JPH0785569B2 - 二次元撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】

この発明は、一次元撮像素子を使用して機械的に副走査
を行う型式の二次元撮像装置に関するものである。

【従来の技術】

第７図は特開昭58−69173号公報に示された従来の二次
元撮像装置を示す斜視図、第８図はその二次元撮像素子
の素子移動用キャリッジとガイドレールの分解斜視図、
第９図は第８図のセット状態を示す断面図である。 図において、１は二次元撮像装置のフレーム、２はその
フレーム１に装備されたガイドレール、３はそのガイド
レール２に軸受4,5（第８図，第９図参照）を介して第
７図のＡ方向またはＢ方向に移動可能に支持された素子
移動用キャリッジであり、この素子移動用キャリッジ３
には一次元撮像素子（図示せず）が取付けられている。
６は上記素子移動用キャリッジ３のアーム、７はそのア
ーム６に接続された下方偏荷重用のバネ、８は上記アー
ム６の下方に配置され、上記フレーム１に取付部材９を
介して取付け固定されたマイクロメータヘッドであり、
このマイクロメータヘッド８は、上記アーム６に接続さ
れたスピンドル10を有して入力した回転運動をそのスピ
ンドル10の軸方向直線運動に変換するマイクロメータ式
の運動変換機構11と、上記回転運動を検出して所定回転
角毎にパルスを発生するロータリエンコーダ12とから構
成され、上記スピンドル10が素子移動用キャリッジ３の
アーム６を上記バネ７の抗して押し上げるようになって
いる。13は上記マイクロメータヘッド８の回転入力軸に
取付けられた入力歯車、14は上記マイクロメータヘッド
８の近傍に設置された電動回転式のモータ、15はそのモ
ータ14の出力軸に取付けられ上記入力歯車13に噛合され
た出力歯車、16は上記素子移動用キャリッジ３の上方に
配置された上側リミットスイッチ、17は上記素子移動用
キャリッジ３の下方に配置された下側リミットスイッチ
であり、これらの上側リミットスイッチ16および下側リ
ミットスイッチ17は、上記素子移動用キャリッジ３が昇
降移動（直線運動）して所定位置に達した時点でその素
子移動用キャリッジ３で押動されることにより、上記モ
ータ14を自動停止させるようになっている。18は上記フ
レーム１に装着され、被写体の像を結像面につくる光学
系、19はその光学系18の後部偏心位置で上記素子移動用
キャリッジ３の一次元撮像素子と上記光学系18との間に
回転可能に軸支された円板状のフィルタ交換用キャリッ
ジであり、このフィルタ交換用キャリッジ19には、赤フ
ィルタ20,緑フィルタ21,青フィルタ22,白黒フィルタ23
のそれぞれが等角度間隔で配置されている。24は上記フ
ィルタ交換用キャリッジ19を間歇回転駆動して上記赤，
緑，青，白黒の各フィルタ20〜23を上記光学系18との対
応位置に切り換える電動回転式のフィルタ切換用モータ
である。 次に動作について説明する。 モータ14が起動されると、出力歯車15および入力波車13
を介して運動変換機構11の回転入力軸が回転駆動され、
その回転力が上記運動変換機構11で直線運動に変換され
てマイクロメータヘッド８に伝達されることにより、素
子移動用キャリッジ３のアーム６が直線運動を行い、そ
の素子移動用キャリッジ３の一次元撮像素子がガイドレ
ール２に沿って走査させられる。この走査時における上
記素子移動用キャリッジ３の直線運動範囲は、ロータリ
エンコーダ12からのパルスをカウントすることによって
決定される。また、フィルタ切換用モータ24でフィルタ
交換用キャリッジ19が間歇回転駆動されることにより、
赤，緑，青，白黒の各種色フィルタ20〜23の何れか１つ
が光学系18との対応位置に切り換えられる。

【発明が解決しようとする問題点】

従来の二次元撮像装置は以上のように構成されているの
で、素子移動用キャリッジ３とフィルタ交換用キャリッ
ジ19をそれぞれ専用の電動回転式モータ14と24とによっ
て個々に駆動しているのみならず、電動回転式モータ14
の回転運動を直線運動に変換して素子移動用キャリッジ
３に伝達し、この素子移動用キャリッジ３を副走査させ
るためのマイクロメータヘッド８を必要とするので、装
置全体が大型化し、また、フィルタ交換用キャリッジ19
も回転式のため、色フィルタ切換交換時における一次元
撮像素子25の副走査距離に対応した大きさの色フィルタ
となって、この色フィルタの外形が大きくなることによ
り、上記フィルタ交換用キャリッジ19も大型化し、コス
ト高になる等の問題点があった。 この発明は上記問題点を解消するためになされたもの
で、素子移動用キャリッジとフィルタ交換用キャリッジ
を１つの共用リニアモータで駆動することができ、装置
全体が小型化してコストダウンが図れる二次元撮像装置
を得ることを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

この発明に係る二次元撮像装置は、光学系に対応位置す
る一次元撮像素子をその副走査方向に移動可能な素子移
動用キャリッジに搭載し、かつ、上記光学系と上記一次
元撮像素子との間で上記副走査方向に移動可能に支持さ
れたフィルタ交換用キャリッジに各種の色フィルタを搭
載すると共に、上記素子移動用キャリッジの両側にはキ
ャリッジ駆動用の磁気回路を配置し、この磁気回路の磁
界と交差して通電時に上記素子移動用キャリッジの駆動
力を発生する素子駆動用のボイスコイルと、上記磁気回
路の磁界と交差して通電時に上記フィルタ交換用キャリ
ッジの駆動力を発生する色フィルタ交換用のボイスコイ
ルとを設けたものである。

【作 用】

この発明に係る二次元撮像装置は、磁気回路の磁界中に
ある素子駆動用のボイスコイルが通電されると、このボ
イスコイルは素子移動用キャリッジの駆動力を発生し、
この駆動力によって上記素子移動用キャリッジが移動す
ることにより、一次元撮像素子が副走査される。また、
上記磁気回路の磁界中にある色フィルタ交換用のボイス
コイルが通電されると、このボイスコイルに発生する駆
動力によってフィルタ交換用キャリッジが上記副走査方
向に移動することにより、色フィルタが切換え交換され
る。このように、上記磁気回路が上記素子移動用キャリ
ッジと上記フィルタ交換用キャリッジの両方の駆動源を
兼用することにより、装置全体が小型化してコストダウ
ンが図れる。

【実施例】

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例に係る二次元撮像装置の一部を
破断した斜視図、第２図はその二次元撮像装置の概略的
な正面図および平面図、第３図は素子移動用キャリッジ
とフィルタ交換用キャリッジの相対位置検出手段を示す
斜視図、第４図は素子移動用キャリッジの絶対位置検出
手段を示す構成図、第５図は第１図の概略構成を示すブ
ロック図であり、第７図〜第９図との同一または相当部
分には同一符号を付して重複説明は省く。 図において、2a,2bは平行離間位置に配置された一対の
丸棒からなるガイドレールであり、これらのガイドレー
ル2a,2bに軸受4a,4bを介して素子移動用キャリッジ３が
移動可能に支持されている。19は平板状に形成されて上
記素子移動用キャリッジ３と光学系18（第５図参照）と
の間に配置され、上記素子移動用キャリッジ３に平行し
てそれと同一方向に駆動されるフィルタ交換用キャリッ
ジであり、このフィルタ交換用キャリッジ19は幅方向に
一定の間隔で配列された赤フィルタ20,緑フィルタ21,青
フィルタ22,白黒フィルタ23のそれぞれを搭載してい
る。25は上記素子移動用キャリッジ３に搭載されて副走
査される一次元撮像素子、26はその一次元撮像素子25と
共に上記素子移動用キャリッジ３に搭載され、この素子
移動用キャリッジ３と上記フィルタ交換用キャリッジ19
との相対位置を検出する相対位置検出手段、26aはその
相対位置検出手段26の検出フィンであって、上記フィル
タ交換用キャリッジ19に取付けられている。27は上記素
子移動用キャリッジ３の両端に固着されたボイスコイ
ル、28は上記素子移動用キャリッジ３の両端側に配置さ
れ、上記ボイスコイル27に交差して上記素子移動用キャ
リッジ３の駆動源を構成する磁気回路のヨーク、29はそ
のヨーク28に固着された永久磁石であり、この永久磁石
29と上記ボイスコイル27は、上記素子移動用キャリッジ
３を上記一次元撮像素子25の副走査方向に駆動するリニ
アモータM1を構成している。30は上記ヨーク28に設けら
れたレール支持部材、31はそのレール支持部材30に支持
された丸棒からなるガイドレールであり、このガイドレ
ール31に上記フィルタ交換用キャリッジ19の両端部が移
動可能に支持されている。34は色フィルタ交換用のボイ
スコイルであり、このボイスコイル34は、上記素子移動
用キャリッジ３の駆動源となる一方の磁気回路28のヨー
クに巻回されてその永久磁石29の磁界に交差し、上記リ
ニアモータM1の一部を構成し、上記フィルタ交換用キャ
リッジ19を駆動するようになっている。35は上記素子移
動用キャリッジ３と固定側の絶対位置を検出する絶対位
置検出手段としての光センサーであり、この光センサー
35は、例えば第４図および第５図に示すように、上記素
子移動用キャリッジ３側に取付けられた発光ダイオード
等の光源36と、その前方に配置され上記光源36の照射光
を絞るピンホール等の孔を有する絞り板37と、この絞り
板37を介して上記光源36の前方に配置された反射鏡38お
よびレンズ39のそれぞれを備えている。40は上記光セン
サー35からの光検出信号を入力して上記素子移動用キャ
リッジ３の絶対位置を検出する位置検出回路、41はその
位置検出回路40からの絶対位置検出信号と指令信号ｂと
を入力し、それらの信号を比較した結果の制御電流を上
記素子移動用キャリッジ３系統のボイスコイル27に送る
コントローラ、42は上記相対位置検出手段26からの入力
信号と指令信号ａとを入力して比較し、その比較値に対
応した制御電流をフィルタ交換用キャリッジ19系統のボ
イスコイル34に供給させるためのコントローラである。 次に動作について説明する。 永久磁石29の磁界中にある素子移動用キャリッジ３のボ
イスコイル27にコントローラ41から電流が流されると、
上記ボイスコイル27には第１図中の矢印Ａ方向（または
Ｂ方向）に素子移動用キャリッジ３の駆動力が発生し、
この駆動力により、上記素子移動用キャリッジ３が上記
Ａ方向（またはＢ方向）に移動して一次元撮像素子25が
副走査される。この副走査の際、光源36の照射光を、絞
り板37,反射鏡38,ミラー39を介して光センサー35が検出
すると、その検出信号を位置検出回路40が入力して素子
移動用キャリッジ３の絶対位置を検出し、その検出信号
をコントローラ41が入力することにより、このコントロ
ーラ41は、上記位置検出回路40からの入力信号と指令信
号ｂとを比較して上記ボイスコイル27に流すべき電流量
を決定し、それに見合った電流を上記ボイスコイル27に
流す。これにより、上記素子移動用キャリッジ３は、上
記指令信号ｂによる上記電流量に応じた距離だけ幅方向
に移動して上記一次元撮像素子25が副走査方向に位置決
めされる。 また、フィルタ交換用キャリッジ19にあっても、上記磁
気回路28の磁界中にある色フィルタ交換用のボイスコイ
ル34にその系統のコントローラ42（第５図参照）から電
流が流されると、上記ボイスコイル34に発生する力がフ
ィルタ交換用キャリッジ19の駆動力となってそのフィル
タ交換用キャリッジ19が上記副走査方向に移動し、これ
により、各種の色フィルタ20〜23の切換え交換が行われ
る。従って、上記磁気回路28は、上記素子移動用キャリ
ッジ３と上記フィルタ交換用キャリッジ19の両方を駆動
する駆動源として機能する。尚、上記フィルタ交換用キ
ャリッジ19の場合においても、その系統のコントローラ
42は相対位置検出手段26からの入力信号と指令信号ａと
を比較して上記ボイスコイル34に流す電流量を決定し、
この電流量に応じた指令信号ａにより、フィルタ交換用
キャリッジ19と素子移動用キャリッジ３との相対位置を
制御し、これにより、色フィルタ20〜23の切り換えが行
われる。そして、上記素子移動用キャリッジ３が指令信
号ｂに応じて走査されている時、その系統のボイスコイ
ル34には指令信号ａに応じた相対位置を保つように電流
が流され、それによって、上記素子移動用キャリッジ３
と上記フィルタ交換用キャリッジ19とが適性な相対位置
に保持される。 このように、素子移動用キャリッジ３の絶対位置が光セ
ンサー35により非接触で検出され、かつ、上記相対位置
検出手段26によって、上記素子移動用キャリッジ３と上
記フィルタ交換用キャリッジ19との相対位置が検出さ
れ、その系統のコントローラ42でフィルタ交換用キャリ
ッジ19が制御されることにより、上記素子移動用キャリ
ッジ３の高精度の位置決め及び副走査が行える。 第６図には他の実施例を示す。この実施例では、色フィ
ルタ交換用のボイスコイル34を、第１図とは反対側の素
子駆動用磁気回路28の磁界に交差させただけであり、そ
の他の構成および動作は前実施例の場合と同じである。 尚、上記色フィルタ交換用のボイスコイル34は、両側の
磁気回路28のそれぞれのヨークに巻回してもよく、この
場合、フィルタ交換用キャリッジ19が両側駆動となるこ
とにより、その駆動が一層円滑に行われる。

【発明の効果】

以上のように、この発明によれば、素子移動用キャリッ
ジとフィルタ交換用キャリッジとが共通の磁気回路を駆
動源としているので、従来のように素子移動用キャリッ
ジとフィルタ交換用キャリッジとを個々に駆動するそれ
ぞれ専用の磁気回路を設ける必要がなく、このため、装
置全体が小型化してコストダウンが図れるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る二次元撮像装置の一
部を破断した斜視図、第２図はその二次元撮像装置の概
略的な正面図および平面図、第３図は素子移動用キャリ
ッジとフィルタ交換用キャリッジの相対位置検出手段を
示す斜視図、第４図は素子移動用キャリッジの絶対位置
検出手段を示す構成図、第５図は第１図の概略構成を示
すブロック図、第６図は他の実施例を示す斜視図、第７
図は従来の二次元撮像装置を示す斜視図、第８図は第７
図の素子移動用キャリッジとガイドレールの分解斜視
図、第９図は第８図のセット状態を示す断面図である。 図において、３は素子移動用キャリッジ、18は光学系、
19はフィルタ交換用キャリッジ、20〜23は色フィルタ、
25は一次元撮像素子、27は素子駆動用のボイスコイル、
28はキャリッジ駆動用の磁気回路、34は色フィルタ交換
用のボイスコイルである。 尚、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

フロントページの続き (72)発明者 湯村 敬 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社応用機器研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−144962（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−232764（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−179771（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体の像を結像面に撮像する光学系と、
   この光学系に対応位置する一次元撮像素子を搭載し、こ
   の一次元撮像素子の副走査方行に移動可能に支持された
   素子移動用キャリッジと、上記光学系と上記一次元撮像
   素子との間で上記副走査方行に移動可能に支持され、か
   つ、各種の色フィルタを搭載したフィルタ交換用キャリ
   ッジと、上記素子移動用キャリッジの両側に配置され、
   各々永久磁石を囲むように方形状の鉄心で形成されたキ
   ャリッジ駆動用の磁気回路と、上記各々の鉄心に巻回さ
   れ上記各々の永久磁石から発生された磁力線と鎖交する
   ように設けられ、通電時に、上記素子移動用キャリッジ
   の駆動力を発生する素子移動用のボイスコイルと、少な
   くともどちらか一方の鉄心に巻回されその対応する上記
   永久磁石から発生された磁力線と鎖交するように設けら
   れ、通電時に、上記フィルタ交換用キャリッジの駆動力
   を発生する色フィルタ交換用のボイスコイルとを備えた
   二次元撮像装置。
2. 【請求項２】上記素子移動用キャリッジは、上記フィル
   タ交換用キャリッジとの相対位置を検出する相対位置検
   出手段を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の二次元撮像装置。
3. 【請求項３】上記素子移動用キャリッジは固定側との絶
   対位置を検出する非接触型の絶対位置検出手段を備え、
   この絶対位置検出手段は、上記素子移動用キャリッジに
   設けられた光源と、この光源からの光を受けて上記押素
   子動用キャリッジの絶対位置を検出する光センサーとか
   らなっていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の二次元撮像装置。