(57)【要約】【課題】  回転体の回転軸が鉛直ではなく、しかも回転体の重心が回転軸上には無い場合に、回転体の回転を正確に制御する。【解決手段】  回折格子等の回転体の回転を制御する回転制御装置１０であって、回転のための動力を生成するＤＣモータ１２と、回転体の回転角度を検出するエンコーダセンサ１４と、回転体の回転角度を指令角度にあわせるために、指令角度と検出された回転角度との差分（減算器１８２が出力する）に基づき、ＤＣモータ１２の生成するトルクを駆動電流により決定するPID制御部１８４と、PID制御部１８４により決定されたトルクをＤＣモータ１２が生成することにより回転体が実際に回転する角度と差分との間の誤差に基づき、ＤＣモータ１２の生成するトルクを駆動電流により決定するイナーシャ偏り補正部１８５とを備える。【選択図】  図３
2005337859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転を制御する回転制御装置であって、
前記回転のための動力を生成する回転動力源と、
前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記回転体の回転角度を指令角度にあわせるために、前記指令角度と検出された前記回転角度との差分に基づき、前記回転動力源の生成する前記動力を決定する第一動力決定手段と、
前記第一動力決定手段により決定された前記動力を前記回転動力源が生成することにより前記回転体が回転する角度と前記差分との間の誤差に基づき、前記回転動力源の生成する前記動力を決定する第二動力決定手段と、
を備えた回転制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転制御装置であって、
前記第一動力決定手段により決定された動力と前記第二動力決定手段により決定された動力との合計を、前記回転動力源が生成する、
回転制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転制御装置であって、
前記誤差は、回転軸の方向が鉛直方向ではなく、しかも前記回転体の重心が前記回転軸上に無いことにより生じるものである、
回転制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の回転制御装置であって、
前記第二動力決定手段を使用せずに、前記第一動力決定手段により決定された前記動力を前記回転動力源が生成することにより前記回転体が回転する角度を測定することにより前記誤差を求めておく、
回転制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の回転制御装置であって、
前記回転体の角速度を一定に保ちながら回転させるように、前記第一動力決定手段により前記動力が決定される、
回転制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の回転制御装置であって、
前記第一動力決定手段がPID制御を行なう、
回転制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の回転制御装置を備え、
前記回転体は回折格子である、
光測定装置。
【請求項８】
回転体の回転を制御する回転制御方法であって、
回転動力源が、前記回転のための動力を生成する回転動力生成工程と、
回転角度検出手段が、前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出工程と、
第一動力決定手段が、前記回転体の回転角度を指令角度にあわせるために、前記指令角度と検出された前記回転角度との差分に基づき、前記回転動力源の生成する前記動力を決定する第一動力決定工程と、
第二動力決定手段が、前記第一動力決定手段により決定された前記動力を前記回転動力源が生成することにより前記回転体が回転する角度と前記差分との間の誤差に基づき、前記回転動力源の生成する前記動力を決定する第二動力決定工程と、
を備えた回転制御方法。
【請求項９】
回転体の回転を制御する回転制御装置であって、前記回転のための動力を生成する回転動力源と、前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出手段とを有する回転制御装置における回転制御処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記回転体の回転角度を指令角度にあわせるために、前記指令角度と検出された前記回転角度との差分に基づき、前記回転動力源の生成する前記動力を決定する第一動力決定処理と、
前記第一動力決定処理により決定された前記動力を前記回転動力源が生成することにより前記回転体が回転する角度と前記差分との間の誤差に基づき、前記回転動力源の生成する前記動力を決定する第二動力決定処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
回転体の回転を制御する回転制御装置であって、前記回転のための動力を生成する回転動力源と、前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出手段とを有する回転制御装置における回転制御処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、
前記回転体の回転角度を指令角度にあわせるために、前記指令角度と検出された前記回転角度との差分に基づき、前記回転動力源の生成する前記動力を決定する第一動力決定処理と、
前記第一動力決定処理により決定された前記動力を前記回転動力源が生成することにより前記回転体が回転する角度と前記差分との間の誤差に基づき、前記回転動力源の生成する前記動力を決定する第二動力決定処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スペクトラムアナライザに使用される回折格子等の回転の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光スペクトラムアナライザにより光の波長スペクトルを測定することが行なわれている（特許文献１参照）。光スペクトラムアナライザに被測定光が与えられると、被測定光は回折格子に入射される。回折格子は被測定光を回折して、光検出器に与える。光検出器は、回折された被測定光を検出する。このとき、回折格子を鉛直な回転軸を中心として回転させる。この回転の制御は、例えば、PID制御により行なわれる。この場合、回折格子の回転角度にかかわらず、回折格子に働く重力により回転軸回りに発生するモーメントは一定（すなわち、０）となる。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２９２０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、回折格子を水平な回転軸を中心として回転させ、しかも回折格子の重心が回転軸上には無い場合、回折格子に働く重力により回転軸回りに発生するモーメントは、回折格子の回転角度により変化する。よって、PID制御により回折格子の回転を制御した場合、重力によるモーメントを考慮していないため、回折格子の回転を正確に制御し難い。
【０００５】
そこで、本発明は、光スペクトラムアナライザに使用される回折格子等の回転体の回転軸が鉛直ではなく、しかも回転体の重心が回転軸上には無い場合に、回転体の回転を正確に制御することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、回転体の回転を制御する回転制御装置であって、回転のための動力を生成する回転動力源と、回転体の回転角度を検出する回転角度検出手段と、回転体の回転角度を指令角度にあわせるために、指令角度と検出された回転角度との差分に基づき、回転動力源の生成する動力を決定する第一動力決定手段と、第一動力決定手段により決定された動力を回転動力源が生成することにより回転体が回転する角度と差分との間の誤差に基づき、回転動力源の生成する動力を決定する第二動力決定手段とを備えるように構成される。
【０００７】
上記のように構成された発明によれば、回転体の回転を制御する回転制御装置が提供される。回転動力源は、回転のための動力を生成する。回転角度検出手段は、回転体の回転角度を検出する。第一動力決定手段は、回転体の回転角度を指令角度にあわせるために、指令角度と検出された回転角度との差分に基づき、回転動力源の生成する動力を決定する。第二動力決定手段は、第一動力決定手段により決定された動力を回転動力源が生成することにより回転体が回転する角度と差分との間の誤差に基づき、回転動力源の生成する動力を決定する。
【０００８】
また、本発明は、第一動力決定手段により決定された動力と第二動力決定手段により決定された動力との合計を、回転動力源が生成するようにしてもよい。
【０００９】
また、本発明は、誤差が、回転軸の方向が鉛直方向ではなく、しかも回転体の重心が回転軸上に無いことにより生じるものであってもよい。
【００１０】
また、本発明は、第二動力決定手段を使用せずに、第一動力決定手段により決定された動力を回転動力源が生成することにより回転体が回転する角度を測定することにより誤差を求めておくようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明は、回転体の角速度を一定に保ちながら回転させるように、第一動力決定手段により動力が決定されるようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明は、第一動力決定手段がPID制御を行なうようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明は、上記のようなの回転制御装置を備え、回転体は回折格子である光測定装置であってもよい。
【００１４】
また、本発明は、回転体の回転を制御する回転制御方法であって、回転動力源が、回転のための動力を生成する回転動力生成工程と、回転角度検出手段が、回転体の回転角度を検出する回転角度検出工程と、第一動力決定手段が、回転体の回転角度を指令角度にあわせるために、指令角度と検出された回転角度との差分に基づき、回転動力源の生成する動力を決定する第一動力決定工程と、第二動力決定手段が、第一動力決定手段により決定された動力を回転動力源が生成することにより回転体が回転する角度と差分との間の誤差に基づき、回転動力源の生成する動力を決定する第二動力決定工程とを備えるようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明は、回転体の回転を制御する回転制御装置であって、回転のための動力を生成する回転動力源と、回転体の回転角度を検出する回転角度検出手段とを有する回転制御装置における回転制御処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、回転体の回転角度を指令角度にあわせるために、指令角度と検出された回転角度との差分に基づき、回転動力源の生成する動力を決定する第一動力決定処理と、第一動力決定処理により決定された動力を回転動力源が生成することにより回転体が回転する角度と差分との間の誤差に基づき、回転動力源の生成する動力を決定する第二動力決定処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００１６】
また、本発明は、回転体の回転を制御する回転制御装置であって、回転のための動力を生成する回転動力源と、回転体の回転角度を検出する回転角度検出手段とを有する回転制御装置における回転制御処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、回転体の回転角度を指令角度にあわせるために、指令角度と検出された回転角度との差分に基づき、回転動力源の生成する動力を決定する第一動力決定処理と、第一動力決定処理により決定された動力を回転動力源が生成することにより回転体が回転する角度と差分との間の誤差に基づき、回転動力源の生成する動力を決定する第二動力決定処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態にかかる光スペクトラムアナライザ（光測定装置）１の構成を示す図である。光スペクトラムアナライザ１は、光ファイバ２、回折格子４、光検出器６を備える。光スペクトラムアナライザ１は、被測定光の波長スペクトルを測定する。
【００１９】
光ファイバ２は被測定光を出射し、図示省略された光学系を介して、直方体の回折格子４に与える。回折格子４は被測定光を回折して、図示省略された光学系を介して、光検出器６に与える。なお、回折格子４を水平な回転軸Ａを中心として回転させる。また、回折格子４の重心は回転軸Ａ上にあることが望ましいが、実際には回転軸Ａからずれてしまう。この回転により、被測定光の中で測定対象とする波長成分のみを光検出器６に与えることができる。なお、図１においては、回折格子４の回転を制御する回転制御装置を図示省略している。光検出器６は、回折された被測定光を検出する。これにより、被測定光の波長スペクトルを測定することができる。
【００２０】
図２は、回折格子４の回転を制御する回転制御装置１０の構成を示す機能ブロック図である。回転制御装置１０は、ＤＣモータ（回転動力源）１２、エンコーダセンサ（回転角度検出手段）１４、指令角度記録部１６、電流決定部１８を備える。なお、光スペクトラムアナライザ１は回転制御装置１０を備える。
【００２１】
ＤＣモータ（回転動力源）１２は、回折格子４の回転のための動力を生成する。具体的には、回折格子４の回転軸Ａを回転させることにより、回折格子４を水平な回転軸Ａを中心として回転させる。
【００２２】
エンコーダセンサ（回転角度検出手段）１４は、回転軸Ａの回転角度を検出することにより、回折格子４の回転角度を検出する。
【００２３】
指令角度記録部１６は、回折格子４の回転角度のあるべき値である指令角度を記録する。例えば、所定時間ごとに所定角度だけ変化させた指令角度を記録しておき、回折格子４の回転速度を一定に保つことができる。
【００２４】
電流決定部１８は、エンコーダセンサ１４が検出した回転角度および指令角度記録部１６に記録された指令角度を取得する。そして、取得した回転角度および指令角度に基づき、回折格子４の回転角度を指令角度にあわせるように、ＤＣモータ１２の駆動電流を決定し、ＤＣモータ１２に与える。ＤＣモータ１２の生成するトルク（動力）は、駆動電流により決定される。
【００２５】
図３は、電流決定部１８の構成を示す機能ブロック図である。電流決定部１８は、減算器１８２、PID制御部（第一動力決定手段）１８４、イナーシャ偏り補正部（第二動力決定手段）１８５、加算器１８６、リミッタ１８８を備える。
【００２６】
減算器１８２は、指令角度記録部１６に記録された指令角度から、エンコーダセンサ１４が検出した回転角度を減算して出力する。
【００２７】
PID制御部（第一動力決定手段）１８４は、周知のPID制御法にしたがい、減算器１８２の出力に基づき、ＤＣモータ１２の駆動電流を決定する。駆動電流を決定することにより、ＤＣモータ１２の生成する動力（トルク）を決定することができる。PID制御部１８４より、回折格子４の回転角度を指令角度にあわせることができる。ただし、回折格子４の重心が回転軸Ａからずれているので、正確にはあわない。なお、PID制御は、Proportional（比例）、Integral（積分）およびDifferential（微分）の三要素の組み合わせにより制御を行なうものである。
【００２８】
図４は、PID制御部１８４の構成を示す機能ブロック図である。PID制御部１８４は、リミッタ１８４ａ、フリクション演算部１８４ｂ、アンプ１８４ｃ、加算器１８４ｄ、時間遅れ要素１８４ｅ、リミッタ１８４ｆ、アンプ１８４ｇ、減算器１８４ｈ、時間遅れ要素１８４ｉ、リミッタ１８４ｊ、アンプ１８４ｋ、加算器１８４ｍを備える。
【００２９】
図５は、リミッタ１８４ａの特性を示す図である。入力が所定範囲内であれば、出力が入力に比例する。入力が所定範囲外になると、出力が一定値をとる。詳しくは、一定値は、入力が所定範囲内における出力の最大値あるいは最小値である。リミッタ１８４ａは、減算器１８２の出力を受けて、上記のような操作を施して出力する。
【００３０】
図６は、フリクション演算部１８４ｂの特性を示す図である。入力が所定範囲内であれば、出力が０である。入力が所定範囲外になると、出力が直線的に増加あるいは減少する。フリクション演算部１８４ｂは、リミッタ１８４ａの出力を受けて、上記のような操作を施して出力する。
【００３１】
アンプ１８４ｃは、フリクション演算部１８４ｂの出力を受けて増幅する。なお、リミッタ１８４ａ、フリクション演算部１８４ｂおよびアンプ１８４ｃにより、PID制御のうちの比例要素が実現される。
【００３２】
加算器１８４ｄは、フリクション演算部１８４ｂの出力および時間遅れ要素１８４ｅの出力を加算して出力する。
【００３３】
時間遅れ要素１８４ｅは、加算器１８４ｄの出力を所定時間遅らせてから出力する。
【００３４】
リミッタ１８４ｆは、リミッタ１８４ａと同様の特性を有する。リミッタ１８４ｆは、加算器１８４ｄの出力を受けて、上記のような操作を施して出力する。
【００３５】
アンプ１８４ｇは、リミッタ１８４ｆの出力を受けて増幅する。なお、加算器１８４ｄ、時間遅れ要素１８４ｅ、リミッタ１８４ｆおよびアンプ１８４ｇにより、PID制御のうちの積分要素が実現される。
【００３６】
減算器１８４ｈは、フリクション演算部１８４ｂの出力から時間遅れ要素１８４ｅの出力を減算して出力する。
【００３７】
時間遅れ要素１８４ｉは、減算器１８４ｈの出力を所定時間遅らせてから出力する。
【００３８】
リミッタ１８４ｊは、リミッタ１８４ａと同様の特性を有する。リミッタ１８４ｊは、減算器１８４ｈの出力を受けて、上記のような操作を施して出力する。
【００３９】
アンプ１８４ｋは、リミッタ１８４ｊの出力を受けて増幅する。なお、加算器１８４ｄ、減算器１８４ｈ、時間遅れ要素１８４ｉ、リミッタ１８４ｊおよびアンプ１８４ｋにより、PID制御のうちの微分要素が実現される。
【００４０】
加算器１８４ｍは、アンプ１８４ｃ、アンプ１８４ｇおよびアンプ１８４ｋの出力を加算する。加算器１８４ｍの出力が、PID制御部１８４の出力となる。
【００４１】
加算器１８４ｍの出力をＤＣモータ１２の駆動電流とすることにより、回折格子４の回転角度をPID制御によって指令角度にあわせることができるはずである。しかし、回折格子４の重心が水平な回転軸Ａからずれているので、正確にはあわない。
【００４２】
図７は、PID制御によっては、回折格子４の回転角度を指令角度には正確にはあわせられないという現象を説明するための図である。
【００４３】
図７（ａ）に回転角度θ＝０°のときの回折格子４を示す。回折格子４の重心Ｇは、回転軸Ａから真下にｒだけずれているとする。回折格子４は直方体なので、このような単純な近似が可能である。また、回折格子４の質量をｍ、重力加速度をｇとする。ここで、θ＝０°から、所定の微小な角度Δθだけ時計回りに回折格子４を回転させるとした場合、必要なエネルギをＥ１とする。
【００４４】
図７（ｂ）に回転角度θ＝９０°（時計回り）のときの回折格子４を示す。ここで、θ＝９０°から、所定の微小な角度Δθだけ時計回りに回折格子４を回転させるとした場合、必要なエネルギをＥ２とする。回折格子４の重量により、回転軸Ａ回りに反時計方向にｍｇｒのトルクが発生するので、このトルクの分だけよけいにエネルギが必要となるため、Ｅ２＞Ｅ１となる。もし、エネルギをＥ１だけしか与えなければ、Δθよりも小さな角度しか回転しない。
【００４５】
図７（ｃ）に回転角度θ＝１８０°（時計回り）のときの回折格子４を示す。ここで、θ＝１８０°から、所定の微小な角度Δθだけ時計回りに回折格子４を回転させるとした場合、必要なエネルギをＥ３とする。回折格子４の重量により、回転軸Ａ回りに発生するトルク＝０であるため、Ｅ３＝Ｅ１となる。
【００４６】
図７（ｄ）に回転角度θ＝２７０°（時計回り）のときの回折格子４を示す。ここで、θ＝２７０°から、所定の微小な角度Δθだけ時計回りに回折格子４を回転させるとした場合、必要なエネルギをＥ４とする。回折格子４の重量により、回転軸Ａ回りに時計方向にｍｇｒのトルクが発生するので、このトルクの分だけよけいにエネルギが多くなるため、Ｅ４＜Ｅ１となる。もし、エネルギをＥ１だけ与えれば、Δθよりも大きな角度回転しまう。
【００４７】
図８は、PID制御を行なった場合における、重心Ｇの偏りが無い場合の回折格子４の角速度（図８（ａ））、重心Ｇの偏りが有る場合の回折格子４の角速度（図８（ｂ））を示す図である。
【００４８】
図８（ａ）に示すように、重心Ｇの偏りが無い場合は、PID制御を行なえば角速度を行一定値ω０に保つことができる。しかし、重心Ｇの偏りが有る場合は、図８（ｂ）に示すように、PID制御を行なっても、角速度を一定値ω０に保つことができない。すなわち、回転角度θ＝０°〜１８０°においては、回折格子４の重量により、回転軸Ａ回りに反時計方向にｍｇｒ・sinθのトルクが発生するので（図７（ｂ）参照）、時計回りの角速度は小さくなる。一方、回転角度θ＝１８０°〜３６０°においては、回折格子４の重量により、回転軸Ａ回りに時計方向にｍｇｒ・sinθのトルクが発生するので（図７（ｄ）参照）、時計回りの角速度は大きくなる。よって、回折格子４の角速度は、ほぼ正弦波を描くことになるので、正弦波により近似できる。
【００４９】
すなわち、重心Ｇの偏りが無い場合は、PID制御部１８４により決定された駆動電流によりＤＣモータ１２が生成するトルクによって回折格子４が回転する角度Δθ’は、減算器１８２の出力する差分Δθ（＝指令角度−回転角度）と一致する。しかし、重心Ｇの偏りが有る場合は、Δθ’はΔθと一致せず誤差（＝Δθ’−Δθ）が生じる。このように、見かけ上、回折格子４のイナーシャが回転角度θに依存して変化しまう。このような現象をイナーシャ偏りという。
【００５０】
イナーシャ偏り補正部（第二動力決定手段）１８５は、誤差（＝Δθ’−Δθ）に基づき、ＤＣモータ１２の駆動電流を決定する。駆動電流を決定することにより、ＤＣモータ１２の生成する動力（トルク）を決定することができる。これにより、回折格子４のイナーシャ偏りを補正する。具体的には、回転角度θ＝０°〜１８０°においては、誤差が負であるため、駆動電流Iを大きくする。回転角度θ＝１８０°〜３６０°においては、誤差が正であるため、駆動電流Iを小さくする。
【００５１】
図９は、回転角度θに対応づけられた駆動電流Iを示す図である。駆動電流Iは正弦波を描くことになる。図８（ｂ）に示す角速度がほぼ正弦波を描いているからである。ただし、図９に示す正弦波の位相は、図８（ｂ）に示す正弦波の位相から１８０°ずれている。すなわち、位相が反転している。
【００５２】
図１０は、イナーシャ偏り補正部１８５の構成を示す機能ブロック図である。イナーシャ偏り補正部１８５は、θ−I変換部１８５ａ、アンプ１８５ｂを有する。θ−I変換部１８５ａは、図９に示すような回転角度θと駆動電流Iとの対応関係を記録している。θ−I変換部１８５ａは、エンコーダセンサ１４が検出した回転角度θを受け、それに対応する駆動電流Ｉを出力する。なお、θ−I変換部１８５ａにより駆動電流Ｉを出力させるかわりに、駆動電流Ｉを所定比率で割ったものを出力させるとよい。この場合、アンプ１８５ｂは、θ−I変換部１８５ａの出力に所定比率を乗じて増幅する。アンプ１８５ｂの出力が、イナーシャ偏り補正部１８５の出力となる。
【００５３】
加算器１８６は、PID制御部１８４の出力およびイナーシャ偏り補正部１８５の出力を加算する。PID制御部１８４の出力だけであれば、図８（ｂ）に示すように角速度に変動が生じる。しかし、イナーシャ偏り補正部１８５の出力も加算されているので、図８（ａ）に示すように角速度を一定にできる。
【００５４】
リミッタ１８８は、図５に示すような特性を有する。リミッタ１８８は、加算器１８６の出力を受けて、図５に示すような操作を施して出力する。
【００５５】
次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
【００５６】
図１１は、本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。まず、θ−I変換部１８５ａが記録する回転角度θと駆動電流Iとの対応関係（「θ−I変換テーブル」という）を決定する（Ｓ１０）。決定されたθ−I変換テーブルは、θ−I変換部１８５ａに記録される。θ−I変換テーブルは、例えば、ある値の回転角度θに対応する駆動電流Iの値が記録されている。ここまでは、光スペクトラムアナライザ１を使用する前に行なっておく。
【００５７】
次に、イナーシャ偏り補正部１８５によりイナーシャ偏りを補正する（Ｓ２０）。まず、減算器１８２が、指令角度記録部１６に記録された指令角度から、エンコーダセンサ１４が検出した回転角度を減算して出力する。PID制御部１８４は、周知のPID制御法にしたがい、減算器１８２の出力に基づき、ＤＣモータ１２の駆動電流を決定する。これにより、ＤＣモータ１２の生成する動力（トルク）を決定することができ、回折格子４の回転角度を指令角度にほぼあわせることができる。
【００５８】
しかし、PID制御だけではイナーシャ偏りを補正できない。そこで、イナーシャ偏り補正部１８５は、エンコーダセンサ１４が検出した回転角度θを受け、それに対応する駆動電流Iを出力する。すなわち、回転角度θに応じて定まる誤差（＝Δθ’−Δθ）を解消するための駆動電流Iを出力する。加算器１８６により、この駆動電流ＩがPID制御部１８４の出力に加算されるため、イナーシャ偏りを補正できる。
【００５９】
図１２は、θ−I変換テーブルの決定（Ｓ１０）の手順を示すフローチャートである。
【００６０】
まず、イナーシャ偏り補正部１８５を使用しないで、PID制御部１８４により、回折格子４を等速回転させようとする（Ｓ１０２）。これは、以下のように表現できる。まず、回折格子４の回転角度θを、所定時間Δｔ経過後に、指令角度θ＋ΔθとするようにPID制御部１８４が制御しているものとする。ここで、角速度＝Δθ／Δｔであり、Δθ／Δｔが一定であるようにされている。
【００６１】
そして、エンコーダセンサ１４により、回折格子４の回転角度を検出する（Ｓ１０４）。例えば、回折格子４の回転角度θが、所定時間Δｔ経過後に、回転角度θ＋Δθ’となっていることを検出する。
【００６２】
次に、エンコーダセンサ１４が検出した回転角度θ＋Δθ’から指令角度θ＋Δθを減算する（Ｓ１０６）。減算結果は、（θ＋Δθ’）−（θ＋Δθ）＝Δθ’−Δθ＝誤差となる。ここで、Δθ／Δｔが一定であり、Δｔも一定であるので、Δθは一定である。よって、エンコーダセンサ１４からΔθ’を取得すれば、Δθ’を取得するごとにΔθを取得する必要もないので、誤差を求める労力を軽減できる。
【００６３】
この誤差（＝Δθ’−Δθ）を、PID制御部１８４を行なう前の回折格子４の回転角度θに対応づける（Ｓ１０８）。図１３は、誤差（＝Δθ’−Δθ）と回転角度θとを対応づけたグラフである。回転角度θ＝０°〜１８０°においては、回折格子４の重量により、回転軸Ａ回りに反時計方向にｍｇｒ・sinθのトルクが発生するので（図７（ｂ）参照）、誤差が負となる。一方、回転角度θ＝１８０°〜３６０°においては、回折格子４の重量により、回転軸Ａ回りに時計方向にｍｇｒ・sinθのトルクが発生するので（図７（ｄ）参照）、誤差が正となる。よって、誤差（＝Δθ’−Δθ）はほぼ正弦波を描くことになる。そこで、誤差（＝Δθ’−Δθ）と回転角度θとの対応関係を、最小二乗法により、正弦波に近似する。これにより、正弦波のオフセット値、振幅、位相オフセット値を求めることができる。誤差 = Asin(θ+θ0)+Bとすれば、オフセット値 = B、振幅 = A、位相オフセット値 = θ0となる。なお、図１３においては、オフセット値を０とし、位相オフセット値も０°としている。
【００６４】
さらに、誤差（＝Δθ’−Δθ）と回転角度θとを対応づけた結果に基づき、回転角度θに対応づけて補正角度を決定する（Ｓ１１０）。補正角度は、誤差の符号を反転したものであり、補正角度＋誤差＝０である。図１４は、補正角度と回転角度θとを対応づけたグラフである。イナーシャ偏り補正部１８５がＤＣモータ１２を補正角度だけ回転させるようにすれば、PID制御部１８４により生じた誤差を解消できることになる。
【００６５】
最後に、補正角度からイナーシャ偏り補正部１８５が出力する駆動電流Ｉを決定する（Ｓ１１２）。駆動電流Ｉと回転角度θとを対応づけたグラフは、図９に示すようなものである。駆動電流Ｉは、補正角度に定数を乗じて決めればよい。よって、駆動電流Ｉもまた補正角度と同様に正弦波を描く。
【００６６】
本発明の実施形態によれば、PID制御部（第一動力決定手段）１８４は、周知のPID制御法にしたがい、減算器１８２の出力（＝指令角度−回転角度）に基づき、回折格子４の回転角度を指令角度にあわせるように、ＤＣモータ１２の駆動電流を決定する。これにより、ＤＣモータ１２の生成する動力（トルク）を決定することができる。この際、回折格子４の重心が水平な回転軸Ａからずれているため、イナーシャ偏りが生じるので、回折格子４の回転角度が正確には指令角度にあわず、誤差（＝Δθ’−Δθ）が生じる。
【００６７】
しかし、本発明の実施形態によれば、イナーシャ偏り補正部１８５が、回転角度θに応じて定まる誤差（＝Δθ’−Δθ）を解消するための駆動電流Iを出力する。加算器１８６により、この駆動電流ＩがPID制御部１８４の出力に加算されてから、ＤＣモータ１２に駆動電流として与えられるため、イナーシャ偏りを補正できる。
【００６８】
しかも、本発明の実施形態によれば、イナーシャ偏り補正部１８５を使用しないで、PID制御部１８４により、回折格子４を等速回転させようとし（Ｓ１０２）、そのときの回折格子４の回転角度を検出する（Ｓ１０４）ことにより、誤差（＝Δθ’−Δθ）求めておく。このとき、Δθは一定であるため、誤差を求めるためにはΔθ’を測定すればよく、誤差を求める労力を軽減できる。
【００６９】
また、上記の実施形態は、以下のようにして実現できる。ＣＰＵ、ハードディスク、メディア（フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど）読み取り装置を備えたコンピュータのメディア読み取り装置に、上記の各部分（例えば、PID制御部１８４およびイナーシャ偏り補正部１８５）を実現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、ハードディスクにインストールする。このような方法でも、上記の機能を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態にかかる光スペクトラムアナライザ（光測定装置）１の構成を示す図である。
【図２】回折格子４の回転を制御する回転制御装置１０の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】電流決定部１８の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】PID制御部１８４の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】リミッタ１８４ａの特性を示す図である。
【図６】フリクション演算部１８４ｂの特性を示す図である。
【図７】PID制御によっては、回折格子４の回転角度を指令角度には正確にはあわせられないという現象を説明するための図である。
【図８】PID制御を行なった場合における、重心Ｇの偏りが無い場合の回折格子４の角速度（図８（ａ））、重心Ｇの偏りが有る場合の回折格子４の角速度（図８（ｂ））を示す図である。
【図９】回転角度θに対応づけられた駆動電流Iを示す図である。
【図１０】イナーシャ偏り補正部１８５の構成を示す機能ブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１２】θ−I変換テーブルの決定（Ｓ１０）の手順を示すフローチャートである。
【図１３】誤差（＝Δθ’−Δθ）と回転角度θとを対応づけたグラフである。
【図１４】補正角度と回転角度θとを対応づけたグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
１  光スペクトラムアナライザ（光測定装置）
４  回折格子
Ａ  回転軸
Ｇ  重心
１０  回転制御装置
１２  ＤＣモータ（回転動力源）
１４  エンコーダセンサ（回転角度検出手段）
１６  指令角度記録部
１８  電流決定部
１８２  減算器
１８４  PID制御部（第一動力決定手段）
１８５  イナーシャ偏り補正部（第二動力決定手段）
１８５ａ  θ−I変換部
１８６  加算器
１８８  リミッタ
【図１】
2005337859.tif 000003
【図２】
2005337859.tif 000004
【図３】
2005337859.tif 000005
【図４】
2005337859.tif 000006
【図５】
2005337859.tif 000007
【図６】
2005337859.tif 000008
【図７】
2005337859.tif 000009
【図８】
2005337859.tif 000010
【図９】
2005337859.tif 000011
【図１０】
2005337859.tif 000012
【図１１】
2005337859.tif 000013
【図１２】
2005337859.tif 000014
【図１３】
2005337859.tif 000015
【図１４】
2005337859.tif 000016