は、干渉計システムの移動ミラーの位
置をマイクロプロセッサで追跡するものであり、斯かる
追跡をハードウェアで行なった場合に従来得られていた
精度を犠牲にすることなく、斯かる追跡をソフトウェア
制御下で行なわせるものである。この結果は、ミラー位
置を追跡する従来システムにおいて必要とされたハード
ウェア量より相当少ないハードウェア量で達成される０
本発明は、従来ＦＴＩＲシステムにおいて移動ミラーに
随伴していた位置検出器を不要にするものである。

本発明の他の目的、特徴、及び利点は、添付図面及び以
下の詳細の説明から明らかであろう。

（実施例）マイケルソン干渉計を利用した代表的ＦＴＩＲ分光計の
光学的構成が第１図に略図示されている。

斯かる干渉計システムは色々な幾何学的構成で実現する
ことの出来るものであり、第１図は、零発゛明を適用す
ることの出来る多様な幾何学的構成のうちの一つを例示
するものに過ぎないことが理解されねばならない。

赤外線源】Ｏから発する輻射はコリーメーターミラー１
２から反射され、該ミラーせ該輻射をビームにして、干
渉計ハウジング１６内のビームスプリッタ１４に向ける
。ビームスプリッタ１４を通過したミラー１２からの赤
外線は、ミラー１２から到来するビームの光路中にある
反射ミラー１８により反射される。該ミラー１２及び１
８の間のビーム経路に垂直に、もう一つのビーム経路が
存在し、このビーム経路は、第１のビームからの赤外線
と、ビームスプリッタ１４により移動ミラー２０の力へ
部分的に反射される。赤外線とを再結合させることによ
り形成され、該移動ミラー２０は該赤外線をビームスプ
リッタの方へ反射する。この経路は移動ミラー２０と収
束ミラー２２との間に延在している。移動ミラー２０は
ビームスプリッタ１４に対して直線上を接近、離間する
。

この運動は、ソレノイドアクチエエータ２４によって直
線上を前進、後退させられるシャフト２３に該移動ミラ
ー２０を取り付けることにより達成される。

干渉計ハウジング１６から発射された赤外線は、収束ミ
ラー２２により反射され、試料チャンバ３０を通過して
、収束ミラー３２及び３４に入射し、これにより検出器
３６に収束される。移動ミラー２０が移動すると、試料
チャンバ３０を通過する赤外線ビームが変調され、ここ
で該ビームは選択的に試料に吸収されて、赤外線源１０
からの赤外線に含まれている波長帯域内の色々な波長に
周期的にピーク及び谷を作り出す。該検出器からの時間
的に変化する電気信号の情報を適当なフーリエ解析で解
析して、試料チャンバ３０に内蔵されている物質のスペ
クトル特性を示すことが出来る。

ＦＴＩＲ分光計により適当な周波数領域情報を精密に発
生させるためには、移動ミラー２０の移動速度、及び位
置を知って、これらの変数を制御し、該ミラー位置を該
検出器からの信号と相関させることが出来なければなら
ない。この目的のために、レーザー干渉計システムを使
用して移動ミラー２０の運動及び位置を検出する。この
システムは、二つの平行なチャネルにレーザービームを
発生させるレーザー３８から成り、その出力は反射ミラ
ー４０から反射されて干渉計ハウジング１６に入る光路
内へ入る。第１図に破線で示された該レーザービームの
経路も、ビームスプリッタ１４により分割され、ミラー
２２に向かって干渉パターンを発生させる。該レーザー
干渉計出力は、該ミラー２２の背後に位置する検出器４
２により検出される。移動ミラー２０が移動するに従っ
て、分割されたレーザー光のビームは再結合されて建設
的に且つ破壊的に干渉し合って、該二つの平行なチャネ
ルのうちの一方から強度が周期的に変化する光ビームを
発生させ、これはレーザー検出器４２で検出され、各周
期が該移動ミラーの直線移動距離の増分を表わす。レー
ザー検出器４２により検出される光波の強度を表わす。

正弦波状に変化する信号は、ライン４１で伝送され、ラ
イン５８上にパルス出力信号を発生させる普通のゼロク
ロス検出回路４５によりパルス列に変換される。

以下に更に説明する様に、第２の光検出器４４が二つの
平行なチャネルのうちの第２のチャネルから再結合した
レーザービームを受光して、ライン４３上に出力信号を
発生させ、この信号はゼロクロス検出回路４６によりラ
イン６２上のパルス列に変換される。

第２図及び第３図には、本発明のフーリエ変換赤外線（
ＦＴＩＲ）分光計における移動ミラーの位置を追跡する
ディジタル回路が示されている。

第２図は、ＦＴＩＲ分光計の移動ミラーの方向を識別す
る回路部分を示す。第２図の方向識別回路は二つのＤ型
フリップフロップ５０．５２を含む。

この両方のフリップフロップが高レベルに接続されたブ
リセント入力及びクリアー人力を持っている。レーザー
検出器４２及びゼロクロス検出回路４５はライン５８に
方形波を出力し、この出力はフリップフロップ５０のク
ロック入力に供給される。ライン５８上の方形波の補信
号がインバーター６０により形成されてフリップフロッ
プ５２のクロック入力に供給される。第２レーザー検出
器４４及びゼロクロス検出回路４５は、ライン５８上の
信号から位相が９０°ずれた第２の方形波信号をライン
６２上に発生させる。レーザー検出器４４は二つのレー
ザーチャネルのうちの第２のチャネルからレーザービー
ムを受光し、このビームは八分の一波長板４７を通され
、この仮は、この板４７がなかった場合の該レーザービ
ームより八分の一サイクルだけ該レーザービームを遅ら
せる。

第２チヤネルのレーザーは板４７を２回通過するので、
位相遅れは合成四分の一サイクル、即ち９０°となる。

第２図及び第３図の回路は１゛稈度以上の位相差があれ
ば作動出来るが、ここに記載した９０°の位相シフトが
最も大きなエラーマージンを与える。ライン６２上の信
号はフリップフロップ５０のデータ入力に供給され、イ
ンバーター６４によりその補信号が作られてフリップフ
ロップ５２のデータ入力に供給される。フリップフロッ
プ５０の非反転出力及びライン５８上の信号はＮＡＮＤ
ゲート６６に供給される。フリップフロップ５２の非反
転出力及びライン５８からの反転信号は第２のＮＡＮＤ
ゲート６８に供給される。ＮＡＮＤゲート６６及びＮＡ
ＮＤゲート６８からの出力はＮ　Ａ　Ｎ　Ｄゲート７０
に供給される。

ＮＡＮＤゲート７０からの出カフ２は移動ミラー２０の
方向を表わすが、ライン７２上の低レベル出力は該ミラ
ーが前進中であることを意味し、ライン７２上の高レベ
ル出力は該移動ミラー２０の後退運動を意味する。

第２図にも示されている様に、二つのＤ型フリップフロ
ップ７４及び７６のプリセット入力及びクリアー人力は
高レベルに接続されている。フリップフロップ７４の非
反転出力はフリップフロップ７６のクロック入力に供給
される。フリップフロップ７６の反転出力はフリップフ
ロップ７６のデータ入力に戻される。フリップフロップ
７６の非反転出力と、レーザー検出器４２からのライン
５８上の信号とは、排他的ＯＲゲート７８に供給され、
その出力はフリップフロップ７４のデータ入力に通じて
いる。１０ＭＨｚクロック信号がクロック発振器（図示
せず）からフリップフロップ７４のクロック入力に器さ
れ、システム同期化クロックとして作用する。フリップ
フロップ７４の反転出力はライン８０上に出力パルス列
を供給し、これは該システムクロックと同期化されてお
り、これらパルスは検出器４２の出力信号がゼロクロス
する毎に発生する。

第３図に示されている様に、増分ミラー位置カウンター
用の回路は三つの同期４ビツト２進アツプ／ダウンカウ
ンタ−８２，８４，８６を包含しており、その各々が、
そのクロック入力でライン８０上の信号を受信する。カ
ウンター８２．８４．８６のアップ／ダウン入力は、Ｎ
ＡＮＤゲート７０からのライン７２上の出力を受信する
。ライン７２上の信号レベルが高い時にはカウンター８
２．８４．８６はカウントアツプし、ライン７２上の信
号レベルが低い時には、カウンター８２．８４．８６は
カウントダウンする。カウントが増大することは移動ミ
ラー２０の前進運動を表わし、カウントが減少すること
は移動ミラー２０の後退運動を表わす。カウンター８２
．８４．８６は縦続接続されて合計１２ビツトの容量を
作り出しており、カウンター８２のリプルキャリー出力
はカウンター８４のイネーブル入力に接続され、カウン
ター８４のリプルキャリー出力はカウンター８６のイネ
ーブル入力に接続されている。

カウンター８２のイネーブル入力と、カウンター８２．
８４．８６のプリロードビット入力は接地されており、
カウンター８２．８４．８６のロード入力は高レベル電
位に接続されている。カウンター８２及びカウンター８
４の四本の出力ラインはラッチ８８の８個のデータ入力
に供給される。

カウンター８６からの四本の出力ラインはラッチ９０の
下位４ビツトのデータ入力に接続されている。ラッチ９
０の他の４個のデータ入力は接地されている。該回路は
ラッチ９２も有し、これは２００μ秒毎に状態を変える
信号をその上に有するライン９４からその第１データビ
ツト入力を受信する。該第１データ入力ビツトから生じ
るラッチ９２の非反転第１出力ピントはラッチ９２の第
２データ入力に供給される。ラッチ９２の第２データ入
力ビツトから生じる非反転第２出力ビツトは排他的ＯＲ
ゲート９６の一人力に接続されている。該排他的ＯＲゲ
ート９６の他の入力は、２００μ秒毎に状態を変えるラ
イン９４上の信号を受信する。排他的ＯＲゲート９６の
出力はラッチ８８及び９０のクロック入力に供給される
。ラッチ９２のクリアー人力は高レベル電位に接続され
ており、ラッチ９２のクロック入力は１０ＭＨｚクロッ
ク信号に接続されている。斯くして、う・ノチ９２と排
他的ＯＲゲート９６との結合により、選択された幅の出
力パルスが排他的ＯＲゲート９６から２００μ秒毎に出
力される。

ラッチ８８及び９０の出力は、μコンピューター１００
に通じるデータバス９８に接続されており、これは市販
されている色々なマイクロプロセッサ（例えば６８００
０シリーズ）のうちの適当なものと、これに付随するＲ
ＡＭ及びＲＯＭ　（図示せず）とから成っている。アド
レスバス１０２は該μコンピューターからデコーダー群
１０４に通じている。接続線１０６はデコーダー群１０
４からラッチ８８及び９０のイネーブル入力に通じ−Ｃ
いる。

該分光計が作動している時、レーザー検出器４２．４４
とゼロクロス検出器４５．４６とは、位相が互いに９０
°ずれている方形波出力信号をライン５８と６２との上
に発生させる。フリップフロップ５０及び５２のプリセ
ット及びクリアーが高レベル状［（＋Ｖ）に接続されて
いるので、該プリセット及びクリアーは不活性であり、
ライン５８上のパルスの立ち上がりエツジでライン６２
上の現在のレベルがフリップフロップ５０の非反転出力
に転送される。フリップフロップ５２において、ライン
６２からの反転パルスは、ライン５８上の反転信号の立
ち上がりエツジで非反転出力に転送される。ＮＡＮＤゲ
ート６６．６８．７０の構成により、移動ミラー２０が
前進している時には低レベルで移動ミラー２０が後退し
ている時には高レベルである出力信号がライン７２上に
出力される。

フリップフロップ７４．７６も不活性のプリセット及び
クリアーを持っている。フリップフロップ７４．７６は
ライン８０上に信号を出力し、その信号は、ライン５８
上の信号の周波数の２倍の周波数を有し、レーザー検出
器４２からの信号がゼロクロスする毎にパルスを提供す
る。

ライン７２上の出力はカウンター８２．８４．８６に供
給され、出カフ２の状態は、移動ミラー２０の方向に依
存して、カウンター８２．８４．８６がカウントアツプ
しているかカウントダウンしているかを判定する。縦続
接続されているカウンター８２．８４．８６は、ライン
８０上のパルスを連続的にカウントする１２ビツト容量
カウンターを構成する。該２進カウントはラッチ８８及
び９０に供給され、該ラッチが制御ライン１０６を通し
てマイクロコンピュータ−１００からの指令によりイネ
ーブルされた時、該カウントはマイクロコンピュータ−
１００に転送される。ラッチ８８及び９０の出力データ
は、排他的ＯＲゲート９６から２００マイクロ秒間隔で
ラッチ８８及び９０にパルスが供給される毎に、更新さ
れる。

データバス９８を通してマイクロコンピュータ−１００
に送られたラッチカウントは、該カウンター８２．８４
．８６がその全カウント数の二分の−を記録するのに必
要な時間より短い時間内で該マイクロコンピュータ−に
よって読まれなければならない０合計１２ビット容量を
有する３個のカウンター８２．８４．８６については、
最大カウント数は４０９５である。マイクロコンピュー
タ−１００は、該ミラーがどの方向に移動しているのか
判別し、且つカウントが包みこんだ（ラップアランドし
た）か否か判定するために適当な時間間隔でカウント総
数を読む様に割り込み又はプログラムされねばならない
、！亥マイクロコンビエーターは、今、ライン８０自体
の上の信号のパルスをカウントするのに要する速度より
２０４７倍遅い速度でカウントすることが出来る。従っ
て、マイクロコンピュータ−１００の該移動ミラーの位
置を監視すると共に、移動ミラー２０の操作、制御に関
わる他の作業を実行する時間を有する。

当該技術分野において知られている手段により、マイク
ロコンピュータ−１００は、ミラー移動開始時機、移動
方向転換時機及び移動速度をハードウェアコントローラ
（図示せず）に指令することにより、移動ミラー２０の
制御を管理する。マイクロコンピュータ−１００は、実
時間で、該ノ１−ドウエアコントローラが使用するべき
利得を指定し、ディジタル−アナログ（ＤＡ）変換器（
図示せず）を介して、駆動電流を直接加えて移動ミラー
２０にリセソトカと折り返し力とを作用させることが出
来る。

マイクロコンピュータ−１００はカウンター８２．８４
．８６からの情報を使って絶対位置レジスターをそのメ
モリー内に維持し、該絶対位置レジスターは固定点から
の移動ミラー２０の位置を反映する。マイクロコンピュ
ータ−１００の絶対位置レジスターは、データバス９８
を通して送られたインクリメントされたラッチカウント
をマイクロコンピュータ−１００が読む毎に、更新され
る。そのインクリメントされたラッチカウントは読まれ
て増分ラッチカウントの先の読みと比較され、この現在
の増分カウントと先のカウントとの差が、移動ミラー２
０の方向に応じて該絶対位置レジスターに加えられ又は
これから差し引かれる。第４図は該絶対位置レジスター
を更新するマ・イクロコンピューター１００の動作のフ
ローチャートを示す。第４図のフローチャートで表わさ
れるプログラムはスタート１１０から始まり、オペレー
ターから外部コマンドによりマイクロコンピュータ−１
００供給されるインターラブド１１２を待って、絶対カ
ウントＡＢＳＯＬＵＴＥ　ＣＴＲが、ラッチ８８及び９
０に保持されているデータバス９８によりマイクロコン
ピュータ−１００に転送される増分カウントＩＮＣＲＥ
ＭＥＮＴＡＬ　ＣＴＲに等しく成る様に１１４で状態を
初期化する。ｔ１４での第２初期状態は、マイクロコン
ピュータ−１００が読んだ最後のカウント、ＬＡＳＴ　
ＣＴＲ１が該増分カウントと等しく成る様にセットされ
る状態である。１１６での第２のインターらぶとにより
繰り返しサイクルが開始され、最新の増分カウントがマ
イクロコンピュータ−１００により読まれて１１８でｌ
ＮＣＣＴＲとして保存される。１２０で、最後のカウン
ト、即ち直前のカウント、が最新の増分から差し引かれ
、差ＤＩＦＦを生じさせる。増分同期カウンター８２．
８４．８６がゼロに戻り、最大ビット容量到達後もカウ
ントを継続しているかどうか、又はカウントがゼロ以下
にデクリメントされた後にカウンター８２．８４．８６
が最大ビット容量に戻ったか否か判定するために、プロ
グラムは１２２で、最新の増分カウントと直前のカウン
トとの差が２０４７より大きいか否か質問するが、これ
は最大、ビット容量４０９５の二分の−を丁度上回る数
である。若しそうでなければ、プログラムは１２４で差
ＤＩＦＦを絶対カウントに加え、１１６で次の割り込み
をする前に１２６で該カウントを最新の増分カウントｌ
ＮＣＣＴＲとして更新する。若しＤＩＦＦの絶対値が２
０４７より大きければ、プログラムは１２８でＤＩＦＦ
がゼロより大きいか否かチエツクする。若しＤＩＦＦが
ゼロより大きければ、１３０でＤＩＦＦのイ直から４０
９５を差し引いて新しいＤＩＦＦを作り、次にこれを１
２２へ送る。１２６で若しＤＩＦＦがゼロより小さけれ
ば、１３２でＤＩＦＦの値に４０９５を加えて新しいＤ
ＩＦＦを作り、次にこれを１２２へ送る。

カウンター８２．８４．８６からマイクロコンピュータ
−１００へのカウントの転送に関する別の実施例が第５
図に示されている。この実施例において、移動ミラーの
方向を表わす出カフ２はマイクロコンピュータ−１００
と直接通信する。カウンター８２．８４．８６は一方向
にのみカウントするので、マイクロコンピュータ−１０
０は移動ミラー２０の方向変化を遺跡し続けなければな
らない。これを達成するために、マイクロコンピュータ
−１００は、移動ミラー２０が方向を変える毎にライン
１３８で該カウンターに供給される信号で絶対位置レジ
スターを更新しカウンター８２．８４．８６をクリアー
する。方向変化は該ミラーが割合に低い速度で移動して
いる時に限って生じるので、縞をカウントする速度がマ
イクロコンピュータ−１００の処理速度を越えることは
なさそうである。

第６図は、上記のゼロクロス検出回路の例を示す。レー
ザー、検出器４２により検出された光波の強度を表わす
正弦波状に変化する信号は、ライン４１上で伝送される
。ライン４１上の信号はバイポーラトリガー比較器１４
２とバイポーラステアリング比較器１４４とに加えられ
る。バイポーラトリガー比較器１４２の第２人力は接地
されている。バイポーラステアリング比較器１４４は１
、帰還抵抗１４６及び１４８により提供されるバイポー
ラヒステリシスを有する。バイポーラトリガー比較器１
４２はヒステリシスを持っていない。比較器１４２及び
１４４の出力はそれぞれライン１５０及び１５２で伝送
されてロジックレベル変換器１５４及び１５６　（第６
図に破線の箱で示されている）に入力される。変換器１
５４及び１５６の機能は、比較器１４２及び１４４の出
力からのバイポーラスイングを、他のロジック回路と両
立可能なスイングに変換することである。変換器１５４
は高電位（＋■）に接続されたライン１５０から延在す
る抵抗器１５８と、ダイオード１５９と、接地された、
ライン１５０から延在する抵抗器１６０とを有する。変
換器１５６は同様に抵抗器１６２、ダイオード１６４、
及び抵抗器１６６を備えている。比較器１４２からの変
換された出力信号はライン１６８で伝送され、比較器１
４４からの変換された出力信号はライン１７０で伝送さ
れる。ライン１６８及び１７０は、排他的ＯＲゲート１
７２へ供給され、その出力はライン１７４で伝送されて
Ｄ型フリップフロップ１′１６のための適切なりロック
信号を形成する。

ライン１７０はフリップフロップ１７６のデータ入力に
供給され、ライン５８上のフリップフロップ１７６から
の出力は、該回路の、ＦＴＩＲ分光計の移動ミラー２０
の方向を判別するための部分に入力されるパルス出力信
号である。ゼロクロス検出回路４６は回路４５と同一で
あり、ライン４１ではなくてライン４３上の信号を受信
して、ライン５８ではなくてライン６２上に出力する。

本発明は本書に記載し図示した特定の実施例に限定され
るものではなく、特許請求の範囲にの欄の記載内容に包
摂される変更形態をも包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って利用することの出来る種類の
ＦＴＩＲ分光計の光路の略図である。第２図は、本発明の回路の、移動ミラーの方向を判別す
る部分の回路略図である。第３図は、本発明の増分ミラー位置カウンターの回路略
図である。第４図は、絶対位置レジスターを更新するマイクロコン
ピュータ−の動作を表わすフローチャートである。第５図は、本発明の増分ミラー位置カウンターの別の回
路略図である。第６図は、本発明に使用することの出来る代表的ゼロク
ロス検出回路の回路略図である。１０・・・赤外線源２０・・・移動ミラー１６・・・干渉計ハウジング４２．４４・・・光検出器ＦＩＧ、１手続補正書（方式）１、事件の表示平成１年特許願第８１３７３号３、補正をする者事件との関係出願人４、代理人５、補正命令の日付平成１年７月４日６、補正の対象明細書図面（第４図）７、補正の内容別紙のとおりＦＩＧ、６

Claims

【特許請求の範囲】

（１）移動ミラーを有する干渉計と、該干渉計にレーザ
ービームを向けるレーザーと、該干渉計から出てくるレ
ーザー光の強度を検出するレーザー検出器と、該移動ミ
ラーの位置に関する情報を利用して該移動ミラーの運動
を制御すると共に該移動ミラーの位置を、該分光計内の
赤外線検出器から得られる信号と相関させるマイクロコ
ンピューターシステムとを包含する種類のフーリエ変換
赤外線分光計において該移動ミラーの位置を判定するの
に使う装置であって、（ａ）該レーザー検出器及び該マイクロコンピューター
に接続され、アップ制御信号又はダウン制御信号に応答
して該レーザー検出器からのパルスをカウントアップ又
はカウントダウンする様に成っていて、最大ビット容量
を持っている増分カウンター手段であって、該カウンタ
ー手段により維持されるカウントは、該カウンター手段
の該最大ビット容量が超越された時にはゼロに戻り、該
カウンター手段のカウントがゼロより低くデクリメント
された時には該最大ビット容量へ復帰し、該カウンター
手段の出力は該マイクロコンピューターシステムに接続
されて該マイクロコンピューターシステムによってアク
セスされる様に成っている増分カウンター手段と、（ｂ）該レーザー光検出器に接続され、該ＦＴＩＲ分光
計における該移動ミラーの運動方向を判別し、該移動ミ
ラーが一方向に運動している時には該増分カウンター手
段にアップ制御信号を供給し、該移動ミラーが他の方向
に運動している時には該増分カウンター手段にダウン制
御信号を供給する手段とから成ることを特徴とする装置
。
（２）該増分カウンター手段と該マイクロコンピュータ
ーシステムとの間に接続され、制御信号に応答して、該
制御信号に応答した該増分カウンター手段からの出力カ
ウントをロードして保持するラッチ手段と、該ラッチ手
段に接続されてイネーブル制御信号を該ラッチ手段に供
給して、該増分カウンター手段がその最大カウント数の
二分の一進むのに要する時間より短い時間で該増分カウ
ンター手段から新しいデータを該ラッチ手段にロードさ
せるタイミング制御手段とを含むことを特徴とする請求
項（１）に記載の装置。
（３）該増分カウンター手段と該マイクロコンピュータ
ーシステムとの間に接続され、制御信号に応答して、該
制御信号に応答した該増分カウンター手段からの出力カ
ウントをロードして保持するラッチ手段と、該ラッチ手
段に接続されて、該カウンター手段の最大ビット容量が
超越された時又は該カウンター手段のカウントがゼロよ
り低くデクリメントされた時にイネーブル制御信号に該
ラッチ手段に供給して該増分カウンター手段から新しい
データを該ラッチ手段にロードさせる制御信号とを含む
ことを特徴とする請求項（１）に記載の装置。
（４）該移動ミラーの方向を判別する該手段は、該マイ
クロコンピューターシステムに接続されており、該増分
カウンター手段は、一方向にのみカウントすることが出
来、該増分カウンター手段は、該移動ミラーの方向が変
化する毎にクリアーされ、該タイミング制御手段は、該
移動ミラーが方向を変える時に別の制御信号を供給する
ことを特徴とする請求項（２）に記載の装置。
（５）該増分カウンター手段は縦続形態に接続された複
数のアップ／ダウンカウンターを含み、最下位ビットカ
ウンターを除いて、その各カウンターの最低位ビット入
力は次の最下位ビットカウンターからオーバーフロービ
ットを受信する様に接続されていることを特徴とする請
求項（１）に記載の装置。
（６）該レーザー検出器は二つの別々の検出器を含み、
これら検出器は、互いに位相がずれている出力パルス信
号を供給し、一方の検出器の出力は、該移動ミラーが一
方向に移動している時には他方の検出器の出力より先行
し、該移動ミラーが逆方向に移動している時には後行し
、運動方向を判別する該手段は、該二つの検出器に接続
されて、他方の検出器より先行しているパルス信号を供
給している検出器がどちらの検出器であるかを判定して
、第１の検出器が先行していれば高レベル出力信号を供
給し、第２の検出器が先行していれば低レベル出力信号
を供給することを特徴とする請求項（１）に記載の装置
。
（７）該マイクロコンピューターはランダムアクセスメ
モリーを有すると共に、該増分カウンター手段から得ら
れた正又は負の新しい増分カウントと、そのメモリーの
既存の内容との和の絶対位置カウントをそのメモリーに
維持することを特徴とする請求項（１）に記載の装置。
（８）該絶対位置カウントは、該マイクロコンピュータ
ーが該増分カウンター手段にアクセスする時に更新され
ることを特徴とする請求項（７）に記載の装置。
（９）（ａ）移動ミラーを含むマイケルソン干渉計と、
（ｂ）該干渉計に光ビームを向ける位置決めレーザーと
、（ｃ）該干渉計から出て行くレーザー光の強度を検出す
るレーザー検出器と、（ｄ）該分光計から出て行く赤外線の強度を検出する赤
外線検出器と、（ｅ）該移動ミラーの位置を記憶する絶対位置レジスタ
ーをそのメモリーに有すると共に、該移動ミラーの位置
に関する情報を利用して該移動ミラーの運動を制御する
と共に該移動ミラーの位置を、該分光計の該赤外線検出
器から得られる信号と相関させる様に成っているマイク
ロコンピューターシステムと、（ｆ）該レーザー検出器及び該マイクロコンピューター
に接続され、該レーザー検出器からのパルスをカウント
する様に成っている共に、最大ビット容量を有し、その
出力が該マイクロコンピューターシステムに接続されて
該マイクロコンピューターシステムによりアクセスされ
る様に成っている増分カウンター手段と、（ｇ）該レーザー光検出器に接続されて、該ＦＴＩＲ分
光計における該移動ミラーの運動方向を判別し、該移動
ミラーが一方向に運動している時にはアップ制御信号を
供給し、該移動ミラーが他の方向に運動している時には
ダウン制御信号を供給する手段と、（ｈ）該運動方向を判別する手段から該アップ制御信号
及びダウン制御信号を受信し、該増分カウンター手段の
カウントを該アップ制御信号及びダウン制御信号と整合
させて、該マイクロコンピューターシステムの該絶対位
置レジスターに維持されている該絶対位置カウントを適
切にインクリメント又はデクリメントする手段と、から
成ることを特徴とする赤外線分光計。
（１０）該増分カウンター手段と該マイクロコンピュー
ターシステムとの間に接続され、制御信号に応答して、
該制御信号に応答した該増分カウンター手段からの出力
カウントをロードして保持するラッチ手段と、該ラッチ
手段に接続されてイネーブル制御信号を該ラッチ手段に
供給して、該増分カウンター手段がその最大カウント数
の二分の一進むのに要する時間より短い時間で該増分カ
ウンター手段から新しいデータを該ラッチ手段にロード
させるタイミング制御手段とを含むことを特徴とする請
求項（９）に記載の赤外線分光計。
（１１）該増分カウンター手段は該アップ制御信号又は
ダウン制御信号に応答して最大ビット容量までカウント
アップし、次にゼロに復帰するか又はゼロまでカウント
ダウンし、次に最大ビット容量に復帰することを特徴と
する請求項（９）に記載の赤外線分光計。
（１２）該増分カウンター手段と該マイクロコンピュー
ターシステムとの間に接続され、制御信号に応答して、
該制御信号に応答した該増分カウンター手段からの出力
カウントをロードして保持するラッチ手段と、該ラッチ
手段に接続されて、該カウンター手段の最大ビット容量
が超越された時又は該カウンター手段のカウントがゼロ
より低くデクリメントされた時にイネーブル制御信号を
該ラッチ手段に供給して該増分カウンター手段から新し
いデータを該ラッチ手段にロードさせる制御手段とを含
むことを特徴とする請求項（１１）に記載の赤外線分光
計。
（１３）該移動ミラーの方向を判別する該手段は、該マ
イクロコンピューターシステムに接続されており、該増
分カウンター手段は、一方向にのみカウントすることが
出来、該増分カウンター手段は、該移動ミラーの方向が
変化する毎にクリアーされ、該タイミング制御手段は、
該移動ミラーが方向を変える時に別の制御信号を供給す
ることを特徴とする請求項（９）に記載の赤外線分光計
。
（１４）該増分カウンター手段は縦続形態に接続された
複数のアップ／ダウンカウンターを含み、最下位ビット
カウンターを除いて、その各カウンターの最低位ビット
入力は次の最下位ビットカウンターからオーバーフロー
ビットを受信する様に接続されていることを特徴とする
請求項（１１）に記載の赤外線分光計。
（１５）該レーザー検出器は二つの別々の検出器を含み
、これら検出器は、互いに位相がずれている出力パルス
信号を供給し、一方の検出器の出力は、該移動ミラーが
一方向に移動している時には他方の検出器の出力より先
行し、該移動ミラーが逆方向に移動している時には後行
し、運動方向を判別する該手段は、該二つの検出器に接
続されて、他方の検出器より先行しているパルス信号を
供給している検出器がどちらの検出器であるかを判定し
て、第１の検出器が先行していれば高レベル出力信号を
供給し、第２の検出器が先行していれば低レベル出力信
号を供給することを特徴とする請求項（９）に記載の装
置赤外線分光計。
（１６）該マイクロコンピューターはランダムアクセス
メモリーを有すると共に、該増分カウンター手段から得
られた正又は負の新しい増分カウントと、そのメモリー
の既存の内容との和の絶対位置カウントをそのメモリー
に維持することを特徴とする請求項（９）に記載の赤外
線分光計。
（１７）該絶対位置カウントは、該増分カウンター手段
が該マイクロコンピューターによりアクセスする時に更
新されることを特徴とする請求項（１６）に記載の赤外
線分光計。
（１８）フーリエ変換赤外線分光干渉計において移動ミ
ラーの位置を追跡する方法であって、（ａ）レーザーの光ビームを該干渉計内へ向け、（ｂ）
該干渉計から出て行くレーザー光のパルスをレーザー検
出器で検出し、（ｃ）その検出されたレーザー光パルスから該移動ミラ
ーの運動方向を判別して、該移動ミラーが一方向に運動
している時にはアップ制御信号を発生させ、該移動ミラ
ーが他の方向に運動している時にはダウン制御信号を発
生させ、（ｄ）該レーザー検出器に接続された増分カウ
ンターで、該アップ制御信号又はダウン制御信号に応じ
て、該レーザー検出器から検出されるパルスをカウント
アップ又はカウントダウンし、該増分カウンター手段は
最大ビット容量を持っており、該増分カウンター手段に
維持されるカウントは、該カウンターの該最大ビット容
量が超越された時にはゼロに復帰し、該カウンターのカ
ウントがゼロより低くデクリメントされた時には該最大
ビット容量数に復帰し、該カウンターは出力を発生させ
、（ｅ）該マイクロコンピューターシステムのアクセスと
アクセスとの間の時間が、該増分カウンターがその最大
カウント数の二分の一進むのに要する時間より短くなる
様な速度でマイクロコンピューターシステムにより該カ
ウンターの出力にアクセスされる工程から成ることを特
徴とする方法。
（１９）該マイクロコンピューターはランダムアクセス
メモリーを有すると共に、該増分カウンター手段から得
られた正又は負の新しい増分カウントと、そのメモリー
の既存の内容との和の絶対位置カウントをそのメモリー
に維持することを特徴とする請求項（１８）に記載の方
法。
（２０）該カウンターの出力が該マイクロコンピュータ
ーによりアクセスされる時に該マイクロコンピューター
の該絶対位置カウントを更新する工程を更に含むことを
特徴とする請求項（１９）に記載の方法。