专利名称：分光器中的倾斜修正方法
技术领域：
本发明涉及对分光器中的移动镜的反射光与固定镜的反射光的倾斜误差进行修正的倾斜修正方法。
背景技术：
在FTIR(FourierTransform Infrared Spectroscopy:傅氏转换红外线光谱分析仪)所利用的迈克耳孙双光束干涉仪中，采用了利用光束分光器(beam splitter)将从光源发出的红外光向固定镜以及移动镜的2个方向分割，并将由该固定镜以及移动镜分别反射回来的光通过上述光束分光器合成为一个光路这一构成。若使移动镜前后(沿入射光的光轴向)移动，则由于分割后的双光束的光路差发生变化，所以合成得到的光成为光的强度根据该移动镜的移动量发生变化的干涉光(干涉图)。通过对该干涉图进行采样，并进行AD变换以及傅立叶变换，能够求出入射光的光谱分布，根据该光谱分布能够求出每一个波数(I/波长)的干涉光的强度。为了在这样的FTIR中发挥高的性能，希望将干涉仪中的干涉效率保持为最佳。因此，需要将固定镜以及移动镜与光束分光器的角度关系分别保持恒定。即，当移动镜的反射光与固定镜的反射光从最佳干涉的角度偏离而发生干涉时，干涉光的对比度降低，无法进行高精度的分光分析。因此，需要对两个反射光的上述的角度偏移进行修正。其中，为了便于说明，将上述的角度偏移也称为倾斜误差(倾斜错误)，将对上述的角度偏移进行的修正还称为倾斜修正。关于该点，例如在专利文献I的装置中，即使在因传输中的冲击、振动而导致干涉状态变差的情况下，通过在分光测定前对固定镜的角度进行调整来进行倾斜修正，能够使干涉状态恢复。专利文献1:日本特开2004-28609号公报(权利要求1，参照段落〔0016〕 〔0020〕
等)作为倾斜误差的种类，存在两种。一种是分光测定前的初始倾斜误差，这包括因时间变化、冲击、振动而引起的倾斜误差、因温度变化时部件的伸缩而引起的倾斜误差。另一种是在分光测定过程中对移动镜并进驱动时产生的倾斜误差。在专利文献I中，如上述所述，对分光测定前的初始倾斜误差进行了修正，但将该初始倾斜误差的修正进一步分为两个阶段进行(参照段落〔0016〕，〔0017〕)。更详细而言，作为第I阶段，一边检测利用光检测器(4分割传感器)检测出激光干涉光(激光干涉带)时的来自各分割元件的输出的振幅，一边按规定的顺序使固定镜倾斜，以使该振幅成为最大。然后，当发现振幅最大的固定镜的位置时，作为第2阶段，以该位置为中心，基于来自各分割元件的输出的相位差来再次调整固定镜的位置。可认为在第I阶段中，一边检测4个分割元件各自的输出的振幅或者一个输出的振幅，一边将固定镜倾斜。该情况下，由于各个分割元件的各受光面积必然比4分割传感器整体的受光面积�。栽诟鞲龇指钤氖涑鲋校穹�(对比度)相对于固定镜的倾斜(倾斜量)的变化的变化量比将4分割传感器整体视为一个传感器时所得到的输出(4个分割元件的输出的总和)中的振幅的变化量大。因此，若过度倾斜固定镜，则存在无法检测出振幅的情况，倾斜固定镜的范围受到限制。从而，在专利文献I的构成中，会产生在初始倾斜误差大的情况下，无法修正该大的初始倾斜误差这一问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题点而提出的，其目的在于，提供一种即使在分光测定前的初始倾斜误差大的情况下，也能够可靠地修正该大的初始倾斜误差的倾斜修正方法。本发明的倾斜修正方法是对分光器中的移动镜的反射光与固定镜的反射光的倾斜误差进行修正的倾斜修正方法，其特征在于，具有:初始调整工序，该初始调整工序包括:在分光测定前对上述两反射光的初始倾斜误差进行检测并修正的粗调工序、和与上述粗调工序相比更细致地对上述初始倾斜误差进行检测并修正的微调工序；以及动态校准(dynamic alignment)工序,在分光测定中，对因上述移动镜的移动而产生的上述两反射光的倾斜误差进行检测并修正；在上述粗调工序中，将激光分离成2份光并导向上述移动镜以及上述固定镜，将一边使上述移动镜移动一边用4分割传感器接收到上述移动镜的反射光与上述固定镜的反射光的干涉光时的各分割元件的输出相加来检测上述干涉光的对比度的变化，并且基于上述对比度的变化来检测上述两反射光的相对倾斜量，并对上述初始倾斜误差进行修正，在上述微调工序中，基于由上述4分割传感器接收到上述两反射光的干涉光时的各分割元件的输出的相位差，来检测上述两反射光的相对倾斜量以及倾斜方向，并对上述初始倾斜误差进行修正。根据本发明，由于在粗调工序中，将各分割元件的输出相加来检测干涉光的对比度的变化，所以能够扩大基于干涉光的对比度变化的两反射光的倾斜量变化的检测范围。由此，即使在因随着时间变化等而导致初始倾斜误差大的情况下，也能够通过粗调工序可靠地检测并修正该大的初始倾斜误差。
图1是示意性表示本发明的一个实施方式的傅立叶变换分光分析装置的概略构成的说明图。图2是表示在上述傅立叶变换分光分析装置中应用的干涉仪的第2光检测器的概略构成的俯视图。图3是表示基于上述第2光检测器的检测结果而输出的相位信号的说明图。图4是表示上述傅立叶变换分光分析装置的干涉仪所具有的移动镜驱动机构的概略构成的立体图。图5是上述移动镜驱动机构的剖视图。图6是表示上述移动镜驱动机构的驱动部的概略构成、和刚体以及移动镜的位移方式的说明图。图7是表示上述移动镜驱动机构的板簧部的平板部的长度与压电元件的长度之t匕、和向上述驱动部施加的施加电压的关系的图。图8是表示上述移动镜驱动机构的另一构成的立体图。
图9是图8的移动镜驱动机构的剖视图。图10是表示上述移动镜驱动机构的另一构成的剖视图。图11是表示上述移动镜驱动机构的又一构成的剖视图。图12是表示图11的移动镜驱动机构中的、初始动作下的基于电压控制的动作流程的流程图。图13是表示图11的移动镜驱动机构中的、稳定动作下的基于电压控制的动作的流程的流程图。图14是表示上述移动镜驱动机构的另一构成的剖视图。图15是表示上述移动镜驱动机构的又一构成的剖视图。图16是表示上述移动镜驱动机构的另一构成的剖视图。图17是表示上述移动镜驱动机构的又一构成的剖视图。图18是表示在图4的移动镜驱动机构中，移动镜的位移与倾斜(Pitch)方向的倾斜错误量(倾斜角)的关系的说明图。图19是表示图4的移动镜驱动机构中，移动镜的位移与转动(Roll)方向的倾斜错误量(倾斜角)的关系的说明图。图20 Ca)是表示倾斜方向的说明图，图20 (b)是表示转动方向的说明图。图21 Ca)是表示上述干涉仪的光路修正装置的概略构成的侧视图，图20 (b)表示由上述光路修正装置支承的固定镜的俯视图。图22是表示对上述固定镜进行非共振驱动时进行的反馈控制的框图。图23 Ca)是表示上述光路修正装置的其他构成的俯视图，图23 (b)是上述光路修正装置的侧视图。图24是表示上述光路修正装置的转动部件的从压电元件侧观察的仰视图。图25是上述转动部件转动前后的上述光路修正装置的侧视图。图26是表示本实施方式的倾斜修正方法的大致流程的流程图。图27是表示上述倾斜修正方法中的初始调整工序的粗调工序的详细流程的流程图。图28是表示移动镜的反射光与固定镜的反射光的相对倾斜和此时的对比度之间的关系的说明图。图29是将两反射光的相对倾斜与将4分割传感器的各分割元件的输出合计而检测出的干涉光的对比度之间的关系、以及两反射光的相对倾斜与仅从一个分割元件的输出检测出的干涉光的对比度之间的关系一并表示的说明图。图30是表示上述初始调整工序的微调工序的详细流程的流程图。图31是表示倾斜(pitch)方向的两反射光的相对倾斜与在和倾斜方向对应的方向上相邻的2个分割元件的输出的相位差之间的关系的说明图。图32是表示上述倾斜修正方法中的动态校准工序的详细流程的流程图。
具体实施例方式关于本发明的一个实施方式，基于附图进行如下说明。〔1.傅立叶变换分光分析装置的构成〕
图1是示意性表示本实施方式的作为分光器的傅立叶变换分光分析装置的概略构成的说明图。该装置是利用迈克耳孙干涉仪的原理对测定光进行分光的装置，其构成为具有干涉仪1、运算部2以及输出部3。干涉仪I由双光路分支型的迈克耳孙干涉仪构成，其详细说明将后述。运算部2对从干涉仪I输出的信号进行采样、A/D变换以及傅立叶变换，生成测定光所包含的波长的光谱、即表示每个波数(I/波长)的光的强度的光谱。输出部3输出(例如显示)由运算部2生成的光谱。以下，对干涉仪I的详细情况进行说明。干涉仪I具有第I光学系统10、第2光学系统20以及倾斜修正部100。以下，按顺序进行说明。第I光学系统10具备测定光输入部11、反射准直仪12、BS (光束分光器)13、固定镜14、移动镜15、反射准直仪16、第I光检测器17、以及驱动机构18。其中，固定镜14和移动镜15相对BS13的位置关系可以相反。另外，也可以在光路中设置用于修正与BS13的厚度相当的光路长的修正板。测定光输入部11是从未图示的光源射出并透过试样或者由试样反射的光(测定光、近红外光)所入射的部分。反射准直仪12由使来自测定光输入部11的光反射，并且转换成平行光而导向BS13的反射面(准直光学系统)构成。BS13将入射光、即从测定光输入部11射出的光分离成2份光，分别导向固定镜14以及移动镜15，并且，将被固定镜14以及移动镜15反射后的各光合成，作为第I干涉光射出，BS13例如由半透半反镜构成。反射准直仪16由使被BS13合成并射出的光反射且聚光而导向第I光检测器17的反射面(聚光光学系统)构成。第I光检测器17接收从BS13经由反射准直仪16入射的第I干涉光来检测干涉图(干涉图案)。此外，上述反射准直仪12、16也可以是准直仪透镜。驱动机构18是按使由固定镜14反射的光的光路与由移动镜15反射的光的光路之差(光路长之差)发生变化的方式，使移动镜15沿入射光的光轴向平行移动(并进)的移动镜驱动机构，在本实施方式中，由平行板簧式的驱动机构构成，其详细情况将后述。在上述的构成中，从测定光输入部11射出的光(测定光)在被反射准直仪12转换成平行光后，通过借助BS13的透过以及反射而被分离成2个光束。分离后的一方的光束被移动镜15反射，另一方的光束被固定镜14反射，分别顺原光路返回并在BS13被重叠，成为第I干涉光。此时，通过驱动机构18使移动镜15连续移动，当从BS13到各镜(移动镜15、固定镜14)的光路长之差为波长的整数倍时，重叠的光的强度最大。另一方面，在因移动镜15的移动而使得2个光路长产生差时，重叠的光的强度发生变化。第I干涉光被反射准直仪16聚光而入射到第I光检测器17，在此作为干涉图被检测。在运算部2中，通过对来自第I光检测器17的检测信号(干涉图)采样，并进行A/D变换以及傅立叶变换，来生成表示每个波数的光的强度的光谱。上述的光谱由输出部3输出(例如显示)，基于该光谱，能够分析试样的特性(材料、构造、成分量等)。接下来，对第2光学系统20以及倾斜修正部100进行说明。第2光学系统20与上述的第I光学系统10共享一部分构成，除了上述的反射准直仪12、BS13、固定镜14、移动镜15、反射准直仪16以外，还具有参照光源21、光路合成镜22、光路分离镜23以及第2光检测器24。参照光源21是用于检测移动镜15的位置、或用于生成运算部2执行的采样的定时信号的光源，例如由发出波长660nm附近的红色光作为参照光的半导体激光器构成。SP，构成参照光源21的半导体激光器输出比从测定光输入部11射出的光(近红外光)的最短波长短的波长的激光。通过使用半导体激光器作为参照光源21，与使用大型的He-Ne激光器的构成相比，能够使干涉仪I小型化。光路合成镜22是通过使来自测定光输入部11的光透过，并反射来自参照光源21的光，来将这些光的光路合成为同一光路的光轴合成光束组合器。光路分离镜23是通过使从测定光输入部11射出并经由BS13以及固定镜14 (或者BS13以及移动镜15)入射的光透过，使从参照光源21射出并经由BS13以及固定镜14 (或者BS13以及移动镜15)入射的光反射，来将这些光的光路分离的光束分光器。第2光检测器24检测从参照光源21射出并经由BS13以及固定镜14 (或者BS13以及移动镜15)输入到光路分离镜23而在那里被反射的光(第2干涉光、参照干涉光)，例如由4分割传感器(SF1D:Silicon Photo Diode)构成。倾斜修正部100针对固定镜14进行用于对因驱动机构18进行驱动时移动镜15的倾斜而产生的、由移动镜15反射的反射光与由固定镜14反射的反射光的相对倾斜(从干涉状态为最佳状态起的角度偏移)加以修正的驱动。以下，将因移动镜15移动时的倾斜而产生的、移动镜15的反射光与固定镜14的反射光的相对倾斜还称为2个光路间的光的倾斜(倾斜误差、倾斜错误)。另外，在本实施方式中，2个光路、即由BS13分离的一方的光被移动镜15反射并再次入射到BS13时的光路、和由BS13分离的另一方的光被固定镜14反射并再次入射到BS13时的光路通过第I光学系统10和第2光学系统20成为共用光路(同轴)。在该构成中，(I)按测定光输入部11、BS13、移动镜15、BS13、第I光检测器17的顺序行进的光与按测定光输入部11、BS13、固定镜14、BS13、第I光检测器17的顺序进行的光之间的相对倾斜(以下也称为第I倾斜)、和(2)按参照光源21、BS13、移动镜15、BS13、第2光检测器24的顺序行进的光与按参照光源21、BS13、固定镜14、BS13、第2光检测器24的顺序行进的光之间的相对倾斜(以下也称为第2倾斜)相同。因此，倾斜修正部100通过基于来自第2光检测器24的第2干涉光的受光信号来检测第2倾斜，能够与检测第I倾斜等效地基于该检测结果对第I倾斜进行修正。这样的倾斜修正部100具体由信号处理部101、光路修正装置102构成。信号处理部101基于由第2光检测器24检测出的第2干涉光的强度，来检测2个光路间的光的倾斜。例如，如图2所示，将第2光检测器24的4个受光区域按逆时针的顺序设为El E4，第2干涉光的光点(spot)D位于整个受光区域的中心。当将在受光区域El、E2检测出的光的强度之和设为Al，将在受光区域E3、E4检测出的光的强度之和设为A2时，若得到图3所示的信号作为表示强度Al、A2相对时间经过的变化的相位信号，则能够基于这些信号来检测2个光路间的光的倾斜(相对的倾斜方向以及倾斜量)。该例中，在受光区域El、E2与受光区域E3、E4排列的方向(图2中为上下方向)上2个光路间产生了与相位差Λ对应的角度的光的倾斜。其中，图3的纵轴的强度用相对值表示。此外，在相位信号的频率慢(低)的情况下，也能够不根据相位比较而根据强度比来检测2个光路间的光的倾斜。另外，由于即使第2干涉光的光点D不位于整个受光区域的中心(即使光点D从受光面的中心偏离)，也会由于受光面的位置的不同而导致所受光的强度不同，所以能够根据各受光区域的强度比检测出2个光路间的光的倾斜。例如，求出在受光区域El、Ε2检测出的光的强度之和与在受光区域E3、E4检测出的光的强度之和的比(第I比)、以及在受光区域El、E4检测出的光的强度之和与在受光区域E2、E3检测出的光的强度之和的比(第2比)，通过对第I比与第2比进行比较，能够检测2个光路间的光的倾斜。这样，通过第2光检测器24由4分割传感器构成，倾斜修正部100 (信号处理部101)能够基于来自4分割传感器的各区域(各分割元件)的信号来可靠地检测2个光路间的光的倾斜。此外，倾斜修正部100(信号处理部101)也可以基于来自4分割传感器的一个区域的输出与来自其他区域的输出的相位差，检测2个光路间的光的倾斜(倾斜角、倾斜方向)。该情况下，由于也从各区域输出与图3相同的信号，所以能够利用上述的方法来检测2个光路间的光的倾斜。另外，信号处理部101基于由第2光检测器24检测出的第2干涉光的强度，来检测移动镜15的位置，并且生成表示采样的定时的脉冲信号。上述的运算部2与该脉冲信号的产生定时同步地对来自第I光检测器17的检测信号(干涉图)进行采样，转换成数字数据。在第2光检测器24中，由于根据移动镜的位置(光路差)，第2干涉光的强度整体上在明与暗之间变化，所以通过检测该强度，能够检测移动镜15的位置。光路修正装置102基于由信号处理部101检测出的2个光路间的光的倾斜，对由固定镜14反射的光的光路进行修正，来修正2个光路间的光的倾斜，其详细情况将后述。在上述的构成中，从参照光源21射出的光(参照光)被光路合成镜22反射，在被反射准直仪12转换成平行光后入射到BS13，在此被分离成2个光束。由BS13分离后的一方的光束被移动镜15反射，另一方的光束被固定镜14反射，分别按原光路返回并在BS13重叠而成为第2干涉光。然后，第2干涉光被反射准直仪16反射并聚光，进而被光路分离镜23反射而入射到第2光检测器24。倾斜修正部100的信号处理部101如上述那样，基于由第2光检测器24检测出的第2干涉光的强度，检测2个光路间的光的倾斜，光路修正装置102基于信号处理部101的检测结果来调整固定镜14的姿势(相对BS13的角度)，对固定镜14的反射光的光路进行修正。通过进行反复修正反射光的光路、检测2个光路间的光的倾斜的反馈控制(参照图22)，最终能够使2个光路间的光的倾斜无限接近零。由此，能够避免由第I光检测器17检测的第I干涉光的对比度降低。〔2.移动镜的驱动机构〕(2-1.整体构成)接下来，对上述驱动机构18的详细情况进行说明。图4是表示驱动机构18的概略构成的立体图，图5是驱动机构18的剖视图。该驱动机构18除了上述的移动镜15以外，还由具有2个板簧部31、32、2个刚体33、34、驱动部35、电压施加部36以及保持部37的平行板簧构成。其中，在图5以及其后的剖视图中，为了方便起见，省略了后述的引出电极53以及固定电极54的图示。此外，如图4所示，驱动机构18在刚体33侧与刚体34侧X方向的宽度不同，这是为了确保引出电极53与固定电极54的形成区域、以及保持部37的形成区域，不会给移动镜15的平行移动造成任何影响。板簧部31、32是隔着刚体33、34相互对置(平行)配置的板簧。这些板簧部31、32例如使用SOI (Silicon on Insulator)基板而形成。用于形成板簧部31的SOI基板通过层叠由硅构成的支承层31a、由氧化硅构成的绝缘氧化膜层(BOX层)31b、由硅构成的活性层31c而构成。同样，用于形成板簧部32的SOI基板也通过层叠由硅构成的支承层32a、绝缘氧化I旲层(BOX层)32b、由娃构成的活性层32c而构成。然后，按照支承层31a、32a为内侦牝活性层31c、32c为外侧的方式，即按照支承层31a、32a位于比活性层31c、32c靠近刚体33,34的位置的方式，对置配置板簧部31、32。其中，以下将板簧部31、32对置的方向也称为Z方向。该Z方向与移动镜15的移动方向相同。支承层31a以及绝缘氧化膜层31b、支承层32a以及绝缘氧化膜层32b分别被部分除去。更详细而言，支承层31a以及绝缘氧化膜层31b与刚体33的对置区域以及与刚体34的对置区域残留，这些以外的部分被除去。其中，支承层31a中的与刚体33的对置区域以及与刚体34的对置区域分别是指在支承层31a中与刚体33直接对置的支承层31 、以及与刚体34直接对置的支承层31a2。另外，绝缘氧化膜层31b中的与刚体33的对置区域以及与刚体34的对置区域分别是指在绝缘氧化膜层31b中隔着支承层31 与刚体33对置的绝缘氧化膜层Slb1、以及隔着支承层31a2与刚体34对置的绝缘氧化膜层31b2。同样，支承层32a以及绝缘氧化膜层32b与刚体33的对置区域以及与刚体34的对置区域残留，这些以外的部分被除去。其中，支承层32a中的与刚体33的对置区域以及与刚体34的对置区域分别是指在支承层32a中与刚体33直接对置的支承层32&1、以及与刚体34直接对置的支承层32a2。另外，绝缘氧化膜层32b中的与刚体33的对置区域以及与刚体34的对置区域分别是指在绝缘氧化膜层32b中隔着支承层32 与刚体33对置的绝缘氧化膜层32b1、以及经由支承层32a2与刚体34对置的绝缘氧化膜层32b2。这样，支承层31a、32a以及绝缘氧化膜层31b、32b被部分除去，结果，活性层31c中的除了与刚体33的对置区域以及与刚体34的对置区域之外的部位与活性层32c中的除了与刚体33的对置区域以及与刚体34的对置区域之外的部位隔着刚体33与刚体34之间的空间直接对置。其中，活性层31c中的与刚体33的对置区域以及与刚体34的对置区域分别是指在活性层31c中 隔着支承层31 以及绝缘氧化膜层Slb1与刚体33对置的活性层31Cl、和隔着支承层31a2以及绝缘氧化膜层31b2与刚体34对置的活性层31c2。另外，活性层32c中的与刚体33的对置区域以及与刚体34的对置区域分别是指在活性层32c中隔着支承层32 以及绝缘氧化膜层32bi与刚体33对置的活性层32Cl、隔着支承层32a2以及绝缘氧化膜层32b2与刚体34对置的活性层32c2。另外，板簧部31、32分别具有平板部31p、32p。平板部31p、32p是板簧部31、32中的隔着刚体33与刚体34之间的空气层对置的平板部分。在此，各平板部31p、32p分别由在除了与刚体33的对置区域(支承层31&1、32&1、绝缘氧化膜层311^321^)以及与刚体34的对置区域(支承层31a2、32a2、绝缘氧化膜层31b2、32b2)之外而从各SOI基板除去了支承层31a、32a以及绝缘氧化膜层31b、32b时，隔着刚体33与刚体34之间的空间而对置的活性层3lc、32c构成。板簧部31的支承层31a中的与刚体33、34的对置区域(支承层31&1、31a2)和刚体33、34分别连结。同样，板簧部32的支承层32a中的与刚体33、34的对置区域(支承层32a1、32a2)和刚体33、34分别连结。刚体33、34在板簧部31、32间被配置成在与它们对置的方向(Z方向)垂直的方向上分离。其中，以下将刚体33、34分离配置的方向、即刚体33、34隔着空气层并列配置的方向也称为Y方向。在此，上述的XYZ各方向相互正交。刚体33与板簧部31 (特别是支承层31 )连结，并且与板簧部32 (特别是支承层32 )连结。同样，刚体34与板簧部31 (特别是支承层31a2)连结，并且与板簧部32 (特别是支承层32a2)连结。另外，刚体33、34两方均由比板簧部31、32的各平板部31p、32p厚的玻璃构成。在本实施方式中，作为上述的玻璃，例如使用了含有氧化钠(Na20)、氧化钾(K2O)的碱性玻璃。在本实施方式中，由于刚体33、34由玻璃构成，板簧部31的支承层31&1、31a2以及板簧部32的支承层32&1、32a2均由硅构成，所以刚体33、34与板簧部31、32例如通过阳极接合而连结。其中，阳极接合是指通过在数百。C的温度下对硅以及玻璃施加数百V的直流电压而产生S1-O的共价键，来使两者直接接合的方法。保持部37是在将驱动机构18固定于干涉仪I时利用固定部件等保持的部分，按照能够上下夹持驱动机构18进行保持的方式，分别设置在位于刚体34的上方以及下方的板簧部31、32的外表面(与刚体33、34侧相反侧的面)的边缘。通过使板簧部31、32的一方产生弯曲变形，驱动部35使刚体33以及移动镜15相对刚体34 (向Z方向)平行移动。在本实施方式中,驱动部35被设置于板簧部31的表面，关于其配置位置的详细内容将后述。另一方面，上述的移动镜15被设置在板簧部31中的刚体33的上方、且与刚体33相反侧的表面。此外,驱动部35以及移动镜15也可以被设置于板簧部32。在此，驱动部35由根据来自后述的电压施加部36的施加电压而伸缩的压电元件(PZT元件)35a构成。如图6所示，该压电元件35a成为利用电极42、43夹持作为压电材料的PZT (锆钛酸铅)41的构造。通过对电极42、43施加正或负的电压，使PZT41沿水平方向伸缩，能够使板簧部31弯曲变形，可使移动镜15与刚体33 —起位移。例如，当通过向电极42、43施加电压使得PZT41沿水平方向延伸时，由于板簧部31变形为向上凸起，所以移动镜15与刚体33 —同向下方位移。另一方面，当通过向电极42、43施加极性与上述相反的电压使得PZT41沿水平方向缩短时，板簧部31变形为向下凸起，移动镜15与刚体33 —同向上方位移。这样，通过对电极42、43施加正或负的电压来使PZT41沿水平方向伸缩，能够使板簧部31弯曲变形，由此可使刚体33以及移动镜15相对刚体34位移。图4所示的电压施加部36用于对压电元件35a施加电压。这样的对压电元件35a施加电压的方式能够通过以下的构成实现。在板簧部31中与设置有压电元件35a的面相同的面，预先形成引出电极53、固定电极54。在形成压电元件35a之前，预先在板簧部31上蒸镀作为引出电极53的金属膜，通过使该金属膜与压电元件35a的下表面的电极43接触，能够将下表面的电极43引出。该引出电极53与电压施加部36引线接合。另外，固定电极54与压电元件35a的上表面的电极42引线接合，还与电压施加部36引线接合。通过该构成，电压施加部36能够经由引出电极53以及固定电极54向压电元件35a施加电压。其中，引出电极53以及固定电极54在板簧部31的表面只要位于容易在刚体34的上方进行引线接合的位置即可，可以形成在任何位置。 (2-2.共振一次模式)
在平行板簧中，存在即使对压电元件施加电压，移动体(例如相当于刚体33、移动镜15)也不平行移动而倾斜移动的情况。可认为其原因在于，基于压电元件的伸缩，仅有一方的板簧部伸缩(变形)，从而导致2个板簧部彼此长度不同。鉴于此，在本实施方式中，着眼于移动体在平行板簧的共振一次模式下平行移动，电压施加部36以与由包含板簧部31、32的一部分和刚体33的系统决定的一次共振频率fQ相同的频率f (= &)，向压电元件35a施加电压。其中，如图6所示，共振一次模式是指例如以在板簧部31中即使通过压电元件35a的伸缩也完全不在Z方向上位移的点A0为节点，距该点的第一个腹(点A1)在自由端的位置成为最大位移那样的振动模式。其中，此时的共振频率fo (Hz)被如下那样表示。
权利要求
1.一种倾斜修正方法，是对分光器中的移动镜的反射光与固定镜的反射光的倾斜误差进行修正的倾斜修正方法，其特征在于，具有: 初始调整工序，该初始调整工序包括:在分光测定前对上述两反射光的初始倾斜误差进行检测并修正的粗调工序、和与上述粗调工序相比更细致地对上述初始倾斜误差进行检测并修正的微调工序；以及 动态校准工序，在分光测定中，对因上述移动镜的移动而产生的上述两反射光的倾斜误差进行检测并修正； 在上述粗调工序中，将激光分离成2份光并导向上述移动镜以及上述固定镜，将一边使上述移动镜移动一边由4分割传感器接收到上述移动镜的反射光与上述固定镜的反射光的干涉光时的各分割元件的输出相加来检测上述干涉光的对比度的变化，并且基于上述对比度的变化来检测上述两反射光的相对倾斜量，对上述初始倾斜误差进行修正， 在上述微调工序中，基于由上述4分割传感器接收到上述两反射光的干涉光时的各分割元件的输出的相位差，来检测上述两反射光的相对倾斜量以及倾斜方向，对上述初始倾斜误差进行修正。
2.根据权利要求1所述的倾斜修正方法，其特征在于， 在上述微调工序中，在按照往复移动上述移动镜的方式进行了驱动时的最大驱动振幅的1/10以下的移动范围内，检测上述两反射光的相对倾斜量以及倾斜方向，对上述初始倾斜误差进行修正。
3.根据权利要求1或2所述的倾斜修正方法，其特征在于， 在上述动态校准工序中，基于由上述4分割传感器接收到上述两反射光的干涉光时的各分割元件的输出，来检测上述两反射光的相对倾斜量以及倾斜方向，对因上述移动镜的移动而产生的上述两反射光的倾斜误差进行修正。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的倾斜修正方法，其特征在于， 分光测定中的上述移动镜的驱动为共振驱动。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的倾斜修正方法，其特征在于， 在上述初始调整工序以及上述动态校准工序中，通过对上述固定镜进行驱动来修正倾斜误差。
6.根据权利要求5所述的倾斜修正方法，其特征在于， 在上述初始调整工序以及上述动态校准工序中，通过上述固定镜的非共振驱动来修正倾斜误差。
7.根据权利要求6所述的倾斜修正方法，其特征在于， 上述固定镜通过压电元件的伸缩而被非共振驱动。
8.根据权利要求4所述的倾斜修正方法，其特征在于， 上述移动镜被使用了平行板簧的驱动机构共振驱动。
9.根据权利要求8所述的倾斜修正方法，其特征在于， 在构成上述平行板簧的2个板簧部的至少一方的表面形成有压电元件， 上述移动镜通过因 上述压电元件的伸缩而引起的上述2个板簧部的共振被共振驱动。
10.根据权利要求8所述的倾斜修正方法，其特征在于， 对上述平行板簧配置有磁铁，线圈与上述磁铁分离配置，通过对流入上述线圈的电流进行控制来使上述2个板簧部共振，从而共振驱动上述移动镜。
全文摘要
在分光测定前的粗调工序中，使移动镜移动(＃11)，将由4分割传感器接收到移动镜的反射光与固定镜的反射光的干涉光时的各分割元件的输出相加，来检测干涉光的对比度的变化(＃12)，并且基于该对比度的变化，检测两反射光的相对倾斜量(＃13)，对初始倾斜误差进行修正(＃14)。另一方面，在分光测定前的微调工序中，基于由4分割传感器接收到两反射光的干涉光时的各分割元件的输出的相位差，检测两反射光的相对倾斜量以及倾斜方向，对初始倾斜误差进行修正。
文档编号G01J3/45GK103180699SQ20118005136
公开日2013年6月26日 申请日期2011年7月26日 优先权日2010年10月25日
发明者原吉宏 申请人:柯尼卡美能达株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
