JPH0828791B2 - 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装
置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および入力歯車
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、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によって、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、装置全体を小型化でき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搭載し、この一次元撮像素子の副
走査方向に移動可能に支持された素子移動用キャリッジ
と、この素子移動用キャリッジの両側に配置され、通電
時にその素子移動用キャリッジを上記副走査方向に直線
移動させる駆動力発生用のボイスコイルを有するリニア
モータとを備え、上記リニアモータは、上記素子移動用
キャリッジの移動方法と直交する方向の両端側に配置さ
れた磁気回路と、この磁気回路に交差して上記素子移動
用キャリッジに取付けられた上記ボイスコイルからなる
とともに、上記光学系は、複数の色フィルタを有して、
上記一次元撮像素子との間で上記素子移動用キャリッジ
と同じ副走査方向に移動可能に配置されたフィルタ交換
用キャリッジと、この交換用キャリッジの少なくとも一
方向端側にそのフィルタ交換用キャリッジを上記副走査
方向に駆動する色フィルタ交換専用のボイスコイル型リ
ニアモータを配置するとともに相対位置検出手段を設け
たものである。

【作用】

この発明によれば、素子移動用キャリッジと、この素
子移動用キャリッジの両側に配置され、通電時にはその
素子移動用キャリッジを副走査方向に直線移動させる駆
動力発生用ボイスコイルを有するリニアモータとを備え
たこと、およびフィルタ交換用キャリッジと、この交換
用キャリッジの少なくとも一方向にそのフィルタ交換用
キャリッジを副走査方向に駆動する色フィルタ交換専用
のボイスコイル型リニアモータを備えた相対位置検出手
段を設けたことによりそれ等ボイスコイルに通電するこ
とで、素子移動用キャリッジが移動して一次元撮像素子
が副走査されるとともにフィルタ交換用キャリッジも、
独立して副走査方向に駆動することができる。

【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、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（第２図をも参照）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は副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。32は上記一
方のボイスコイル27の近傍に配置されて上記フィルタ交
換用キャリッジ19の駆動源を構成する磁気回路のヨー
ク、33はそのヨーク32の固着された永久磁石、34は上記
フィルタ交換用キャリッジ19のアーム19aに固着され、
上記磁気回路ヨーク32に交差して上記フィルタ交換用キ
ャリッジ19に駆動力を与えるためのボイスコイルであ
り、このボイスコイル34と上記永久磁石33は、上記素子
移動用キャリッジ３の場合と同じく一次元撮像素子25の
副走査方向に上記フィルタ交換用キャリッジ19を駆動す
る色フィルタ交換専用のリニアモータM2を構成してい
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
副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、その
系統のボイスコイル34が永久磁石29の磁界中にあるた
め、そのボイスコイル34に電流が流されることにより、
上記ボイスコイル34には第１図中の矢印Ａ方向（または
Ｂ方向）に上記フィルタ交換用キャリッジ19の駆動力が
発生し、この駆動力によって上記フィルタ交換用キャリ
ッジ19は上記矢印Ａ方向（またはＢ方向）に移動する。
この場合においても、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、前実
施例の１つの色フィルタ交換専用のリニアモータM2の反
対側に、もう１つの色フィルタ交換専用のリニアモータ
M3を新たに配置し、２つの色フィルタ交換専用のリニア
モータM2,M3でフィルタ交換用キャリッジ19を駆動する
ようにしたため、その駆動を更に一層円滑に行わすこと
ができる。尚、新たに追加された上記リニアモータM3
は、その系統の磁気回路のヨーク32aに設けられた永久
磁石33aと、この永久磁石33aに交差してフィルタ交換用
キャリッジ19のアーム19aとは反対側のアーム19bに取付
けられたボイスコイル34aとからなって、反対側のリニ
アモータM2と同一構成になっている。 尚、上記実施例における光センサー35はPSD（positio
n sensing device）を採用してもよい。

【発明の効果】

以上のように、この発明によれば、上記手段を採るこ
とにより素子移動用キャリッジと、この素子移動用キャ
リッジの両側に配置され通電時にその素子移動用キャリ
ッジを副走査方向に直線移動させる駆動力発生用のボイ
スコイルを有するリニアモータとを備えたこと、および
フィルタ交換用キャリッジと、このフィルタ交換用キャ
リッジの少なくとも一方向側にそのフィルタ交換用キャ
リッジを上記副走査方向に駆動する色フィルタ交換専用
のボイスコイル型リニアモータとを備えた相対位置検出
手段を設けたので、従来のようなマイクロメータヘッド
使用の場合と異なって装置全体が小型化し、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、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図はその二次元撮像
装置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、
25は一次元撮像素子、27はボイスコイル、M1はリニアモ
ータである。 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 実開 昭63−179771（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【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向に移動可能に支持された
   素子移動用キャリッジと、この素子移動用キャリッジの
   両側に配置され、通電時にその素子移動用キャリッジを
   上記副走査方向に直線移動させる駆動力発生用のボイス
   コイルを有するリニアモータとを備え、上記リニアモー
   タは上記素子移動用キャリッジの移動方向と直交する方
   向の両端側に配置された磁気回路と、この磁気回路に交
   差して上記素子移動用キャリッジに取付けられた上記ボ
   イスコイルからなるとともに、上記光学系は、複数の色
   フィルタを有して上記一次元撮像素子との間で上記素子
   移動用キャリッジと同じ副走査方向に移動可能に配置さ
   れたフィルタ交換用キャリッジと、この交換用キャリッ
   ジの少なくとも一方端側にそのフィルタ交換用キャリッ
   ジを上記副走査方向に駆動する色フィルタ交換専用のボ
   イスコイル型リニアモータとを備えているとともに上記
   素子移動用キャリッジは、上記一次元撮像素子との間に
   配置されたフィルタ交換用キャリッジとの相対位置を検
   出する検出フインと検出手段よりなる非接触の相対位置
   検出手段を備えていることを特徴とする二次元撮像装
   置。
2. 【請求項２】上記素子移動用キャリッジは、固定側との
   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素子移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項記載の二次元撮像装置。