JPH0161196B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば光学機器において、スキヤ
ナーを所定の座標方向に沿つて直線案内するため
の装置に関するものである。

対象物を走査するために、当の対象物それ自身
または適当なセンサーを、振動方向に直列配置さ
せている２つの同じ長さのうず巻きばね上に取り
付けられる担持部上で固定することは周知であ
る。その際、うず巻きばねの一端は取付面に固定
され、他端は担持部を貫ぬいて接続される（ヒル
デブランド「精密機械の構成要素」第３版、ベル
リン技術出版人民企業、第266頁以下）。

ばねがたわむと、担持部の運動がばね取付面に
平行に生じる。しかし、担持部は取付点のまわり
に円弧を描き、その結果担持部の変位が行なわれ
る（ヒルデブランド「精密機械の構成要素」第３
版、第410頁）。

上記のようなスキヤナーが、たとえば計測点の
捕捉または目盛線の中間線の捕捉に使用される場
合には、スキヤナーが円形状の運動経路をとるの
で不都合な点な生じない。しかし、このような円
形走査移動では、たとえばテレビジヨンシステム
やカメラシステムのような映像再生装置と接続し
て上記のスキヤナーを使用する場合に不利であ
る。この場合、走査から誘導される電気的信号に
よつて対象に忠実な映像をつくり出すことができ
るためには、映像再生電子線または光線も、スキ
ヤナーの振動部が描く対応する円弧上で案内され
ねばならない。しかし、これには非常に経費がか
かるう、信号判読の点で諸々の難点が必然的に生
ずる。

上記のスキヤナーのもう１つの不都合な点は、
機能を妨害する振動が伝動することにある。この
振動は、スキヤナーが振動する際に、すべての運
動部分が同時にかつ同方向に加速することによつ
てまたは遅延することによつて、及び振動数に依
存して生じ短時間に変わる運動方向に起因して発
生する。

従つて、本発明の課題は、スキヤナーが所定の
座標方向に沿つて直線的に案内され、動的な力が
装置へ伝動されないような装置をつくることにあ
る。

この課題を解決するために、互いに反対方向に
作動しかつ共に作用方向に固定して接続される２
つの駆動部をもつ装置が得られる。この２つの駆
動部のうち一方は、ばねに取り付けられるスキヤ
ナー担持部に作用してそれを振動運動させ、もう
一方の駆動部は、同様に振動可能な状態で吊り下
げられる対向物体に作用してそれを振動運動させ
る。その際、対向物体の重量は少なくともスキヤ
ナー担持部の重量とスキヤナーの重量を合わせた
ものにほぼ等しくなるように選ばれる。また、駆
動部によつて生じるスキヤナー担持部と対向物体
の運動が常に対向的であるように駆動部を制御す
る制御部が設けられる。さらに、スキヤナーを横
に変位させるための装置が設けられている。

本発明による装置の特に有利な点は、測定シス
テムを制御部と接続することによつて、運動の大
きさが変えられるということにある。その上、こ
れによつて、振動運動の方向転換中も逐次運動を
行なうことができる。

本発明のよる装置の有利な形成法は、特許請求
の範囲の対象となつている。

次に、本発明による装置の添付の図面を用いて
詳細に説明する。

第１図には、Ｕ字形の担持部１が図示され、そ
の底部部分２には中央を補強した２つの板ばね
３，４が係合している。板ばね３，４は、リンク
四角形の形式に配置され、その先端５，６に２重
Ｚ形のシヤツクル７を担持している。シヤツクル
７の腕８は、その縦のほぼ中央部に補強部９を偏
えている。この補強部は、シヤツクルの先端部分
１２ａに固定される中央を補強される板ばね１３
と共に案内伝動部を形成しかつシヤツクル底部１
０に平行に延びている板ばね１１を受容してい
る。板ばね１１，１３の先端はスキヤナー担持部
１６と接続され、スキヤナー担持部の端１７，１
８は枢着点を越えて突き出ている。スキヤナー担
持部の端１７は、センサー１９を担持し、或はセ
ンサーを固定する場合には走査される対象物を担
持し、一方もう１つの端１８は、シヤツクル底部
１０に取り付けられている第１の駆動部２０と形
状拘束的にまた力拘束的に接続されている。

板ばね１１と１３の長さ及びその枢着点の相対
位置を適当に選択することにより、スキヤナー担
持部１６は、駆動部２０の始動時に制御段３８に
よつて振動し、２重矢印２２で表示される直線上
でセンサー１９を案内する。案内伝動部の振幅の
大きさは、調整可能である。さらに、スキヤナー
担持部１６には、目盛り２３ａをもつ目盛り担持
部２３及びスキヤナー担持部１６に配置される指
針２４によつてその輪郭を示されている変位測定
システムが付設されている。

機能を妨害する振動が生じることを阻止するた
めに、本発明による装置には、力学的な質量平衡
をつくるための部品が装備されている。担持部１
には支持ブリツジ２５が取り付けられ、その中央
部分２６に第２の駆動部２７が配置されている。
ブリツジ２５の延長台脚２８には、中央を補強し
たばね２９，３０から形成される平行四辺形案内
部に対向物体３１が吊り下げられている。この対
向物体３１は、その質量がスキヤナー担持部１６
の重量とセンサー１９の重量を合わせたものに一
致し、第２の駆動部２７と作動結合されている。
第２の駆動部２７は、制御装置２１によつて始動
される。添付の図面には図示されていないが、制
御装置２１，３８内に含まれるスイツチ回路は、
駆動部２０と２７から生じる運動が互いに常に対
向的であるようにそれらを制御する。

対向物体３１の振幅は、駆動部２７上につけら
れる目盛３２及び対向物体３１に固定される指針
３３によつて示されている変位測定システムを介
して調整可能である。

スキヤナー担持部１６の逐次的な送り運動をそ
の振動運動方向に垂直に可能ならしめるために、
担持部１の自由な脚部３４，３５には別の駆動ユ
ニツト３６，３７が取り付けられている。この駆
動ユニツト３６，３７は、リンク四角形を形成し
ている板ばね３，４によつて担持されるシヤツク
ル７の先端１２ａ，１２ｂに作用し、シヤツクル
７をスキヤナー担持部１６の振動に垂直に横運動
させる。

駆動ユニツト３６，３７は、制御装置７４によ
つて始動される。シヤツクル７の横方向の運動の
大きさは、シヤツクルの先端１２ｂに装備される
計器指針２３ｃ及び目盛り担持体２３にある別の
目盛り２３ｂによつてその輪郭を示されている変
位測定システムによつて調整可能である。駆動部
３６，３７の運動は、制御装置７４によつて同方
向に制御される。

シヤツクル７を板ばね３，４に吊り下げること
によつて、その横方向の運動は円弧上に行なわれ
る。センサー１９の走査線２２が横に変位する際
のセンサーの作動範囲を対象場によつて与えられ
る基準位置に合わせるために、本発明による装置
では変位測定システム２３ａ，２４が使用され
る。

さらに、制御装置３８と７４を機能的に接続す
ることによつて、スキヤナー担持部１６がその運
動の一定速度によつて定義される作動範囲を離脱
した場合（振動部の運動転換点）、駆動ユニツト
３６，３７を作動状態にさせることが可能にな
る。

第２図に図示される本発明による装置が第１図
の装置から区別される点は、より密な構造である
こと、スキヤナー担持部１６を直線的に案内して
いる案内伝動部が異なつていることである。

より密な構造は、対向物体３１用の駆動部２７
がＵ字形の担持部１の底部に挿入されかつセンサ
ー１９が案内伝動部の２つの板ばね４４と４５の
間に置かれていることによつて達成されている。

中央を補強された板ばね３，４に枢着されるシ
ヤツクル７は、第２図の装置では、長い腕３９と
短い腕４０を有している。この２つの腕には、階
段状の凹部４１，４２が設けられている。腕３９
の先端４３には、シヤツクル７の底部１０に平行
にかつ腕４０の方向に、上記補強板ばね４４が装
着されている。同じ平面内には、同じ長さの中央
を補強された上記板ばね４５が、短い腕４０の先
端４６に配置されている。板ばね４４と４５の自
由端は、可動状態でスキヤナー担持部４７と接続
され、スキヤナー担持部と共に周知の平行案内伝
動部を形成している。スキヤナー担持部４７は、
センサー１９や受容している。

第１図の説明の際に述べたように、案内伝動部
は駆動部２０によつて振動状態に置かれ、かつそ
の振動の幅は変位測定システム２３ａ，２４によ
つて調整される。動力学的質量均衡、振動方向に
垂直な送り、駆動部２０，２７，３６，３７の横
の送り運動の制御は、第１図の装置と同様に行な
われる。

本発明による装置の特に密な構造を与える案内
伝動部は、第３図に図示される。この案内伝動部
は、平行四辺形状に配置されかつ案内部を形成し
ている中央を補強された長さの等しい４つの板ば
ね４８，４９，５０，５１から構成される。案内
部４８ないし５１は、１つの対角線的並立関係に
おいては、センサー１９が備えられるスキヤナー
担持部５２と対向物体５３を結合し、もう１つの
対角線的並立関係においては、中間担持部５４，
５５を結合している。これらの中間担持部は、そ
れぞれ、担持部１に取り付けられる中央に補強さ
れた板ばね５６，５７で案内されている。中間担
持部５４，５５には、矢印６０，６１で示されて
いるように、常に対向的に作用する駆動部５８，
５９が作用し、一方ではスキヤナー担持部５２お
よび他方では対向物体５３を運動させる。その
際、スキヤナー担持部５２と対向物体５３の運動
は常に対向的である。

スキヤナー担持部の直線案内をスリツト付きダ
イアフラムばね６２，６３を介して行なうことも
可能である。第４図に示される実施例では、縁６
４または６５をもつ２つのダイアフラムばねが、
ここでは円筒形のフレーム６６に挿着されてい
り。その中央部６７，６８は、ダイアフラムばね
６２，６３の両側に突き出ているスキヤナー担持
部６９によつて接続されている。スキヤナー担持
部６９の先端７０は、第４図には図示されていな
いセンサー１９を案内するために使用され、一方
もう一つの突き出ている先端７１は、駆動部７３
の押し棒７２と作動的に接続されている。

第１図及び第２図でその輪郭を示され、説明部
分で取りあげられた変位制限部をもつ変位測定シ
ステム２３ａ，２４，２３ｂ，２３ｃ，３２，３
３、及び所要の制御部２１，３８，７４に対して
は、周知の実施例が存在する。

上記の例として、第５図に原理的に図示されて
いるように、差動変圧器の原理に従つて制御電子
工学を導入した装置、すなわちアルテン社の
LVDTModell 050 DC−Ｄを組込んだ変位測定
誘導受信機７５を取り上げる。この
LVDTModell 050 DC−Ｄは図示されていない
が、発振器、復調器、増幅器を有している。また
外部から電子装置を付加的に接続せずに、変位受
信機７５を駆動させることができる。一次コイル
７６の入力は、ここには図示されていない直流電
圧源から取り出される。二次コイル７７，７８の
出力は、直流電圧の場合移動鉄心７９の各位置に
応じて生じる。移動鉄心７９が中央の位置にある
場合には、電圧は０の値をとる。移動鉄心７９の
変位が最大である場合には、出力も最大値に達す
る。その際、移動鉄心７９の変位と出力電圧は互
いに直線的に比例する。すなわち、変位１／10mm
につき、一定の大きさの電圧変化が生じる。移動
鉄心７９の位置に対して一定の関係にあるこの出
力電圧は、第６図に図示されている極限直制御器
８０またはトリガ回路８１を補助手段として、駆
動部２０，２７，３６，３７の制御に利用され
る。駆動部としては、たとえば第６図に図示され
ているように、大体に於て永久磁石８２と可能コ
イル８３から成るコントロン（Contron）社の可
動コイル式振動部を使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスキヤナー担持部を直線的に案内し、
かつ同じ側に係合している案内伝動部をもつ装置
の図、第２図はスキヤナー担持部を直線的に案内
し、かつ異なる側に係合している案内伝動部をも
つ装置の図、第３図は案内伝動部の特殊な実施例
を示す図、第４図はダイアフラムばねを介して直
線的に案内されるスキヤナー担持部の斜視図、第
５図は変位測定受信機を原理的に示した略図、第
６図は変位制限器をもつ変位測定システムの構成
図である。 １９……スキヤナー、１６，４７，５２，６９
……スキヤナー担持部、３１，５３……対向物
体、２０，２７，５８，５９……駆動部、２１，
３８……制御装置、１１，１３，４４，４５，５
６，５７……板ばね、５４，５５……中間担持
部、６２，６３……ダイアフラムばね、２３ａ，
２４，２３ｂ，２３ｃ，３２，３３……変位測定
システム、３，４，７，３６，３７，７４……走
査線の横の変位を可能にする装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スキヤナーを所定の座標方向に沿つて直線的
   に案内する装置に於て、 (a) 装置が、互いに対向方向に作用しかつ互いに
   固定して接続される駆動部２０，２７；５８，
   ５９を有し、この駆動部の１つ２０が、弾性的
   に装着されるスキヤナー担持部１６，４７，５
   ２に作用してこれを振動運動させ、一方別の駆
   動部２７が、同様に振動可能な状態で吊り下げ
   られる対向物体３１，５３に作用してこれを振
   動運動させること、 (b) 対向物体３１，５３の重量が、少なくとも、
   スキヤナー担持部１６，４７，５２の重量とス
   キヤナー１９の重量を合わせたものにほぼ等し
   くなるように選ばれていること、 (c) 駆動部２０，２７；５８，５９を、それによ
   つて生じるスキヤナー担持部１６，４７，５２
   と対向物体３１，５３の運動が常に互いに対向
   的であるように制御する制御部２１，３８が設
   けられていること、そして (d) スキヤナー１９の走査線の横の変位を可能に
   するための装置３，４，７，３６，３７，５
   ６，５７，７４が設けられていること を特徴とする装置。 ２ スキヤナー担持部１６，４７，５２，６９を
   案内するために、案内伝動部１１，１３，７，１
   ６；４４，４５，７，４７；４８−５５，６２，
   ６３が設けられていることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 案内伝動部が、スキヤナー担持部４７の対向
   側面に係合している同じ長さの２つの案内杆４
   ４，４５を有していることを特徴とする、特許請
   求の範囲第２項に記載の装置。 ４ 案内伝動部が、スキヤナー担持部１６の同じ
   側で係合している長さの異なる２つの案内杆１
   １，１３を有していることを特徴とする、特許請
   求の範囲第２項に記載の装置。 ５ 案内伝動部が、平行四辺形状に配置されてい
   る同じ長さの４つの案内杆４８−５１を有し、一
   方でこれら案内杆４８−５１が、対角線的並立関
   係に於て、スキヤナー担持部５２とスキヤナー１
   ９または対向物体５３を結合し、及び別の対角線
   の方向には２つの中間担持部５４，５５を互いに
   結合し、またこれらの中間担持部５４，５５に、
   互いに対向的に作用する駆動部５８，５９が係合
   していることを特徴とする、特許請求の範囲第２
   項に記載の装置。 ６ 案内杆装置を装着するために、別の２つの案
   内杆５６，５７が設けられ、そのそれぞれが一方
   では固定点に、他方では中間担持部５４，５５に
   係合していることを特徴とする、特許請求の範囲
   第５項に記載の装置。 ７ スキヤナー担持部６９を案内するために、あ
   る間隔で互いに平行に配置されるダイアフラムば
   ね６２，６３が設けられていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ８ スキヤナー１９のスキヤナー担持部１６，４
   ７，５２，６９に変位測定システム２３ａ，２４
   が付設されていることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項ないし第７項のいずれか１つに記載の
   装置。 ９ 走査線の横の変位を可能にするための装置
   ３，４，７，３６，３７，７４に変位測定システ
   ム２３ｂ，２３ｃが付設されていることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項に記載の装置。 １０ 対向物体３１に作用する駆動部２７に変位
   測定システム３２，３３が付設されていることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の装
   置。 １１ スキヤナー担持部１６，４７に付設される
   変位測定装置２３ａ，２４が、制限装置を使用し
   て走査線を横に変位させる際のスキヤナー１９の
   作動範囲を対象場によつて与えられる基準位置に
   適合させる制御装置３８の構成要素であることを
   特徴とする、特許請求の範囲第８項に記載の装
   置。 １２ 制御装置２１，３８が、スキヤナー担持部
   １６，４７，５２，６９及び対向物体３１，５３
   の振動運動の直線化のための電気回路を有してい
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項と第
   １１項のいずれか１つに記載の装置。 １３ スキヤナー担持部１６，４７，５２，６９
   がその運動の一定速度によつて定義される作動範
   囲を離脱するごとに、スキヤナー１９の走査線を
   に変位させるための装置３，４，７，３６，３
   ７，７４を確実に作動させる別の制御部が設けら
   れていることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項と第８項のいずれか１つに記載の装置。