JPH02227618A - 直結駆動高速揺動回折格子付き分光計 - Google Patents

直結駆動高速揺動回折格子付き分光計

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JPH02227618A
JPH02227618A JP2000347A JP34790A JPH02227618A JP H02227618 A JPH02227618 A JP H02227618A JP 2000347 A JP2000347 A JP 2000347A JP 34790 A JP34790 A JP 34790A JP H02227618 A JPH02227618 A JP H02227618A
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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) 本発明はサンプルを狭波長帯域光により解析するように
設計された光学装置に関し、更に詳しくは、光の狭波長
帯域が高周期率で揺動する回折格子を有する分光計によ
って発生するシステムに関する。(従来の技術およびそ
の間朋点)本発明の一般的なタイプの装置は、ランダ特
許(米国特許)第4.284.205号に開示されてい
る。この特許に開示されているように、受光をスペクト
ルに分散する光回折格子は、共役カムにより高周期率で
揺動する。共役カムは、高周期率で揺動を達成するだけ
なく、回折格子を入力軸の回転の各等増分について波長
の等増分を回転させるカム機構に、入力駆動軸に対して
回折格子の回転をも与える。したがって、等増分ごとに
分光計から目盛りを読み取ることにより、サンプルから
の目盛りが等波長増分、例えば、2ナノメートル増分ご
とに得られる。
上記装置は、効果的な光解析装置であるが、共役カムが
高価な機構であるという欠点、および、装置を初期設定
するときにカムを正確に調節するのに比較的骨の折れる
手順が必要とされるという欠点を有する。また、カム機
構には必ず遊びがあり、その結果、ランダ特許の装置に
よって行われた測定は、正確に繰り返すことができない
。この反復性の欠如は、カム機構内のベアリングが装置
の使用と共に摩耗するにつれて悪くなる。また、カム機
構は、装置の重さとサイズを増加する大きなモーターを
必要とした。また、カム機構は、装置の使用中に大量の
ノイズを発生する。
そこで本発明は、カム機構を除去することにより、前述
の装置の上記欠点の全てを克服できる光学装置を提供す
ることを目的とした。
(間朋点を酵決するための手段) 前記目的を達成するために、本発明に係る光学測定は、
揺動するように設けられた光回折格子と、光放射線をス
ペクトルに分散するために前記回折格子を光放射線で照
明するための手段と、前記回折格子によって分散された
スペクトルの挟帯域幅を受け取るための手段と、モータ
ーと前記回折格子とが一個として回転するように前記回
折格子に固定されたローターを有するモーターと、前記
回折格子を揺動し、前記受け取り手段により受け取られ
る挟波長帯域を前記スペクトルを介して精査するために
前記ローターが揺動するように前記モーターを作動させ
るためのモーター制御手段と、からなることを特徴する
(作用) 本発明にしたがって、モーター軸は、回折格子が1tf
fiされる軸に直接連結される。高速揺動は、モーター
をモーター速度によって制御されるデユーティ−サイク
ルを有するパルス変調器で駆動することにより達成され
る。モーターが駆動される方向は、モーターの回線に与
えられるパルス変調された信号の極性によって制御され
る。回折格子は、モーターにより限界点の間で急速で揺
動される。回折格子が限界点の一つに到達するごとに、
回線に対するパルス駆動の極性が逆になり、モーター速
度に応じたパルス変調の制御により、モーターが限界点
の一つでの各角速度の逆転後に所望角速度に素早く加速
させる。その結果、高速揺動が、回折格子が逆転する限
界点の間で一定の用事の回転で達成される。ランダ特許
の装置におけると同様に、回折格子の揺動の多数の周期
にわたって目盛りが読み取られて平均される。しかしな
がら、本発明の装置においては、等波長増分ごとに目盛
りを読み取る代わりに、各等増分についての平均値を得
るために等角増分ごとに目盛りが読み取られる。その後
、等波長増分ごとに対応する値が、等角増分ごとに平均
値間で補間することにより決定される。
本発明のシステムは回折格子を高速で揺動させるための
カム機構を使用しないので、カム機構の欠点が回避され
る。また、速度制御システムが各方向の逆転後に回折格
子を所望速度に急速に加速するので、装置のよい性能を
維持するために回折格子の回転の最大角率を十分に小さ
く維持しながら、高率の揺動を得ることができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図に示されるように、本発明のシステムは、ランダ
特許(米国特許)第4.264.205号に開示されて
いる分光光度計と類似している分光光度計11からなる
。分光光度計11は、その分光計チャンバー内に揺動す
るように設けられた光反射回折格子13を有する。回折
格子13は、入口スリット14を介して光を受け取り、
反射し、その受光を出口スリット16を超えて伸びてい
るスペクトルに分散する。回折格子13が揺動するにつ
れて、出口スリット16を通過している狭帯域の波長が
スペクトルを介して精査される。出口スリット16を通
過している光は、出ロスリットオプティクス18により
受光され、解析されることになるサンプル20上に導か
れる。サンプル20からの反射光は、光検出器22によ
り検出され、光検出器22はサンプルからの反射の強度
に対応する出力信号を出口スリットを介して伝達されて
いる波長で発生する。光検出器出力信号は増幅器24に
より増幅され、増幅器出力信号の連続サンプルはAD変
換器26によりデジタル値に変換され、AD変換器26
はそのデジタル値をコンピューター47に供給し、コン
ピューター47においてデジタル値が解析される。
第2図に示されるように、光反射回折格子13は分光光
度計チャンバー内でモーター17により直接駆動される
軸15に揺動できるように固定され、モーター17は、
回折格子を高い率、好ましくは1秒間につき0. 5周
期以上、および1秒間につき少なく己も0. 1周期で
揺動するように作動する。モーター17のローター、軸
15および回折格子13は、一体として揺動するように
固定されている。モーター17は、揺動出力を発生する
ように段重され、単一磁石コイルにより駆動される永久
磁石ローターからなり、コイルにより駆動される軸15
の回転方向はコイルの作動方向に依存している。また、
モーター17は従来のDCモーターであってもよい。軸
15に固定されたエンコーダ19は、矩形波形の形状の
2重チャンネル出力信号を二つのチャンネルに発生し、
その相対的位相は軸15の回転方向に依存している。矩
形波形は、それぞれ50%のデユーティ−サイクルを有
する。
第3図に示されるように、エンコーダ19によって発生
した矩形波形はチャンネル23を介して位相ディコーダ
25に供給され、ディコーダ25はチャンネル23の各
矩形波形の各上昇および下降時間について狭出力パルス
トレインを出力チャンネル27に発生する。位相ディコ
ーダ25は、チャンネル23の信号の相対的位相に対応
し、回折格子13の回転方向を示している第2出力信号
をチャンネル29に発生する。チャンネル27のパルス
およびチャンネル29の信号はカウンター31に供給さ
れ、カウンター31は、チャンネル29の信号が一方向
の回転を示すときにチャンネル27のパルスに応じて一
方向にカウントし、チャンネル29の信号が反対方向の
回転を示すときにチャンネル27のパルスに応じて反対
方向にカウントする。また、ディコーダ19は、軸15
が基準位置を通過するごとにカウンター31を基準値に
再設定するために出力パルスを発生する。その結果、カ
ウンター31のカウントは回折格子13の角位置を示す
ことになる。また、チャンネル27で発生した出力パル
スはカウンター35のリセット入力に供給され、カウン
ター35は高周波数パルスをクロックパルスソース37
から受信する。カウンター35はクロックパルスソース
37からのパルスを数え、クロックパルスソース37は
カウンター35によって位相ディコーダ25から受信さ
れた周波数より高い周波数でパルスを発生する。
カウンター35は、位相ディコーダ25からパルスを受
信するごとにゼロにリセットされ、位相デイコーダ25
から受信される次のパルスによってリセットされ名とき
に、軸15の回転速度に反比例するカウントまで数える
。カウンター35がリセットされるごとに、カウンター
35に登録されたカウントはレジスター39に伝達され
、レジスター39は位相ディコーダ25からのチャンネ
ル27のパルスに応じて数を登録する。したがって、レ
ジスター39のデジタル値は、カウンター35がリセッ
トされるときに軸15の回転速度と反比例して変化する
値であり、レジスター39のこの値はチャンネル27の
パルストレインによってしめされるエンコーダ19から
の各増分出力で更新される。レジスター39のデジタル
値はDA変換器41に供給され、変換器41は軸15の
回転の角速度と反比例して変化する出力アナログ信号電
圧を発生し、このアナログ信号電圧をパルス幅変調器4
3に供給する。また、パルス幅変調器43は、駆動され
ることになる軸15の目標速度を表しているアナログ信
号電圧をもDA変換器45から受信する。DA変換器4
5は、目標速度を表しているデジタル信号をレジスター
46から受信し、受信デジタル信号に対応するアナログ
信号をパルス幅変調器43に供給゛する。レジスター4
6は、コンピューター47により目標速度を表している
値にセットされる。パルス幅変調器43は、ユニトロド
積分回路社(Unitrode Integrated
 C1rcuits)により販売されている0ff−t
he−shelf積分回路で、モデルNo、LJC16
37のDCモーター駆動用のスイッチモードコントロー
ラーとしての変調器である。パルス幅変調器43は、D
A変換器45から受信されたアナログ信号とDA変換器
41から受信されたアナログ信号との差に対応するデユ
ーティ−サイクルを有する出力パルストレインを発生し
、デユーティ−サイクルはDA変換器41の出力信号と
直接変化する。軸15の速度はDA変換器41の出力信
号に対応減少を生じながら増加するので、パルス幅変調
器43によって発生した出力パルストレインのデユーテ
ィ−サイクルは減少する。軸15の速度はDA変換器4
1の出力信号に対応増加を生じながら減少するので、パ
ルス幅変調器43によって発生した出力パルストレイン
のデュニティーサイクルは増加する。パルス幅変調器4
3からの出力信号トレインは、H−ドライブ回路49を
介してモーター17のコイル21に供給され、供給され
たパルストレインにしたがってモータートルクを制御す
る。H−ドライブ回路49は、パルストレインがコイル
22に与えられる方向または極性を制御し、したがって
コイル21の作動によりモーター17が駆動されること
になる方向を制御する。H−ドライブ49は、フリップ
−フロップ51によって制御され、フリップ−70ツブ
51はデジタル比較器54と56およびレジスター58
と60を介してコンピューター47とカウンター31に
よって制御される。コンピューター47は、回折格子1
3がモーター17により角限界点の間で揺動することに
なるその角限界点を表すデジタル値をレジスター58と
60に設定する。これらのデジタル値は、カウンター3
1のカウントが回折格子13の角位置を表すのと同じ単
位で同じ角基準点である。カウンター31に登録された
カウントはデジタル比較器54と56に与えられ、比較
器54と56はそれぞれレジスター58と60からデジ
タル値を受信するように連結さている。揺動回折格子1
3が、揺動の限界点の間で時計方向に回転しながら、レ
ジスター58の値により表された限界点に到達したとき
に、デジタル比較器54がこの限界点を検出しフリップ
−フロップ51に信号を供給し、フリップ−フロップ5
1は反時計方向の回転を引き起こす状態にスイッチし、
したがってH−ドライブ49がコイル21に与えられた
パルストレインの極性を逆転する。その結果、H−ドラ
イブ49はモーター17を逆方向に駆動し始める。同様
な方法で、揺動回折格子13が、揺動の限界点の間で反
時計方向に回転しながら、レジスター60の値により表
された限界点に到達したときに、デジタル比較器56は
フリップ−フロップ51を時計方向の回転を引き起こす
状態にスイッチし、したがってモーター17の方向が逆
転する。このような方法で、回折格子13はコンピュー
ター47によって決定された限界点の間で揺動する。単
にレジスター58とdOにおける値を変えることにより
、揺動の限界点、したがって精査されるスペクトルの部
分を変化させることができる。
回折格子13が方向を反対にすると、軸15の回転速度
がゼロ速度となり、回折格子13の方向の逆転直後に、
低速度がレジスター39の対応する高デジタルナンバー
により示され、高デジタルナンバーがDA変換器41に
よりパルス幅変調器43に与えられる。その結果、パル
ス幅変調器43は、モーター17を素早<DA変換器4
5の出力信号によって示された目標値に加速するために
コイル21を100パーセントデユーティ−サイクルで
作動する。100パーセントデユーティ−サイクルでは
、パルス幅変調器45からの出力は、パルストレインで
はなくて、゛連続り、 C,動力である。回折格子13
の角回転がレジスター46に貯蔵されたデジタル値によ
り表された目標値に近付(につれて、レジスター39の
デジタル値は減少し、DA変換器41と45から与えら
れたアナログ信号に応答しているパルス幅変調器43は
、モーター17のコイル21に与えられたパルストレイ
ンのデユーティ−サイクルをH−ドライブ49を介して
減少する。モーターの速度がレジスター39に貯蔵され
たデジタル値により表された目標値に到達すると、与え
られたアナログ信号に応答しているパルス幅変調器43
は、回折格子13が受ける摩擦と空気抵抗を打ち勝ち回
転角速度を目標値で一定に維持するのにちょうど十分な
大きさのデユーティ−サイクルで、パルストレインを発
生する。このような方法で、回折格子13の回転速度は
、回折格子の回転方向が逆転するごとに目標速度に素早
く駆動されて、回折格子が再び逆転されることになる角
位置に到達するまで、目標値に対応する一定速度で回転
し、その後サイクルが繰り返す。レジスター46に設定
されている目標速度値を変えることにより、コンピュー
ターは、目標速度を変化させることができ、したがって
、0.625サイクル/秒と21/2サイクル/秒との
間で揺動率を変化させることができる。揺動の周期率が
おそければ測定結果を改良するが、最も良い結集は0.
625サイクルで達成されるので、回折格子を0.□6
25サイクル/秒以下で揺動させても利点はない。
第2図に示されるように、フィルター載置板61が分光
計11のチャンバー内で出口スリット16の近傍に旋回
可能に設けられている。フィルター載置板61は、フィ
ルター板63と65を載置し、各フィルター板63と6
5はそれぞれフィルターセグメント63a、63bと6
5a、65bに分割されている。フィルター板61は、
ステップモーター67により5個の異なった位置に旋回
可能である。第2図に示される第1の位置においては、
載置板61は、回折格子13により分散されたスペクト
ルからの狭帯域が出口スリット16を通過する前にフィ
ルターセグメント63bを通過するように、フィルター
セグメント63bを出口スリット16の上に位置させる
。載置板61の第2の位置においては、フィルターセグ
メント63aが出口スリット16の上に位置する。第3
の位置においては、フィルターセグメント65bが出口
スリット16の上に位置し、第4の位置においては、フ
ィルターセグメント65aが出口スリット16の上に位
置する。第5の位置においては、載置板61の不透明セ
グメント61aが出口スリット16を遮断する。運転中
、サンプルが1100ナノメートルから2500ナノメ
ートルまでの近赤外範囲の光で精査されているきは、フ
ィルターセグメント63aと63bおよび不透明セグメ
ント61aのみが使用される。回折格子が1100ナノ
メートルと2500ナノメートルとの間で出口スリット
16を通過しているスペクトルを精査しながら揺動する
ので、載置板61は、フィルターセグメント63aと6
3bの−っを出口スリット16の上に位置させるために
、最初に第1の位置に位置し、次にステップモーター6
7はセグメント63aと63bの他方を出口ステップの
前に移動させるために板61を旋回させる。フィルター
セグメント63aと63bは、−次分散のみが出口スリ
ット16を通過するように、高次分散を出口スリット1
6を通過している光から除去するように機能子る。二つ
のフィルターセグメントが必要とされる理由は、二次分
散が一次分散の波長の半分であり、その結果、例えば、
−次分散の2400ナノメートルが出口スリットを介し
て伝達されているとき、1200ナノメートルでの二次
分散の光も出口スリットに導かれるがらである。
したがって、−次分散の長波端が出口スリットを通過し
ているときは、載置板61はセグメント63aが出口ス
リットの前に位置するように移動する。フィルターセグ
メント63aは、−次スベクトルの一次分散の長波端か
らの光を伝達するが、短波端からの光を伝達しない。回
折格子13が、−次スベクトルの短波端が出口スリット
16を介して伝達されている位置に揺動したときは、ス
テップモーター67はフィルターセグメント63bを出
口スリット16の前に位置させる。フィルターセグメン
ト63bは、1100と2500ナノメートルとの間の
一次スベクトルの短波端が伝達されるように、1100
ナノメートル以上の波長を有する光を伝達する。ステッ
プモーター67は、回折格子13の角位置を表している
カウンター31のデジタル出力カウントを受け取るコン
ピューター47によって制御されている。回折格子が、
−次スベクトルの中間点が出口スリット16を通過して
いる点を、通過するごとに、コンピューター47は、フ
ィルターセグメント63aが一次スベクトルの長波端で
出口スリット16の前に位置し、フィルターセグメント
63bが一次スベクトルの短波端で出口スリット16の
上に位置するように、ステップモーター67を進めてフ
ィルター板61を移動させる。また、ステップモーター
67は、回折格子の揺動の各サイクルの終わりで、回折
格子の揺動の限界点の一つで不透明セグメント61aを
出口スリット16の上に位置させる。
この時、増幅器24の出力信号はDA変換器によってデ
ジタル値に変換され、デジタル値はコンピューター47
によって受信される。この測定(ダーク期間測定)は、
出口スリットを通過しているスペクトルからの狭帯域光
に応じてなされた測定から引算されるこになるゼロまた
はナル値を与える。
また、本廃明のシステムは、短い波長スペクトル、即ち
400から1100ナノメートルのスペクトルにおいて
測定するのに使用することもできる。これらの測定を行
うために、−次分散が用いられ、また、セグメント63
aと63bが1100ナノメートルから2500ナノメ
ートルまでの一次スベクトルにおいて作用したのと同様
の方法で、高次スペクトルを濾過するためにフィルター
セグメント65aと65bが用いられる。
光検出器22の出力信号は、サンプルを現に照明してい
る波長でのサンプル20からの反射の強度を表す。この
信号は、増幅器24により増幅され、AD変換器26に
よりデジタル値に変換される。AD変換器26は、位相
ディコーダ25からパルスを受信する。位相ディコーダ
25が出力パルスをチャンネル27に発生するごとに、
AD変換器は光検出器22から受信されたアナログ信号
をデジタル値に変換し、デジタル値はコンピューター4
7によって受信される。位相ディコーダ25は回折格子
13の等角増分ごとに出力信号を発生するので、サンプ
ルからの反射の強度を表しているデジタル値も回折格子
の等角増分ごとに受信される。コンピューター47は、
スペクトルの数回の精査または回折格子13の数回の揺
動にわたって各等増分で受信された値を平均するように
プログラムされている。平均した後、コンピューターは
回折格子13の各角増分でのサンプルからの反射強度の
平均値を貯蔵する。出口スリットを介して伝達された狭
帯域の波長は、次式に基づいた回折格子13の角位置と
共に変化する A=KI 5ine(θ)+に2 cosine Oこ
こに、Aは出口スリットを介して伝達される波長、K(
とKzは分光光度計の設計に依存し幾分相互に異なって
いる定数、θは回折格子の角位置である。定数に1とに
2は、ある波長で公知のピーク反射率を有する標準サン
プルを使用することにより、各装置について決定される
。これらのピークが装置に生じる角度から、定数に1と
に2は線形回帰により決定される。その後、これらの定
数はコンピューター47のメモリに永久的に貯蔵される
公知サンプルの各角増分についての平均が測定されコン
ピューター47に貯蔵された後、コンピューター47は
2ナノメートルの等波長増分でサンプルからの反射強度
を決定する。この計算は、2ナノメートルの増分が生じ
る角度を決定するための上記式を使用し、各2ナノメー
トルの増分についての値を決定するために各等角増分で
測定された値の間で補間するこにより、行われる。各2
ナノメートルの増分に対する補間された値は、次式から
決定される・ (W、−Aυ(R,。+−RυバAt−t −A+) 
+ Rここに、W、は2ナノメートルの増分が生じる角
位置、A1とA、□は反射率測定が各角増分ごとに及び
W、が生じる間で行われる隣接した角位置、R1とR,
、、は角位rIIAlとA、+、について決定すした平
均反射率値である。
第4図のフローチャートはコンピューター47に用いら
れるコ、ンビュータープログラムを示し、第1ステツプ
は数周期の揺動にわたって反射率値を平均し、第2のス
テップは各2ナノメートルの増分での反射率値を決定す
る。
第5図は位相ディコーダ25の詳細を説明するブロック
線図であり、位相ディコーダ25は、エンコーダ19か
らチャンネル23上の二つの方形波信号を受信するよう
に連結された二つのフリップ−フロップ71と72から
なる。フリップ−フロップ71と72は、クロックパル
スソース74からの高周波クロックパルス信号により同
期するように連結され、フリップ−フロップ71と72
がクロックパルスソース74からクロックパルス信号を
受信するときは、チャンネル23の一つの入力方形波と
同じ状態にスイッチするように作用する。その結果、チ
ャンネル23の入力方形波と一致するための7リツプー
フロツプ71と72のスイッチングは、ソース72から
のクロックパルスの上昇時間と同期する。フリップ−フ
ロップ71と72からの出力方形波はORゲート76に
与えられる。ORゲート76は、ソース74からのクロ
ックパルスによって同期されたチャンネル23上の波形
の上昇と下降時間に対応する上昇と下降時間で、ヂャン
ネル23上の方形波の2倍の周波数で、方形波トレイン
出力を発生する。ORゲート76からの出力はフリップ
−フロップ78に与えられ、フリップ−フロップ78は
フリップ−フロップ71.72と同じ方法でクロックパ
ルスソース74からの出力パルスによって同期される。
その結果、フリップ−フロップ78は、ORゲート76
の方形波から1クロックパルス時間だけ遅れた方形波出
力を発生する。フリップ−フロップ78からの方形波出
力とORゲート76からの方形波出力は、ORゲート8
0に与えられる。ORゲート80は、ソース74からの
クロックパルス幅に対応するパルス幅を有し、ORゲー
ト76の方形波の各上昇と下降時間、即ち、エンコーダ
19によりチャンネル23に発生した方形波の各上昇と
下降時間に対応する時間に発生する出力パルストレイン
を、発生する。ORゲート80からの出力はチャンネル
27を介してカウンター35、レジスター39及びAD
変換器26に与えられる。
フリップ−フロップ72からの出力もフリップ−フロッ
プ82に与えられる。フリップ−フロップ82は、フリ
ップ−フロップ71.72と同じ方法でクロックパルス
ソース74からのクロックパルスによって同期される。
その結果、フリップ−フロップ82は、1クロックパル
ス時間だけ遅れたフリップ−フロップ72からの出力に
対応する方形波出力を発生する。この方形波はフリップ
−フロップ84に与えられ、フリップ−フロップ84は
クロック74によって同期されフリップ−フロップ71
.72と同じ方法で作用する。その結果、フリップ−フ
ロップ84は、フリップ−フロップ72からの方形波出
力から2クロック時間だけ遅れた出力を発生する。この
方形波はORゲート86に与えられ、ORゲート86は
フリップ−フロップ71からの方形波出力を受信する。
その結果、ORゲート86は、位相ディコーダが出力チ
ャンネル27にパルスを発生するときは、入力チャンネ
ル23に与えられた信号の相対的位相を示す出力を発生
し、したがって、回折格子13の回転方向を示す出力を
発生する。ORゲート86の出力信皓は、カウンター3
1がチャンネル27に発生した各パルスにしたがってカ
ウントする方向を制御するために、チャンネル29を介
してカウンター31に与えらる。
上述のシステムにより、回折格子は高率の速度で揺動す
る。この揺動において、回折格子は各逆転後に素早く最
高率の速度に到達し、回折格子が再び逆転される位置に
到達するまで、一定の用事を維持する。これにより、回
折格子は、コンピューターの捕捉時間により許容される
できるだけ早い速度で、および各角増分で読み出される
帯幅の過度の不明瞭を引き起こすことなく、駆動される
ことが可能である。前記不明瞭は、回折格子が非常に早
い速度で回転するときに生じる現象である。
回折格子の回転の角速度は、得られている反射データの
正確さに悪影響を与えながら増加するので、読み出され
ている帯幅の限界点が移動する傾向がある。回折格子を
所望の速度に素早く加速し、その所望速度で回転速度を
一定に維持することにより、回折格子は、好ましくない
不明瞭を避け、コンピューター47の捕捉時間により許
容された可能限り高い周波数で揺動する。
(効果) 本発明のシステムは回折格子を高速で揺動させるための
カム機構を使用しないので、カム機構の欠点が回避され
る。また、速度制御システムが各方向の逆転後に回折格
子を所望速度に急速に加速するので、装置のよい性能を
維持するために回折格子の回転の最大角率を十分に小さ
く維持しながら、高率の揺動を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のシステムが用いられる本発明の装置を
示す概略図、第2図は本発明の装置に用いられる分光光
度計の透視図、第3図は分光計の回折格子を駆動する揺
動モーターを制御するために本発明のシステムの用いら
れる電子回路装置を説明するブロック線図、第4図は本
発明の分光光度計によって得られた反射率読み取りを平
均し補間するために本発明のシステムのコンピューター
に用いられるプログラムを示すフローチャート、第5図
は第4図に示されるモーター制御システムに用いられる
位相弁別器のブロック線図である。 図面において: 11・・・・・・分光光度計、 13・・・・・・回折格子、 14・・・・・・入口スリット、 15・・・・・・軸、 16・・・・・−出口スリット、 17・・・・・・モーター 18・・・・・・出ロスリットオプティクス、19・・
・・・・エンコーダ、 20・・・・・・サンプル、 22・・・・・・光検出器、 23・・・・・・チャンネル、 24・・・・・・増幅器、 25・・・・・・位相ディコーダ、 26・・・・・・AD変換器、 27・−・・・・チャンネル、 31・・・・・・カウンター 35・・・・・・カウンター 37・・・・・・クロックパルスソース、39・・・・
・・ レジスター 43・・・・・・パルス幅変調器、 46・・・・・・ レジスター 47・・・・・・コンピューター 49・・・・・・Hドライブ、 51・・・・・・フリップ−フロップ、54.56・・
−・・・デジタル比較器、58.60・・・・・・ レ
ジスター 61・・・・・・フィルター載置板、 63.65・・・、・・・フィルター板、63a、63
b、65a、65b−・・−セグメント、 67・・・・・・ステップモーター

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)揺動するように設けられた光回折格子と、光放射
    線をスペクトルに分散するために前記回折格子を光放射
    線で照明するための手段と、前記回折格子によって分散
    されたスペクトルの挟帯域幅を受け取るための手段と、
    モーターと前記回折格子とが一個として回転するように
    前記回折格子に固定されたローターを有するモーターと
    、前記回折格子を揺動し、前記受け取り手段により受け
    取られる挟波長帯域を前記スペクトルを介して精査する
    ために前記ローターが揺動するように前記モーターを作
    動させるためのモーター制御手段と、からなることを特
    徴とした光学装置。
  2. (2)前記モーター制御手段が、前記回折格子の角位置
    を指示すための手段と、前記角位置指示手段が前記回折
    格子の揺動の二つの所定の限界点の一つで角位置を指示
    するごとに前記モーターの回転方向を逆にするための手
    段とを含むことを特徴とした請求項第1項記載の光学装
    置。
  3. (3)前記モーター制御手段が、前記モーターの回転方
    向がモーター揺動の限界点の一つで逆転するごとにモー
    ター速度を素早く目標速度に加速して前記回折格子の角
    位置がモーター揺動の限界点の他方に到達するまで前記
    モーターの回転速度を前記目標速度で維持するための速
    度制御手段を含むことを特徴とした請求項第1項記載の
    光学装置。
  4. (4)前記モーターがコイルの作動に従ってローターを
    回転するように配置されたコイルを含み、前記速度制御
    手段が前記モーターの速度と反比例して変化すデューテ
    ィーサイクルを有するパルストレインで前記コイルを作
    動するための手段を含むことを特徴とした請求項第3項
    記載の光学装置。
  5. (5)前記速度制御手段が、高周波数クロックパルスを
    数えるように連結されたカウンターと、前記回折格子が
    角増分を回転するごとに前記カウンターをリセットする
    ための手段と、前記カウンターがリセットされるごとに
    前記モーターの速度を前記限界点の間で前記カウンター
    のカウントにしたがって制御するための手段と、を含む
    ことを特徴とした請求項第3項記載の光学装置。
  6. (6)揺動するように設けられた光回折格子と、限界点
    間で前記回折格子を揺動させるために前記回折格子に連
    結されたモーターとを有し、前記モーターがコイルの作
    動に従って前記モーターを回転するように配置されたコ
    イルを有する光学装置において、前記限界点間で前記モ
    ーターの速度と反比例して変化するデューティーサイク
    ルを有するパルストレインで前記コイルを作動するため
    の手段からなることを特徴とした光学装置。
  7. (7)前記パルストレインのデューティーサイクルが前
    記限界点での100%から前記回折格子の回転の角率を
    選択された目標速度で維持するのに十分な大きさの最小
    デューティーサイクルに変化することを特徴とした請求
    項第6項記載の光学装置。
  8. (8)前記選択された目標速度が選択的に変化可能であ
    ることを特徴とした請求項第7項記載の光学装置。
  9. (9)前記モーターを作動するための前記手段が、高周
    波数クロックパルスを数えるように連結されたカウンタ
    ーと、前記回折格子が所定の角増分を回転するごとに前
    記カウンターをリセットするための手段と、前記カウン
    ターがリセットされるごとに前記デューティーサイクル
    を前記カウンターのカウントにしたがって制御するため
    の手段と、を含むことを特徴とした請求項第6項記載の
    光学装置。
  10. (10)揺動するように設けられた光回折格子と、前記
    回折格子に連結されたモーターと、限界点で前記回折格
    子を揺動するように前記モーターを作動するための手段
    とを有する光学装置において、前記モーターを作動する
    ための手段が、前記モーターが前記限界点の一つで逆転
    するごとに前記モーターを素早く目標値に加速するため
    のモーター速度制御手段を含み、前記モーター速度制御
    手段が、高周波数クロックパルスを数えるように連結さ
    れたカウンターと、前記回折格子が角増分を回転するご
    とに前記カウンターをリセットするための手段と、前記
    カウンターがリセットされるごとに前記モーターの速度
    を前記限界点の間で前記カウンターのカウントにしたが
    って制御するための手段とを含むことを特徴とした光学
    装置。
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