干涉計(jì)、使用其的分光光度計(jì)和目標(biāo)位置數(shù)據(jù)設(shè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及使用例如紅外光源的干涉計(jì)、使用干涉計(jì)的分光光度計(jì)和目標(biāo)位置數(shù) 據(jù)設(shè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 例如在FTIR(傅立葉變換紅外光譜）的分光部中使用的干涉計(jì)，將從紅外光源射 出的光分割成兩個(gè)光束，一個(gè)光束由固定反射鏡反射，另一個(gè)光束由往返移動(dòng)的移動(dòng)反射 鏡反射，并再次合成上述光束，由此生成因光路差而產(chǎn)生的干涉波。
[0003] 如果使移動(dòng)反射鏡連續(xù)移動(dòng)，則由上述干涉計(jì)合成的光的強(qiáng)度對(duì)每種波長(zhǎng)描繪不 同的正弦曲線，所以在FTIR中，對(duì)上述干涉計(jì)中的合成光進(jìn)行高速傅立葉變換（FFT)來(lái)進(jìn) 行分光，取得每種波長(zhǎng)的光強(qiáng)度（光譜）并對(duì)測(cè)量對(duì)象物的組成比和濃度等進(jìn)行分析。
[0004] 此時(shí)，在上述干涉計(jì)中，需要能夠保持FFT計(jì)算的正確的干涉波形的測(cè)量，所以必 須高精度地把握移動(dòng)反射鏡的位置。
[0005] 此外，移動(dòng)反射鏡被規(guī)定的移動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐成能夠進(jìn)行往返移動(dòng)，并且利用對(duì)上述 移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的移動(dòng)控制部在規(guī)定區(qū)間內(nèi)以等速進(jìn)行往返移動(dòng)。
[0006] 所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)例如包括：安裝有該移動(dòng)反射鏡的臺(tái)車(chē)、將上述臺(tái)車(chē)支撐成能夠往 返移動(dòng)的直線導(dǎo)軌、以及使上述臺(tái)車(chē)往返移動(dòng)的像音圈電機(jī)那樣的直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)部件等。
[0007] 所述移動(dòng)控制部例如利用像激光測(cè)距儀那樣的位置傳感器對(duì)臺(tái)車(chē)的位置進(jìn)行取 樣測(cè)量，以使上述測(cè)量位置成為目標(biāo)位置的方式，向所述直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)部件發(fā)出指令信號(hào)， 對(duì)臺(tái)車(chē)（和移動(dòng)反射鏡）的位置進(jìn)行反饋控制。由于是等速往返移動(dòng)，所以如圖1所示，將 時(shí)間作為橫軸時(shí)，上述目標(biāo)位置設(shè)定為三角波（以下也稱為目標(biāo)位置三角波）。
[0008] 在上述系統(tǒng)中，雖然說(shuō)以等速往返移動(dòng)為目標(biāo)，但是由于在對(duì)前進(jìn)移動(dòng)和返回移 動(dòng)進(jìn)行切換的目標(biāo)位置三角波的頂點(diǎn)附近，必須使臺(tái)車(chē)和移動(dòng)反射鏡進(jìn)行減加速并進(jìn)行反 轉(zhuǎn)，所以如圖1所示，產(chǎn)生不能保持等速的反轉(zhuǎn)區(qū)間。
[0009] 并且，最近對(duì)縮短測(cè)量時(shí)間的需求不斷提高，隨之需要使反射鏡的往返移動(dòng)高速 化。
[0010] 但是，如果實(shí)現(xiàn)高速化，則有可能存在如下問(wèn)題：由于反轉(zhuǎn)時(shí)的推力大幅度增加， 所以向反射鏡的移動(dòng)機(jī)構(gòu)施加過(guò)大的負(fù)荷而導(dǎo)致壽命縮短和故障頻度增加。例如要求以往 的2倍~3倍的高速化，其結(jié)果，使反射鏡反轉(zhuǎn)所需要的瞬間最大推力也成為2倍~3倍， 因此構(gòu)成移動(dòng)機(jī)構(gòu)的音圈的變形和直線導(dǎo)軌的鋼球的磨損等變得顯著，對(duì)產(chǎn)品壽命產(chǎn)生不 良影響，容易發(fā)生故障。
[0011] 此外，雖然成為高速，但相應(yīng)地反轉(zhuǎn)所需要的時(shí)間縮短，所以從臺(tái)車(chē)反轉(zhuǎn)到進(jìn)行等 速移動(dòng)所需要的時(shí)間也縮短，因此臺(tái)車(chē)的速度穩(wěn)定性變差，進(jìn)而導(dǎo)致測(cè)量精度變差。
[0012] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)2014-96038號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而提出的，主要的課題在于提供干涉計(jì)等，能夠?qū)崿F(xiàn) 移動(dòng)反射鏡的往返移動(dòng)的高速化，并且保證移動(dòng)反射鏡的速度穩(wěn)定性，并盡可能地抑制上 述反轉(zhuǎn)所需的瞬間最大推力的增加。
[0014] g卩，本發(fā)明提供一種干涉計(jì)，其包括：移動(dòng)反射鏡；移動(dòng)機(jī)構(gòu)，使所述移動(dòng)反射鏡 進(jìn)行往返移動(dòng)；移動(dòng)控制部，對(duì)所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使所述移動(dòng)反射鏡的往返移動(dòng)成為 等速；以及測(cè)量部，測(cè)量所述移動(dòng)反射鏡的位置，所述干涉計(jì)的特征在于，所述移動(dòng)控制部 接收表示所述移動(dòng)反射鏡的目標(biāo)位置的目標(biāo)位置數(shù)據(jù)，并且控制所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)，以使所述 測(cè)量部測(cè)量出的移動(dòng)反射鏡的測(cè)量位置接近所述目標(biāo)位置數(shù)據(jù)所示的目標(biāo)位置，所述移動(dòng) 控制部以如下方式設(shè)定所述目標(biāo)位置數(shù)據(jù)：使所述目標(biāo)位置數(shù)據(jù)所示的目標(biāo)位置的時(shí)間變 化波形（以目標(biāo)位置為縱軸、以時(shí)間為橫軸時(shí)的曲線圖波形）成為水平切除三角波的頂點(diǎn) 部分的梯形波、或成為使所述梯形波的角部分平滑變化的形狀。
[0015] 在本發(fā)明的干涉計(jì)中，由于目標(biāo)位置的時(shí)間變化波形成為梯形波或成為使上述梯 形波的角部分平滑變化的形狀，所以減速開(kāi)始的時(shí)刻比作為以往目標(biāo)位置的三角波的頂點(diǎn) 靠前，因此反轉(zhuǎn)動(dòng)作所需要的時(shí)間比以往的干涉計(jì)長(zhǎng)。因此，提高了加速后的速度穩(wěn)定性， 即使將移動(dòng)反射鏡的往返移動(dòng)高速化，也能夠確保移動(dòng)反射鏡的速度穩(wěn)定性，進(jìn)而能夠保 持干涉計(jì)的測(cè)量精度相關(guān)的性能。
[0016] 此外，由于以往反轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)的目標(biāo)位置是三角波的頂點(diǎn)，所以目標(biāo)位置急劇變化， 因此向移動(dòng)機(jī)構(gòu)施加由上述反轉(zhuǎn)動(dòng)作而產(chǎn)生的過(guò)大負(fù)荷，但是按照本發(fā)明，由于使目標(biāo)位 置的時(shí)間變化波形成為梯形波狀或成為使所述梯形波的角部分平滑變化的形狀，使反轉(zhuǎn)時(shí) 的變化平穩(wěn)，所以可以使向移動(dòng)機(jī)構(gòu)施加的負(fù)荷變小，從而可以防止因移動(dòng)反射鏡的往返 移動(dòng)高速化導(dǎo)致的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的短壽命化和故障頻度的增加。特別是上述效果在使目標(biāo)位置 的時(shí)間變化波形的梯形波的角部分平滑時(shí)非常顯著。
[0017] 作為更具體的實(shí)施方式可以例舉的是，所述移動(dòng)控制部還包括生成所述目標(biāo)位置 數(shù)據(jù)的目標(biāo)位置數(shù)據(jù)生成部，所述目標(biāo)位置數(shù)據(jù)生成部根據(jù)具有三角波狀的時(shí)間變化波形 的原始目標(biāo)位置來(lái)計(jì)算所述目標(biāo)位置，并且輸出表示所述目標(biāo)位置的目標(biāo)位置數(shù)據(jù)。
[0018] 按照上述方式，僅通過(guò)向目標(biāo)位置數(shù)據(jù)生成部輸入三角波狀的時(shí)間變化波形的表 示原始目標(biāo)位置的原始目標(biāo)位置數(shù)據(jù)，就可以生成成為水平切除三角波的頂點(diǎn)部分的梯形 波、或成為使上述梯形波的角部分平滑變化的形狀的時(shí)間變化波形的目標(biāo)位置數(shù)據(jù)，從而 能夠容易地生成目標(biāo)位置數(shù)據(jù)。
[0019] 作為本發(fā)明的效果特別顯著的實(shí)施方式可以例舉的是，所述目標(biāo)位置數(shù)據(jù)生成部 具有：前段參考調(diào)速部，接收所述原始目標(biāo)位置數(shù)據(jù)，計(jì)算通過(guò)切除所述目標(biāo)位置數(shù)據(jù)所示 的三角波的頂點(diǎn)而使時(shí)間變化波形成為梯形波狀的中間目標(biāo)位置；以及后段參考調(diào)速部， 計(jì)算通過(guò)對(duì)所述中間目標(biāo)位置的時(shí)間變化波形進(jìn)行低通濾波而使其角部分平滑變化的所 述目標(biāo)位置。
[0020] 按照這種結(jié)構(gòu)，利用前段參考調(diào)速部，可以計(jì)算成為水平切除三角波頂點(diǎn)部分的 梯形波的時(shí)間變化波形的中間目標(biāo)位置，利用后段參考調(diào)速部，可以容易地生成成為使中 間目標(biāo)位置的梯形波的角部分平滑變化的時(shí)間變化波形的目標(biāo)位置。
[0021] 本發(fā)明還提供一種使用上述干涉計(jì)的分光光度計(jì)。
[0022] 按照這種分光光度計(jì)，即使將移動(dòng)反射鏡的往返移動(dòng)高速化而縮短測(cè)量時(shí)間，也 能夠保證移動(dòng)反射鏡的速度穩(wěn)定性，從而能夠得到可靠性高的數(shù)據(jù)。
[0023] 此外，本發(fā)明還提供一種目標(biāo)位置數(shù)據(jù)設(shè)定方法，用于設(shè)定干涉計(jì)的所述目標(biāo)位 置數(shù)據(jù)，所述干涉計(jì)包括：移動(dòng)反射鏡；移動(dòng)機(jī)構(gòu)，使所述移動(dòng)反射鏡進(jìn)行往返移動(dòng)；移動(dòng) 控制部，對(duì)所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使所述移動(dòng)反射鏡的往返移動(dòng)成為等速；以及測(cè)量部， 測(cè)量所述移動(dòng)反射鏡的位置，所述移動(dòng)控制部接收表示所述移動(dòng)反射鏡的目標(biāo)位置的目標(biāo) 位置數(shù)據(jù)，并且控制所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)，以使所述測(cè)量部測(cè)量出的移動(dòng)反射鏡的測(cè)量位置接近 所述目標(biāo)位置數(shù)據(jù)所示的目標(biāo)位置，所述目標(biāo)位置數(shù)據(jù)設(shè)定方法的特征在于，以如下方式 設(shè)定所述目標(biāo)位置數(shù)據(jù)：使所述目標(biāo)位置的時(shí)間變化波形成為水平切除三角波的頂點(diǎn)部分 的梯形波、或成