JPH1184305A - 光学走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 赤外線放射温度計等の光学走査部に用いる共
振型の振動子に用いる板ばねの固定時に局部的な押圧力
が掛からない様にし、板ばねを破断させない様にする。 【解決手段】 光学走査装置３４を構成する片持支持さ
れた振動子３３の板ばね２８（２８ａ及び２８ｂ）の２
ヵ所の第１及び第２の固定金具２７及び２９に切溝部２
７ｅ及び２９ａを形成し、エポキシ系接着剤３８で接合
させて固着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は赤外線放射温度計に
用いられ、被測定対象物からの放射赤外光を走査するた
めの光学走査装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からの赤外線放射温度計としては図
５の様に被測定対象物１のＸ軸及びＹ軸方向を走査する
Ｘ軸方向走査ミラー３及びＹ軸方向走査ミラー４に依っ
て光学走査部５を構成している。

【０００３】この光学走査部５は赤外線を透過させる赤
外線レンズ６を介してチョッパー７でチョッピングして
交流信号に変換し、リレーレンズ８を介してチョッピン
グされた赤外線エネルギーを電圧信号に変換する赤外線
検出器９に供給することで赤外線検出部１０を構成して
いる。

【０００４】上述の光学走査部５と赤外線検出部１０で
赤外線検出装置１１が構成され、出力端子１２より赤外
線エネルギー即ち温度信号を出力する様に成されてい
る。

【０００５】上記、光学走査部５で用いられるＸ軸及び
Ｙ軸方向走査ミラー３及び４の走査は本出願人が先に提
案した実用新案登録番号２５０６９１７号公報及び実用
新案登録番号２５０６９２３号公報に開示されている。

【０００６】上記２５０６９１７号公報には断面がコ字
状のベースの底板に固定部を固着し、板ばねの一端を固
定部に固着すると共にこの板ばねの他端をミラーが載置
されたミラー載置部の固定部に固着し、ミラー載置部の
他端をベースの上板に穿った透孔に形成した軸受に回動
自在となした光学走査装置１１が示されている。この様
な光学走査装置１１では板ばねの厚み方向の撓みで軸受
部で騒音が生じ、寿命が短くなることを避けるために図
６Ａ及び図６Ｂに示す平面図及び側面図の様にコ字状の
ベース１７の底板１８をベース１７から切り離して、螺
子１９で螺着し、図６Ａに示す様に、底板１８を螺子１
９を中心に時計ＣＷ又は反時計方向ＣＣＷに揺動可能と
成し、板ばね１５の撓みを調整する様に成したものが示
されている。

【０００７】図６Ａ及び図６Ｂで底板１８上に板ばね１
５を固定する固定部２０を配設し、板ばね１５の一端を
螺子等で固定部２０に螺着する。板ばね１５の他端はミ
ラー載置部２１に設けた固定部１９に同じく螺子等で固
定されている。

【０００８】ミラー載置部２１にはミラー１４が配設さ
れ、ミラー載置部２１から植立した回動軸２２はベース
１７の上板１６に穿った透孔に嵌合させた軸受１３に挿
通され、ミラー１４を揺動可能と成されている。

【０００９】図７Ａ及び図７Ｂ並びに図８は上記２５０
６９２３号公報に開示されているもので軸受１３を省略
し、板ばね１５ａ〜１５ｃを用いてミラー１４及びミラ
ー載置部２１を片持ち支持する様にした光学走査部１１
が開示されている。

【００１０】図７Ａ及び図７Ｂで図６Ａ及び図６Ｂとの
対応部分には同一符号を付して重複説明を省略するが、
ベース１７は断面がコ字状の上板１６及び底板１８で構
成され、上板１６には回動軸２２の直径より充分に大き
い透孔２３が穿たれ、底板１８に固着した固定部２０と
ミラー載置部２１の固定部１９間にミラー１４を支持す
る３枚の板ばね１５ａ，１５ｂ，１５ｃが互いに１２０
°の角度を保って固定部１９及び２０間に固定され、片
持ち支持されている。

【００１１】又、板ばね１５ａ〜１５ｃを図８に示す様
にＬ字状に折り曲げた２枚の板ばね１５ａ，１５ｂと１
５ｃ，１５ｄを互に隣接する板ばねが９０°の角度を保
つ様に固定部１９及び２０に固定させる様に成した板ば
ねの構成も開示されている。

【００１２】上述の構成によれば軸受を省略出来、軸受
の摩擦による騒音の発生のない寿命の長い光学走査部が
得られる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の光学走
査部の板ばね１５，１５ａ〜１５ｃ，１５ａ〜１５ｄを
固定する２ヵ所の固定部１９及び２０は機械的に板ばね
１５，１５ａ〜１５ｃ，１５ａ〜１５ｄを螺子等で締め
付けることで固定していた。この様な締め付け方法では
次のようないくつかの問題点があった。 （１）固定部の加工時に精度が必要であり、板ばねを締
め付け固定する部品が必要となる。 （２）固定部での板ばねの端部を螺子で締め付ける際に
締め付け力が局部的に加わり、板ばねの破断につなが
る。 （３）機械的に板ばねを固定するため、板ばねの反り
が、そのままミラーの曲がりになってあらわれ、ダイナ
ミックバランスの悪い振動系（板ばね及びミラーを含む
振動子）と成る。等の問題が生ずる。

【００１４】本発明は叙上の問題点を解消した光学走査
装置を得ようとするもので、発明が解決しようとする課
題は固定部に固定する部品が不要で固定部の加工精度を
高精度とせず板ばねの反りは固定部で吸収して、板ばね
に局部的な破断力が加わらず、慣性モーメントも小さ
く、小型で高い周波数での動作が可能な共振型の振動子
を得ることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の光学走査装置３
４はベース２５の立上部２６に設けた第１の固定金具２
７と、この第１の固定金具２７に接着剤３８を介して板
ばね２８の一端を固定すると共に、この板ばね２８の他
端を接着剤３８を介して固定する第２の固定金具２９
と、この第２の固定金具２９と一体化された駆動トルク
を発生させるためのマグネット３１を有するミラーホル
ダ３５と、このミラーホルダ３５に保持されて立上部２
６に片持ち支持されたミラー３２を具備して成るもので
ある。

【００１６】本発明の光学走査装置３４によれば、マグ
ネット３１を励振することで片持支持された振動子３３
は所定周波数で共振し、ミラー３２を被測定対象物のＸ
軸方向に走査して、被測定対象物の赤外光を検出する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光学走査装置を図
１乃至図４によって詳記する。図１Ａ及び図１Ｂは本例
の平面図及び側面図、図２は本例の組立状態斜視図、図
３は本例に用いる板ばねの接合状態を示す断面図、図４
は固定金具部の板ばねの撓み時の動作説明図である。

【００１８】図１Ａ及び図１Ｂに於いて、ベース２５は
長方形状の金属や合成樹脂等の板材をＬ字状に折り曲げ
て立上部２６を構成する。勿論立上部２６はベース２５
と別部材で構成させてもよい。又、ベース２５及び立上
部２６は図５で説明した赤外線撮像装置１１のリレーレ
ンズ６やチョッパー７をはじめとする光学走査部５や赤
外検出部１０を固定するベースやシャーシ等の固定部の
一部であってもよい。

【００１９】立上部２６の上部中心位置には透孔２６ａ
が穿たれている。この立上部２６に第１の固定金具２７
が螺子等で固定される。

【００２０】第１の固定金具２７は図２の斜視図に示さ
れている様に、盤状のフランジ２７ａと、フランジの中
心から１２０度の角度間隔で３等配される位置に穿った
透孔２７ｂと、フランジ２７ａの裏面側に突出した円柱
状の突出部２７ｃと、フランジ２７ａの表面側に突出さ
せた板ばね２８の固定部となる円柱部２７ｄで構成さ
れ、円柱部２７ｄには図２の第２の固定金具２９と同様
に表面側から十字状の切溝部２７ｅが円柱部２７ｄの所
定の深さまで切り込まれている。

【００２１】第２の固定金具２９は円柱部２９ａにこの
円柱部２９ａの長手方向に所定深さで十文字状に切り込
まれた切溝部２９ｂと、円柱部２９ａの背面に形成され
た板状のマグネット３１の端面を挟着保持する一対の挟
着片２９ｃにより構成されている。

【００２２】マグネット３１は長方形の板状と成され、
厚み方向にＮ，Ｓと着磁されマグネット３１の一端は一
対の挟着片２９ｃ間に挿入され、螺子又は接着剤等を介
して固定される。又、マグネット３１の他端には例えば
一対の挟着片等より成るミラー保持金具（図１Ａ及び図
１Ｂ参照）３０が螺子又は接着剤等を介して固定され、
第２の固定金具２９及びマグネット３１並びにミラー保
持金具３０でミラーホルダ３５を構成している。又、マ
グネット３１と対向するベース２５上にはマグネット３
１を励起するコイルが巻回された電磁石３６等の加振器
が配設されている。

【００２３】板ばね２８は図８で説明したと同様の十字
状の４枚の板ばね構成とし外部振動で撓み振動を起こし
難くしているが、本例では図２に示す様に第１及び第２
の固定金具２７及び２９の円柱部２７ｄ及び２９ａに形
成した十字状の切溝部２７ｅ及び２９ｂに挿入される幅
広部３６及び３６と一方の端面から幅広部３６の中心位
置に長手方向に沿って所定長さに形成したスリット３７
ａ及び３７ｂを形成した２枚の板状の板ばね２８ａ及び
２８ｂを図２の様に水平及び垂直に配し、スリット３７
ａ及び３７ｂを互に突き合わせて、例えば、一方の板ば
ね２８ａを矢印Ａ方向に押圧し、板ばね２８ａ及び２８
ｂの幅広部３６及び３６の端面が互に十字状に成る様に
成した状態で、切溝部２７ｅ及び２９ａ内にエポキシ系
接着剤を押し込み接合させることで第１及び第２の固定
金具２７及び２９と板ばね２８ａ及び２８ｂが一体化さ
れる。第１及び第２の固定金具２７及び２９の切溝部２
７ｅ及び２９ｂの幅は板ばね２８の板厚より、接着代を
考慮して０．２ｍｍ程度だけ幅の広い溝と成されてい
る。

【００２４】上述で十字状に組立てられた２枚の板ばね
２８ａ及び２８ｂを第１及び第２の固定金具２７及び２
９に接合させる場合、第１及び第２の固定金具２７及び
２９を治具に固定し、板ばね２８の略々中央を保持する
様な芯出し治具を用いて、切溝部２７ｅ及び２９ｂの十
字の中心線状に来る様に位置決めさせて、エポキシ系接
着剤３８を塗布する様に成される。

【００２５】図３は図２のＢ矢視方向から第１の固定金
具２７に接着剤３８で接合された板ばね２８の断面を視
た図であり、組立時の板ばね２８ａ及び２８ｂの反りは
接着治具を用いることで接着剤で吸収され、接着治具を
接着剤の乾燥後に外しても芯の良く出たダイナミックバ
ランスのよくとれた振動子３３が得られる。

【００２６】本例の光学走査装置３４は共振型の振動子
３３を構成し、水平方向（Ｘ軸）走査用の光学走査装置
３４として用いられる。垂直方向（Ｙ軸）走査用の光学
走査装置としては従来から公知の例えばガルバノミラー
型の振動子等が用いられる。

【００２７】上述の構成の振動子３３はベース２５の立
上部２６に穿った透孔２６ａ内にフランジ２７ａの突出
部２７ｃが挿入されて、位置決めされ、フランジ２７ａ
に穿った透孔２７ｂを介して螺子等で立上部２６に固定
される。尚、この振動子３３をベース２５の立上部２６
に螺子止めする場合は図１Ａ及び図１Ｂに示す様に図２
の斜視図を時計又は反時計方向に４５度傾けた状態で取
り付けられ、ミラー３２は例えば図１Ｂの側面図でミラ
ー３２の下側が紙面と反時計に上側が紙面方向に４５度
傾斜している。

【００２８】又、板ばね２８ａ及び２８ｂを切溝部２７
ｅ及び２９ｂ内に接合させるためのエポキシ系接着剤は
分子内にエポキシ基を持つエポキシ樹脂が用いられるが
二液混合される硬化剤の種類により、エポキシ−ポリア
ミン系、エポキシ−ポリアミド系、エポキシ−フエノー
ル系等があるがポリアミンの硬化剤としてはジエチレン
トリアミン、トリエチレンテトラミン等を選択して室温
硬化させるを可とする。

【００２９】又、ポリアミド系の硬化剤はポリアミン系
の硬化剤に比べて接着剤の撓み性と弾力性がより与えら
れるので図４の様に接着剤３８と板ばね２８ａ及び２８
ｂとの接合面に熱硬化性接着剤ではあるが、ある程度の
弾性を与えて所定共振モードをダンプする様に成すこと
も可能となる。又、ポリアミンでの硬化剤はエポキシ１
００部に対し１０部前後に選択し、ポリアミドでは等量
混合でよく、接着強度をより増す場合には硬化剤として
フェノールを用いるを可とする。

【００３０】上述の様に板ばね２８ａ及び２８ｂは第１
及び第２の固定金具２７及び２９の切溝部２７ｅ及び２
９ｂを設けて、エポキシ系接着剤３８を介して接合させ
ているので共振型の振動子３３を構成させる場合、板ば
ね２８ａ及び２８ｂの撓りが左右に繰り返される場合、
切溝部２７ｅ及び２９ｂ内の接着剤３８は板ばね２８ａ
及び２８ｂの一方の幅広部３６では幅広部３６と接着剤
３８の間に図４の矢印Ｃの様に剥離しようとする作用力
が加わるが、他方の幅広部３６と接着剤３８との間では
接着剤３８が満たされているため反作用の反力が掛り、
剥離を阻止しようとする反作用力が加わって可使用時間
を長くし剥離しにくい振動子３３が得られる。

【００３１】尚、本例では加振器としての電磁石３６
に、所定の正弦波を印加し、マグネット３１との電磁誘
導作用により、振動子３３全体を励起させる。

【００３２】この場合、振動子３３の共振周波数ｆ₀ は
板ばね２８ａ及び２８ｂの撓みをτとし、慣性モーメン
トをＩとすると次の（１）式で共振する。 この共振に達した状態でＸ軸方向の光走査が行なわれる
ことに成る。尚、本例では十字状の板ばねの場合を説明
したが図６及び図７で詳記した様な板ばねを用いてもよ
いことは明らかである。

【００３３】

【発明の効果】本発明の光学走査装置によれば板ばね２
８ａ及び２８ｂの幅広部３６及び３６の二ヵ所の固定端
に設けた切溝部２７ｅ及び２９ｂ内に於いて、接着剤３
８で固定するため、板ばねの２８（２８ａ及び２８ｂ）
に対し応力が集中することなく、比較的均一で小さな応
力で第１及び第２の固定金具２７及び２９に保持される
ために、板ばね２８の破断が生じないものが得られる。

【００３４】又、板ばね２８ａ及び２８ｂを挟み込む第
１及び第２の固定金具２７及び２９は高精度を必要とせ
ず、廉価に提供可能であり、板ばね２８ａ及び２８ｂを
締付固定する金具も不要で振動系の共振周波数ｆ₀ を求
める場合の慣性モーメントＩを小さく出来るので小型で
高い周波数で動作可能な振動子を得ることが出来る。

【００３５】更に、板ばね２８の略々中央部を保持する
芯出し治具を用いて接合を行なうため板ばね２８の反り
は接着剤で吸収され芯出し治具を外しても芯出しが正し
く行われたダイナミックバランスのよくとれた振動子が
得られ、撓み振動（ウォーブリング）の殆どない効率の
良い振動子が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学走査装置の平面及び側面図であ
る。

【図２】本発明の光学走査装置の組立状態斜視図であ
る。

【図３】本発明に用いる板ばねの接合状態を示す断面図
である。

【図４】本発明に用いる固定金具の板ばね撓み時の動作
説明図である。

【図５】従来の赤外線放射温度計の構成図である。

【図６】従来の光学走査部の平面及び側面図である。

【図７】従来の光学走査部の他の平面及び側面図であ
る。

【図８】従来の板ばねの斜視図である。

【符号の説明】

２５…ベース、２６…立上部、２７，２９…第１及び第
２の固定金具、２８，２８ａ，２８ｂ…板ばね、３０…
ミラー保持金具、２７ｅ，２９ａ…切溝部、３１…マグ
ネット、３２…ミラー、３３…振動子、３４…光学走査
装置、３６…電磁石、３８…接着剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースの立上部に設けた第１の固定金具
   と、 上記第１の固定金具に接着剤を介して板ばねの一端を固
   定すると共に該板ばねの他端を接着剤を介して固定する
   第２の固定金具と、 上記第２の固定金具と一体化され駆動トルクを発生させ
   るためのマグネットを有するミラーホルダと、 上記ミラーホルダに保持されて立上部に片持支持された
   ミラーを具備して成る光学走査装置。
2. 【請求項２】 前記マグネットと対向する前記ベース上
   に該マグネットを駆動させる駆動手段を配設して成るこ
   とを特徴とする請求項１記載の光学走査装置。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２の固定金具間で前記板
   ばねの繰り返し撓みに対し前記接着剤が該板ばねに作用
   及び反作用力が働く様に成したことを特徴とする請求項
   １記載の光学走査装置。
4. 【請求項４】 前記振動子を共振型と成して被測定対象
   物の水平方向に走査させる様に成したことを特徴とする
   請求項１又は請求項２記載の光学走査装置。