JPS5843422A - スキヤナ−直線案内装置 - Google Patents

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】 本発明は、たとえば光学機器、において、スキャナーを
所定の座標方向に縞っ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１当の対象物それ自身または適
当なセンサーを、振動力向に直列配置させている２つの
同じ長さのう′す巻きばね上に取シ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、うす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、担持部の運動か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シに円弧を描き
、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）。　　　
　　− 上記のようなスキャナーが、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、スキャ
ナーが円形状の運動経路をとるので不都合な点は生じな
い。しかし、このような円形走査移動では、たとえばテ
レビジョンシステムや□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ャナーを使用する場合に不
利である。。

この場合、走査から誘″導諷れる電気的信号によって対
象に忠実な映像をつ〈シ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、スキャ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。　□ 上記のスキャナーのもう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、スキャ
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ってまたは遅延することによっ
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。

従って、本発明の課題は、スキャナーが所定の座標方向
に沿って直線的に案内さｈ１動的なカが装置へ伝動され
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、互いに反対力向に作動しか
つ共に作用力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力は、ば
ねに取シ付けられるスキャ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”ｍ
ｅな状態で吊り下げられる対向物体に作用して二”ｉ る。その際、対向物体の重量　　なくともスキャナー担
墳部の重量とスキャ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、駆動部によって生じる
スキャ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、
スキャナーを横に変位させるための装置が設けられ薔い
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って、運動の大きさが変えられ
るということにある。その上、これによって、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。

本発明による装置の有利な形成法は、特許請求の範囲の
対象となっている。

次悼、本発明に′よる装置を□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形のシャンクルアを担持して
いる。シャックル７の″′閣− 腕８は、その縦のは゛は中央部に補強部９を偏えている
。この補強部は、シャックルの先端部分１２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
しかつシャックル底部１０に平行に延びている板ばね１
１を受容している。板ばね１１．１３の先端はスキャナ
ー担持部１６と接続され、スキャナー担持部の端Ｌ７＊
１８は枢着点を越えて突き出ている。スキャナー担持部
の端１７は、センサ＾１９ｆｃ−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、−力も
う１つの端１８は、シャックル底部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は力拘束的
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装置を
適当に選択することによシ、スキャナー担持部１６は、
駆動部２０の始動時に制御段３８によって振動し、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、・スキャナー担持部１６には、目盛り２３ａをもつ
目盛り担持部２３及びスキャナー担持部１６に配置され
る指針２．４によっ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。担袖部１には支持ブリッジ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。

ブリッジ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
質量がスキャナー担持部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、制御段２１によって始動される
。、添付の図面には口承されていないが、制御段２１＊
　３８内に含まれるスイッチ回路は、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、駆軌部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によって示
されている変位測定システムを介。

して調整彎能である。

スキャナー担持部１６の逐次的な送シ運動をその振動運
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には別の駆動ユニット３６．３７が取
シ付けられている。この駆動ユニット３６．３７Ｆｉ、
リンク四角形を形成している鈑ばね３．４によって担持
されるシャックル７の先端１２ａ、　１２ｂに作用し、
シャックル７をスキャナー担持部１６の振動に垂直に横
運動貸せる。

駆動二二ツ）３６．３７は、制御装置７４によって始動
される。シャックル７の横方向の運動の大きさは、シャ
ックルの先端１２ｂに装備される計器指針２３ｃ及び目
盛シ担持体２３にある別の目盛り２３ｂによってその輪
郭を示されている変位測定。

システムによって調整可能である。駆動部３６゜°“°
″１““″′″遮二°５°”ｃｒｑ’ｉｒ″２”御され
る。

シャックル７を板ばね３，４に吊り下げることによつ−
て、その横力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
囲を対象場によっ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
によって、スキャナー担持部１６がその運動の一定速度
によっ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）、駆動ユニット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、よシ密な構造であること、スキャナ
ー相持部１６を直線的に案内している案内伝動部が異な
っていることである。

よシ密な構造は、対向物体３１用の駆動部２ブがＵ字形
の担竺部１の底部に挿入されかつセンサー１９が案内伝
動部の板ばね４．４と４５の間に置かれていることによ
って達成されている。

Ｉｌ：・、、・ 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４
１．４２が設けられている。腕３９の先端４３には、シ
ャックル７の底部１０に平行にかつ腕４０の方向に、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、可動状態でスキャナー担持部４７と接続され、スキ
ャ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。スキャナー担持部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
ｚｏｖｃよっ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２３＆、　２４によって調整される。

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−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４８ｅ　４Ｌ　５０ゝ、５
１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
スキャナー相持部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５４．５
５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５
６．５７で案内されている。中間担持部５４゜ノ 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
スキャナー担持部５２を運動させる。その際、スキャナ
ー担持部５２と対向物体５３の運動は常に対向的である
。

スキャナー担持部の直線案内をスリット付きダイアフラ
ムばね６龜６３を介して行なうことも可能である。第４
図に図示される実施例では、縁６４または６ｉをもつ２
つのダイアフラムばねが、こ（では円筒形のフレーム６
６に挿着されている。

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ャナー担持部６９によして接
続されている。スキャナー担持部の先ンサー１９を案内
するために使用され、一方もう一つの突き出そいる先端
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２３ａｓ
　２４ｓ　２３ｂ＊　２３ｃｅ　３２ｔ　３Ｌ　３７　
　、及び所要の制御部２１．３８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図に原理的に図示亨れでいるよう
に、差動変圧器の原理に従っ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　０
５０　ＤＣ−Ｄを組込んだ変位測定誘導受信機７５を取
シ上げる。このＬＶＤＴ　Ｍｏｄｅｌｌ　０５０ＤＣ−
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−ア５を駆動させることができる。−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１７１０　ｍ
ｓ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値制御器ＪＯまたはトリガ
掴路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８
２と可動コイル８３゛蜘ら成るコントロン（Ｃｏｎｔｒ
ｏｎ）−社の可動コイル大振動部８２ｆｉ−使用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】 □・、ｔｇ、、ｉ、ｔヤヤ・ニー、、−おおおヶ。エイ
１１、かづ向Ｌ：、ｌｌｌに係合している案内伝動部を
もつ装置の図、第２図はスキャナー担持部を直線的に案
内し、かつ異なる側に係合じ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
スキャ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・・・スキャナー １６、４７．５２．６９・・・スキャーナー担持部　、
２０、２７．５８．５９・・・駆動部 ２１、３８・・・制御部 １１、１３．４４．４５．５６．５７・・・板ばね５４
、５５・・・中間担持部 ６２．６３・・・ダイアフラムばね （２３ａ、　２４）、　（２３ｂ、　２３ｃ）、　（３
２，３３）・・・変位測定システム３．４．プ、　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】 （１１スキャナーを所定の座標方向に沿って直線、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
   されるスキャナー担持部（１４，４７，５２）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、
   スキャナー担持部（１６，４７，５２）の重、量とスキ
   ャナー（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、それによっ
   て生じるスキャナー担持部（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
   うた制御す゛る、制御部（２１，３８）が設けられてい
   ること、そして ｄ）スキャナー（１９）の走査線の横の変位を可會ヒ゛
   にするための装置（３１４，７，３６，３７，７４）！ が設けられていること ・を特徴とする装置。 （２１スキャナー担持部（１６，４７，５２，６９）を
   案内するために、案内伝動部（１１，１３，４４，４５
   ，４８−５１，６２，６３）が設けられていること２！
   Ｉ−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、スキャナー担持部４７）の対向側
   面に係合している同じ長さの２つの案内杆（４４，４５
   ）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、スキャナー担持部（１６）の同じ
   側で係合している長さの異なる２つの案内杆（１１，・
   １３）ヲ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１．対角線的並立関係
   に於て、スキャナー担持部（５２）とスキャナー（１９
   ）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。 （６１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項に一記載
   の装置。 （７）　　スキャナー担持部（６９）を案内するために
   、ある間隔で互いに平行に配置［、、？れるダイアフラ
   ムばね（６２１６３）が設けらりてｒることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項：、１１゛←、記載の装置。 （８）　　スキャナー（１９）の担持部（１６，４７，
   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。 （３、４，７，３６，３７，７４）Ｋ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（３２，３３，３７）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）スキャナー担持部（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本隊の□ス苓ヤナー（１９）
   の作動範囲−ｉ象場に″？て与えら７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。　　　　１・
   ｔｏ’１ （１２）制御部（２１９、ｈｙ＋ｑが、スキャナー担持
   部（１６１４７゜５２．６９）及び対向物体（３１，５
   ３）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１頭のいず
   れか１つ゛に記載の装置。 （１３）スキャナー相持部（１６，４７，５２，６９）
   がその運動の一定速度によって定義される作動範囲を離
   脱するごとに、スキャナー（１９）の走査線を横に変位
   させるための装置（３、４、７、３６，３７，７４）、
   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。