JP3349350B2 - 2D plane scanning method - Google Patents
2D plane scanning methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、Ｘ−Ｙ平面など
二次元平面を走査する方法に関する。The present invention relates to a method for scanning a two-dimensional plane such as an XY plane.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えばＸ−Ｙ平面など二次元平面を、赤
外線やＸ線などの電磁波放射体や、超音波などのエネル
ギー放射体によって照射したり、これらの電磁波放射体
やエネルギー放射体を用いたセンサによって走査する方
法として、 互いに直交するＸ軸とＹ軸のそれぞれに
機械的な可動部分があり、それらの組合せによって前記
電磁波放射体やエネルギー放射体などの機能素子設置部
を機械的に移動させる方式、 １軸方向にアレー化し
た機能素子設置部を他の軸方向に機械的に移動させる方
式、などがある。2. Description of the Related Art For example, a two-dimensional plane such as an XY plane is irradiated with an electromagnetic wave radiator such as an infrared ray or an X-ray, or an energy radiator such as an ultrasonic wave. As a method of scanning with the sensor, there are mechanically movable parts on each of the X axis and the Y axis which are orthogonal to each other, and the combination of these mechanically moves the functional element installation part such as the electromagnetic wave radiator or the energy radiator. There is a method of mechanically moving the functional element installation portion arrayed in one axial direction in another axial direction.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
の方法においては、２軸の回転機構またはリニア移動機
構が必要となり、構成が大掛かりとなるため、小型軽量
化が困難であるとともに、高精度な制御が困難で、高精
度が要求されるに伴い高価になるといった問題がある。However, in the above-mentioned method, a two-axis rotating mechanism or a linear moving mechanism is required, which requires a large-scale structure. However, there is a problem that the cost is high as high precision is required.
【０００４】そして、前記の方法では、機械的な特長
とデバイス的な特長を生かすことができるが、これら両
方の欠点をも有するとともに、機能素子設置部の微細化
と各素子ごとの電気回路が必要となり、小型化および低
コスト化が困難であるといった問題がある。Although the above-described method can make use of mechanical features and device-like features, it has both disadvantages, as well as miniaturization of a functional element installation portion and an electric circuit for each element. However, there is a problem that miniaturization and cost reduction are difficult.
【０００５】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、構成が簡単で、安価であり、制
御性がよく、しかも、多方面で活用することができる二
次元平面走査方法を提供することである。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and has as its object to provide a two-dimensional plane which is simple in construction, inexpensive, has good controllability, and can be used in various fields. It is to provide a scanning method.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の二次元平面走査方法は、モータによって
回転される原動歯車と、この原動歯車に噛合する従動歯
車と、この従動歯車の回転中心と同じ位置に回転中心を
有する太陽歯車と、前記従動歯車上であってその回転中
心から適宜離れた位置に立設されたピン部材に枢支さ
れ、かつ前記太陽歯車に常に内接または外接しながら回
転する遊星歯車と、この遊星歯車上であってその回転中
心から適宜離れた位置に設けられる機能素子設置部とか
らなり、前記モータの回転によって、前記機能素子設置
部が二次元平面を一筆書き的に移動し、前記二次元平面
をくまなく走査するように構成している。In order to achieve the above object, a two-dimensional planar scanning method according to the present invention comprises a driving gear rotated by a motor, a driven gear meshing with the driving gear, and a rotation of the driven gear. A sun gear having a rotation center at the same position as the center, and a pin member on the driven gear and standing upright at a position appropriately separated from the rotation center.
Is, and consists of a planetary gear that rotates while constantly inscribed or circumscribed in the sun gear, a on the planetary gear and the functional element mounting portion provided at a position which is distant appropriately from the center of rotation, the rotation of the motor the result, the functional element mounting portion moves the two-dimensional plane single stroke, said two-dimensional plane
Is configured to scan all over.
【０００７】前記モータとしては、パルスモータやサー
ボモータを用いることができる。また、前記機能素子設
置部には、γ線、α線、β線、紫外線、赤外線、ミリ
波、電波などの電磁波放射体や、超音波、振動などエネ
ルギー放射体や、これらの電磁波放射体やエネルギー放
射体を用いたセンサなどが設けられる。As the motor, a pulse motor or a servo motor can be used. In addition, the functional element installation portion, γ-rays, α-rays, β-rays, ultraviolet rays, infrared rays, millimeter waves, electromagnetic radiators such as radio waves, ultrasonic waves, energy radiators such as vibration, these electromagnetic radiators, A sensor using an energy radiator is provided.
【０００８】この発明の二次元平面走査方法は、一つの
モータの回転を、円運動以外の回転を行わせる機構に伝
え、この機構によって機能素子設置部に一筆書き的な軌
跡を描かせることにより、特定の広さの二次元平面（Ｘ
−Ｙ平面）をくまなく走査させるようにしたものであ
る。According to the two-dimensional plane scanning method of the present invention, the rotation of one motor is transmitted to a mechanism for performing rotation other than circular movement, and the mechanism is used to draw a one-stroke locus on the functional element installation portion. , A two-dimensional plane (X
(−Y plane).
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施例
を、図を参照しながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１０】図１および図２は、この発明の第１実施例
を示すもので、これらの図において、１は適宜のベース
部材である。２はベース部材１に取付け部材３を介して
取り付けられたパルスモータで、その出力軸４がベース
部材１の上面から突出するように鉛直方向に設けられて
おり、この出力軸４に原動歯車５が水平な状態、かつベ
ース部材１の上面より上方に位置するように固着されて
いる。FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention. In these figures, reference numeral 1 denotes an appropriate base member. Reference numeral 2 denotes a pulse motor mounted on the base member 1 via a mounting member 3 and its output shaft 4 is provided in a vertical direction so as to protrude from the upper surface of the base member 1. Are fixed in a horizontal state and above the upper surface of the base member 1.
【００１１】６は原動歯車５に噛合する従動歯車で、そ
の回転軸７が軸受部材８を介してベース部材１に鉛直方
向に突設されている。９はこの従動歯車６と同軸上に回
転中心を有する太陽歯車で、内周に複数の歯が周設され
ている。Reference numeral 6 denotes a driven gear that meshes with the driving gear 5, and has a rotating shaft 7 projecting from the base member 1 via a bearing member 8 in the vertical direction. Reference numeral 9 denotes a sun gear having a rotation center coaxially with the driven gear 6, and a plurality of teeth are provided around the inner circumference.
【００１２】１０は従動歯車６上であってその回転中心
７から適宜離れた位置に立設されるピン部材１１に枢支
されて太陽歯車９に常に内接しながら回転する遊星歯車
である。Reference numeral 10 denotes a planetary gear which is rotatably supported by a pin member 11 which is provided on the driven gear 6 at a position distant from the center of rotation 7 of the driven gear 6 and which is always inscribed in the sun gear 9.
【００１３】１２は遊星歯車１０上であってその回転中
心１１から適宜離れた位置に設けられる機能素子設置部
で、この機能素子設置部１２には、例えば、光源１３ａ
とセンサ１３ｂとを組み合わせてなるフォトカプラ１３
が設けられている。このフォトカプラ１３は、図２に拡
大図示するように、上方に水平に保持される測定対象物
１４の任意の位置における反射率を測定できるように構
成されている。Reference numeral 12 denotes a functional element installation section provided on the planetary gear 10 and at a position distant from the center of rotation 11 of the planetary gear 10. The functional element installation section 12 includes, for example, a light source 13a.
Photocoupler 13 that combines a sensor and a sensor 13b
Is provided. As shown in an enlarged view in FIG. 2, the photocoupler 13 is configured to be able to measure the reflectance at an arbitrary position of the measurement object 14 which is horizontally held upward.
【００１４】１５は測定対象物１４を安定な状態に保持
する測定対象物で、機能素子設置部１２の周囲およびフ
ォトカプラ１３の上部に設けられている。また、１６は
機能素子設置部１２に連設された板状部材で、遊星歯車
１０の移動に対応できる長さを有する長孔１７が開設さ
れ、この長孔１７を適宜の固定部１８に立設されたピン
部材１９が挿通している。なお、詳細には図示してない
が、フォトカプラ１３への電源供給のための電源ケーブ
ルや図示してない制御部との信号の授受のための信号ケ
ーブルは、板状部材１６に沿うようにして設けられてい
る。Reference numeral 15 denotes a measuring object for holding the measuring object 14 in a stable state. The measuring object 15 is provided around the functional element installation section 12 and above the photocoupler 13. Reference numeral 16 denotes a plate-shaped member connected to the functional element installation section 12, which has an elongated hole 17 having a length capable of coping with the movement of the planetary gear 10. The provided pin member 19 is inserted therethrough. Although not shown in detail, a power cable for supplying power to the photocoupler 13 and a signal cable for transmitting and receiving signals to and from a control unit (not shown) are arranged along the plate member 16. It is provided.
【００１５】なお、上記符号１〜１９によって表される
部材からなる装置を、特に二次元スキャナと呼び、符号
２０を付すこととする。図３は、この二次元スキャナ２
０の要部を概略的に示す斜視図である。An apparatus composed of members represented by the above-mentioned reference numerals 1 to 19 is particularly called a two-dimensional scanner, and is denoted by reference numeral 20. FIG. 3 shows this two-dimensional scanner 2.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a main part of a zero.
【００１６】ここで、上記図１および図２によって示さ
れる第１実施例の動作説明に入る前に、二次元スキャナ
２０によって、機能素子設置部１２に設けられるフォト
カプラ１３を二次元的に走査するための描画方程式につ
いて、図４を参照しながら説明する。Before the description of the operation of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the two-dimensional scanner 20 two-dimensionally scans the photocoupler 13 provided in the functional element installation section 12. Referring to FIG. 4, a drawing equation for performing this will be described.
【００１７】図４において、Ｌは大円（前記太陽歯車９
に相当する）、Ｓはこれに内接して回転する小円（前記
遊星歯車１０に相当する）である。また、 Ｌr ：大円Ｌの半径 ＯL ：大円Ｌの中心 Ｓr ：小円Ｓの半径 ＯS ：小円Ｓの中心 Ｑ ：小円Ｓの中心から距離ｒ離れた地点 Ａ ：大円Ｌと小円Ｓの初期状態において当接しているときの大円Ｌ側の位置 Ｂ ：大円Ｌと小円Ｓの初期状態において当接しているときの小円Ｓ側の位置 Ｃ ：小円Ｓが角度θL （ラジアン）回転したときにおける大円Ｌと小円Ｓと の当接位置 θ10：線分ＣＯs と線分ＯS Ｂとがなす角度（ラジアン） とする。In FIG. 4, L is a great circle (the sun gear 9).
) And S is a small circle (corresponding to the planetary gear 10) that rotates inscribed therein. In addition, L r: great circle L of radius O L: the center of the large circle L S r: radius O S of the small circle S: center of the small circle S Q: point were separated by a distance r from the center of the small circle S A: large A position on the great circle L when the circle L and the small circle S are in contact in the initial state B: A position on the small circle S when the circle L and the small circle S are in contact in the initial state C: Small circle S is the angle theta L (radian) contact position between the large circle L and the small circles S in when rotated theta 10: a line segment CO s and the line segment O S B and the angle (in radians).
【００１８】点Ｃの座標は、（Ｌr ・ｃｏｓθL ，Ｌr
・ｓｉｎθL ）と表される。そして、大円Ｌ、小円Ｓの
矢印方向への回転に伴い、両者の接点は移動するが、両
者における移動長は互いに等しく、弧ＡＣ＝弧ＢＣであ
るから、 θL ・Ｌr ＝θS ・Ｓr ……（１） が成り立つ。The coordinates of the point C are (L r · cos θ L , L r
Sin θ L ). The great circle L, with the rotation in the arrow direction of the small circles S, although both the contacts are moved, the movement length in both are equal to each other, because it is arc AC = arc BC, θ L · L r = θ S · S r (1) holds.
【００１９】小円Ｓの中心ＯS は、小円Ｓの回転に伴
い、半径（Ｌr −Ｓr ）の円（図中、仮想線で示す）の
周上を移動し、その座標は、｛（Ｌr −Ｓr ）・ｃｏｓ
θL ，（Ｌr −Ｓr ）・ｓｉｎθL ）で表される。With the rotation of the small circle S, the center O S of the small circle S moves on the circumference of a circle having a radius (L r -S r ) (indicated by an imaginary line in the figure), and its coordinates are as follows: ｛(L r −S r ) · cos
θ L , (L r −S r ) · sin θ L ).
【００２０】点Ｑの座標（ＸQ ，ＹQ ）は次のように表
される。すなわち、 ＸQ ＝（Ｌr −Ｓr ）・ｃｏｓθL −ｒ・ｃｏｓ（θL −θS ）……（２） ＹQ ＝（Ｌr −Ｓr ）・ｓｉｎθL −ｒ・ｓｉｎ（θL −θS ）……（３） となる。The coordinates (X Q , Y Q ) of the point Q are expressed as follows. That is, X Q = (L r −S r ) · cos θ L −r · cos (θ L −θ S ) (2) Y Q = (L r −S r ) · sin θ L −r · sin (θ L− θ S ) (3)
【００２１】ところで、上述したように、弧ＡＣ＝弧Ｂ
Ｃであるから、（１）式から、 θS ＝Ｌr ・θL ／Ｓr ……（４） が得られ、これを上記（２），（３）式に代入すると、 ＸP ＝（Ｌr −Ｓr ）・ｃｏｓθL −ｒ・ｃｏｓ｛θL ・（Ｓr −Ｌr ） ／Ｓr ｝ ……（５） Ｙp ＝（Ｌr −Ｓr ）・ｓｉｎθL −ｒ・ｓｉｎ｛θL ・（Ｓr −Ｌr ） ／Ｓr ｝ ……（６）By the way, as described above, arc AC = arc B
Since C, from equation (1), θ S = L r · θ L / S r (4) is obtained. By substituting this into the above equations (2) and (3), X P = ( L r −S r ) · cos θ L −r · cos ｛θ L • (S r −L r ) / S r … (5) Y p = (L r −S r ) · sin θ L −r · sin ｛Θ L · (S r -L r ) / S r … …… (6)
【００２２】そして、点Ｑが描く軌跡が大円Ｌの中心Ｏ
L を通る場合、ｒ＝Ｌr −Ｓr であるから、上記（５）
, （６）式は、 ＸP ＝ｒ・｛ｃｏｓθL ＋ｃｏｓ（θL ・ｒ／Ｓr ）｝ ……（７） Ｙp ＝ｒ・｛ｓｉｎθL ＋ｓｉｎ（θL ・ｒ／Ｓr ）｝ ……（８） となる。The locus drawn by the point Q is the center O of the great circle L.
If through L, and the because it is r = L r -S r, (5)
, (6) Equation, X P = r · {cosθ L + cos (θ L · r / S r)} ...... (7) Y p = r · {sinθ L + sin (θ L · r / S r)} (8)
【００２３】上述のような描画方程式を有するプログラ
ムが図示してないコンピュータに設けられており、二次
元スキャナ２０はこのプログラムに基づいて制御され
る。A program having the above-described drawing equation is provided in a computer (not shown), and the two-dimensional scanner 20 is controlled based on this program.
【００２４】今、この発明で用いる原動歯車５、従動歯
車６、太陽歯車９および遊星歯車１０のモジュール、歯
数ピッチが下記表１のようなものであり、従動歯車６の
回転中心７からその半径の３／４の位置に遊星歯車１０
の回転中心１１があり、さらに、点Ｑ、すなわち、機能
素子設置部１２の描く軌跡が太陽歯車９の回転中心７を
通るものとする。Now, the modules of the driving gear 5, the driven gear 6, the sun gear 9 and the planetary gear 10 and the pitch of the number of teeth used in the present invention are as shown in Table 1 below. Planetary gear 10 at 3/4 of radius
, And the trajectory drawn by the point Q, that is, the functional element installation section 12 passes through the rotation center 7 of the sun gear 9.
【００２５】[0025]
【表１】 [Table 1]
【００２６】前記二次元スキャナ２０よる二次元平面走
査方法を、図１、図３〜図５を参照しながら説明する
と、 パルスモータ２を回転させることにより、原動
歯車５が図５において例えば矢印２１方向に回転し、こ
れに伴って、従動歯車６が図５において矢印２２方向に
回転し、太陽歯車９も矢印２３方向に回転する。A two-dimensional scanning method using the two-dimensional scanner 20 will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 5. By rotating the pulse motor 2, the driving gear 5 is turned into an arrow 21 in FIG. 5, the driven gear 6 rotates in the direction of arrow 22 in FIG. 5, and the sun gear 9 also rotates in the direction of arrow 23.
【００２７】 原動歯車５を１回転させると、遊星歯
車１０が太陽歯車９に内接しながら所定回転数（６０５
／４０３）だけ矢印２４方向に自転するとともに、１回
公転して元の位置に戻る。When the driving gear 5 makes one rotation, the planetary gear 10 is inscribed in the sun gear 9 and a predetermined number of rotations (605
/ 403) with only rotates in the arrow 24 direction, returns to the original position revolves once.
【００２８】 遊星歯車１０を例えば６０５回自転さ
せると、遊星歯車１０は元の位置に戻るが、この回転に
伴って、機能素子設置部１２が曲線２５で表す軌跡を描
きながら二次元平面を一筆書き的に移動する。これによ
って、二次元平面は、図６に示すように、機能素子設置
部１２によって走査されることになる。When the planetary gear 10 rotates, for example, 605 times, the planetary gear 10 returns to its original position. With this rotation, the functional element installation unit 12 draws a locus represented by a curve 25 while drawing a two-dimensional plane. Move in writing. Thus, the two-dimensional plane is scanned by the functional element installation unit 12, as shown in FIG.
【００２９】ここで、機能素子設置部１２が描く軌跡
（特定軌跡）が完結するまでを１フレーム（この語は、
発明者の造語である）とすると、この１フレームは太陽
歯車９の回転中心７を中心に、特定の二次元領域をくま
なく走査する軌跡となる。この軌跡は、上述した点Ｑ
（図４参照）が描く軌跡にほかならず、この軌跡の方程
式から、Ｘ軸、Ｙ軸の位置情報を予め演算で求めてお
き、回転開始点や原点などを予め定めておく。そして、
この原点を基準として、動き始めからの時間によって、
Ｘ座標およびＹ座標を定めることによって、機能素子設
置部１２を特定の位置に連続的に移動することができ
る。Here, one frame (this term is used until the locus (specific locus) drawn by the functional element installation unit 12 is completed is completed.
If this is a coined word of the inventor), this one frame is a trajectory that scans a specific two-dimensional area around the rotation center 7 of the sun gear 9. This locus corresponds to the point Q described above.
In addition to the locus drawn by FIG. 4 (see FIG. 4), position information on the X-axis and the Y-axis is calculated in advance from the equation of the locus, and the rotation start point, the origin, and the like are determined in advance. And
Based on this origin, depending on the time from the beginning of movement,
By determining the X coordinate and the Y coordinate, the functional element installation unit 12 can be continuously moved to a specific position.
【００３０】そして、原動歯車５を連続的に回転させ
て、機能素子設置部１２に二次元平面において１フレー
ムの軌跡を描かせる場合、そのフレーム面でのＸ軸、Ｙ
軸で二次元面を代表する特定位置あるいはその近傍（誤
差範囲内）を予め選び、位置を演算して原点時間（時間
ゼロ）から特定時間ごとに二次元を代表する多数のＸ，
Ｙ位置を、機能素子設置部１２がたどるようにして軌跡
を描く。When the driving gear 5 is continuously rotated to cause the functional element installation section 12 to draw a trajectory of one frame on a two-dimensional plane, the X-axis and Y-axis on the frame surface are used.
A specific position representing a two-dimensional surface or its vicinity (within an error range) is previously selected by an axis, the position is calculated, and a large number of X, X representing a two-dimensional object at a specific time from the origin time (time zero) is calculated.
A locus is drawn so that the functional element installation unit 12 follows the Y position.
【００３１】そして、図１および図２に示される実施例
においては、前記機能素子設置部１２にフォトカプラ１
３が設けられているため、モータ２を連続的に動作させ
ることにより、フォトカプラ１３が二次元平面を一筆書
き的に連続的に移動する。そして、測定対象物１４が半
導体プロセス中のシリコンウェハである場合、このシリ
コンウェハ１４の加工処理後の反射率や膜厚を測定する
ことができる。フォトカプラ１３からの信号を、画像処
理機能を有するコンピュータ（図示してない）に入力す
るように構成することにより、所望の画像処理装置を得
ることができる。In the embodiment shown in FIG. 1 and FIG.
Since the motor 3 is provided, the photocoupler 13 continuously moves in a two-dimensional plane by continuously operating the motor 2. When the measurement object 14 is a silicon wafer in a semiconductor process, the reflectance and the film thickness of the silicon wafer 14 after the processing can be measured. By configuring a signal from the photocoupler 13 to be input to a computer (not shown) having an image processing function, a desired image processing device can be obtained.
【００３２】なお、第１実施例において、機能素子設置
部１２に超音波やＸ線を用いた装置を設置することもで
きる。In the first embodiment, an apparatus using ultrasonic waves or X-rays can be installed in the functional element installation section 12.
【００３３】図７は、第２実施例を示し、この実施例に
おいては、測定対象物３０の上方に、測定対象物３０の
上面を照射できるＸ線源３１を設け、機能素子設置部１
２にＸ線検出器３２を設けている。このようにした場
合、測定対象物３０の簡易なＸ線画像を得ることができ
る。なお、Ｘ線源３１に代えて、レーザ装置や超音波発
信体を設け、Ｘ線検出器３２に代えて、適宜の検出器や
超音波センサを設けるようにしてもよい。FIG. 7 shows a second embodiment. In this embodiment, an X-ray source 31 capable of irradiating the upper surface of the measurement object 30 is provided above the measurement object 30 and the functional element installation section 1 is provided.
2 is provided with an X-ray detector 32. In this case, a simple X-ray image of the measurement target 30 can be obtained. Note that a laser device or an ultrasonic transmitter may be provided in place of the X-ray source 31, and an appropriate detector or ultrasonic sensor may be provided in place of the X-ray detector 32.
【００３４】上述の各実施例では、二次元スキャナ２０
が単一であったが、この二次元スキャナ２０を２個一対
として設けてもい。このような実施例を、第３実施例お
よび第４実施例として説明する。In each of the above embodiments, the two-dimensional scanner 20
However, two two-dimensional scanners 20 may be provided as a pair. Such an embodiment will be described as a third embodiment and a fourth embodiment.
【００３５】図８は、第３実施例を示し、この実施例に
おいては、二つの二次元スキャナ２０を上下方向に線対
称に配置し、上側の二次元スキャナ２０の機能素子設置
部１２に超音波発信体３３を設け、下側の二次元スキャ
ナ２０の機能素子設置部１２に超音波センサ３４を設
け、二次元超音波画像装置としている。なお、３５は測
定対象物である。FIG. 8 shows a third embodiment. In this embodiment, two two-dimensional scanners 20 are arranged symmetrically in the vertical direction, and the two-dimensional scanners 20 are superposed on the functional element installation section 12 of the upper two-dimensional scanner 20. An ultrasonic wave transmitter 33 is provided, and an ultrasonic sensor 34 is provided in the functional element installation section 12 of the lower two-dimensional scanner 20 to form a two-dimensional ultrasonic imaging apparatus. In addition, 35 is an object to be measured.
【００３６】このように構成した装置においては、上下
二つの二次元スキャナ２０の動作タイミングを合わせ
て、超音波発信体３３と超音波センサ３４とが常に対向
するように走査することにより、測定対象物３５におけ
る二次元超音波画像を得ることができる。In the apparatus configured as described above, the ultrasonic transmission body 33 and the ultrasonic sensor 34 are scanned so as to always face each other with the operation timings of the upper and lower two-dimensional scanners 20 matched, so that the object to be measured can be measured. A two-dimensional ultrasonic image of the object 35 can be obtained.
【００３７】図９は、第４実施例を示し、この実施例に
おいては、二つの二次元スキャナ２０を上下方向に線対
称に配置し、上側の二次元スキャナ２０の機能素子設置
部１２に赤外光源３６を設け、下側の二次元スキャナ２
０の機能素子設置部１２に赤外線検出器３７を配置する
とともに、両者の間に特定成分用に複数の分割されたセ
ル３８を設け、上下の二次元スキャナ２０にそれぞれ対
応する側面に複数の特定成分用のフィルタ３９を適宜の
間隔をおいて縦横に配置して、複数の成分を同時に測定
できるガス分析計に構成されている。FIG. 9 shows a fourth embodiment. In this embodiment, two two-dimensional scanners 20 are arranged symmetrically in the vertical direction, and the two An external light source 36 is provided, and the lower two-dimensional scanner 2
In addition, an infrared detector 37 is arranged in the functional element installation section 12 of the “0” and a plurality of divided cells 38 are provided between the two for a specific component, and a plurality of identification cells are provided on the side surfaces respectively corresponding to the upper and lower two-dimensional scanners 20. Component filters 39 are arranged vertically and horizontally at appropriate intervals to constitute a gas analyzer capable of simultaneously measuring a plurality of components.
【００３８】このように構成したガス分析計において
は、セル３８の一方の入口４０からガスを導入し、他方
の出口４１からガスを導出している状態において、上下
二つの二次元スキャナ２０の動作タイミングを合わせ
て、赤外光源３６と赤外線検出器３７とが常に対向する
ように走査することにより、ガス中に含まれる複数の成
分を同時に測定することができる。In the gas analyzer configured as described above, when the gas is introduced from one inlet 40 of the cell 38 and the gas is led out from the other outlet 41, the two upper and lower two-dimensional scanners 20 operate. By scanning so that the infrared light source 36 and the infrared detector 37 always face each other at the same timing, a plurality of components contained in the gas can be measured simultaneously.
【００３９】図１０は、第５実施例を示し、この実施例
においては、一つの二次元スキャナ２０を用い、その機
能素子設置部１２にミラー４１と複数の干渉フィルタ４
２を設けるとともに、その上方に冷却半導体センサ４３
を設けて、光学系内のミラー４１の移動による二次元走
査を行わせるようにして、複数のガス成分を同時に測定
できるようにしたものである。FIG. 10 shows a fifth embodiment. In this embodiment, one two-dimensional scanner 20 is used, and a mirror 41 and a plurality of interference filters 4
2 and a cooling semiconductor sensor 43 above it.
Is provided to perform two-dimensional scanning by moving the mirror 41 in the optical system so that a plurality of gas components can be measured simultaneously.
【００４０】図１１は、第６実施例を示し、この実施例
においては、一つの二次元スキャナ２０を用い、その機
能素子設置部１２に光学系の焦点位置となる冷却型の高
速焦電型センサ４４を設け、二次元スキャナ２０の動作
により光学系の焦点における赤外分布を測定することに
より、光学系の測定対象範囲での赤外分布を測定できる
ようにしたもので、簡易赤外画像システムとして用いる
ことができる。なお、図１１において、４５は高速焦電
型センサ４４を冷却するための冷却源装置、４６は光フ
ァイバである。FIG. 11 shows a sixth embodiment. In this embodiment, a single two-dimensional scanner 20 is used. The sensor 44 is provided to measure the infrared distribution at the focal point of the optical system by the operation of the two-dimensional scanner 20, so that the infrared distribution in the measurement target range of the optical system can be measured. Can be used as a system. In FIG. 11, reference numeral 45 denotes a cooling source device for cooling the high-speed pyroelectric sensor 44, and reference numeral 46 denotes an optical fiber.
【００４１】上述の各実施例においては、機能素子設置
部１２の描く軌跡が太陽歯車９の中心７を通るように構
成されているが、機能素子設置部１２の設置位置は、遊
星歯車１０上であって、その回転中心１１以外であれば
任意である。このようにした場合、機能素子設置部１２
が描く軌跡は、太陽歯車９の中心７を必ずしも通ること
はないが、種々の軌跡を得ることができる。In each of the above-described embodiments, the trajectory drawn by the functional element installation part 12 is configured to pass through the center 7 of the sun gear 9, but the installation position of the functional element installation part 12 is on the planetary gear 10. It is arbitrary as long as it is other than the rotation center 11. In this case, the functional element installation section 12
The path drawn by does not necessarily pass through the center 7 of the sun gear 9, but various paths can be obtained.
【００４２】また、上述の各実施例においては、二次元
スキャナ２０における遊星歯車１０を、太陽歯車９に常
に内接しながら回転するように設けてあったが、これに
代えて、図１２および図１３に示すように、遊星歯車１
０’を、その回転中心１１’が従動歯車６上であってそ
の回転中心７から適宜離れた位置にあり、しかも、従動
歯車６の回転中心７と同じ位置に回転中心を有する太陽
歯車９’に常に外接しながら回転するように設けてもよ
い。このようにした場合においても、機能素子設置部１
２に種々の軌跡を描かせることができる。In each of the above-described embodiments, the planetary gear 10 of the two-dimensional scanner 20 is provided so as to rotate while always being inscribed in the sun gear 9, but instead of this, FIGS. As shown in FIG.
0 ′ is a sun gear 9 ′ whose rotation center 11 ′ is on the driven gear 6 and is located at an appropriate distance from the rotation center 7, and which has a rotation center at the same position as the rotation center 7 of the driven gear 6. It may be provided so as to rotate while always circumscribing it. Even in this case, the functional element installation unit 1
2 can draw various trajectories.
【００４３】[0043]
【発明の効果】この発明は、以上のような形態で実施さ
れ、以下のような効果を奏する。The present invention is embodied in the above-described embodiment and has the following effects.
【００４４】この発明の二次元平面走査方法において
は、一軸のモータおよびこれによって駆動される歯車機
構を用いているので、構成が簡単であり、安価である。
そして、回転機構であり、制御が容易であるとともに、
連続的に使用することが可能であり、位置再現性に優れ
ている。In the two-dimensional plane scanning method of the present invention, since a one-axis motor and a gear mechanism driven by the motor are used, the configuration is simple and inexpensive.
And it is a rotating mechanism, which is easy to control,
It can be used continuously and has excellent position reproducibility.
【図１】第１実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment.
【図２】機能素子設置部に設けられる機能素子の一例を
概略的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of a functional element provided in a functional element installation unit.
【図３】この発明で用いる二次元スキャナの要部の構成
を概略的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of a two-dimensional scanner used in the present invention.
【図４】この発明の走査原理を説明するための図であ
る。FIG. 4 is a diagram for explaining the scanning principle of the present invention.
【図５】前記二次元スキャナの動作説明図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the two-dimensional scanner.
【図６】前記二次元スキャナによる軌跡の一例を示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a trajectory by the two-dimensional scanner.
【図７】第２実施例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment.
【図８】第３実施例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a third embodiment.
【図９】第４実施例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a fourth embodiment.
【図１０】第５実施例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a fifth embodiment.
【図１１】第６実施例を示す図である。FIG. 11 is a view showing a sixth embodiment.
【図１２】この発明で用いる二次元スキャナの他の実施
態様を示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing another embodiment of the two-dimensional scanner used in the present invention.
【図１３】前記二次元スキャナの要部の構成を概略的に
示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view schematically showing a configuration of a main part of the two-dimensional scanner.
２…モータ、５…原動歯車、６…従動歯車、７…従動歯
車および太陽歯車の回転中心、９，９’…太陽歯車、１
０，１０’…遊星歯車、１１，１１’…遊星歯車の回転
中心、１２…機能素子設置部、２０…二次元スキャナ。2 ... Motor, 5 ... Drive gear, 6 ... Driving gear, 7 ... Rotation center of driven gear and sun gear, 9,9 '... Sun gear, 1
0, 10 ': planetary gear, 11, 11': rotation center of planetary gear, 12: functional element installation part, 20: two-dimensional scanner.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 26/10 G01N 21/17 G01N 29/26 501 G01N 23/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 26/10 G01N 21/17 G01N 29/26 501 G01N 23/00
Claims (1)
この原動歯車に噛合する従動歯車と、この従動歯車の回
転中心と同じ位置に回転中心を有する太陽歯車と、前記
従動歯車上であってその回転中心から適宜離れた位置に
立設されたピン部材に枢支され、かつ前記太陽歯車に常
に内接または外接しながら回転する遊星歯車と、この遊
星歯車上であってその回転中心から適宜離れた位置に設
けられる機能素子設置部とからなり、前記モータの回転
によって、前記機能素子設置部が二次元平面を一筆書き
的に移動し、前記二次元平面をくまなく走査するように
構成したことを特徴とする二次元平面走査方法。A driving gear rotated by a motor;
A driven gear meshing with the driving gear, a sun gear having a rotation center at the same position as the rotation center of the driven gear, and a sun gear having a rotation center on the driven gear and appropriately separated from the rotation center.
A planetary gear that is pivotally supported by an erect pin member and that rotates while always inscribed or circumscribed with the sun gear; and a functional element provided on the planetary gear and at a position appropriately separated from the center of rotation. consists of a part, depending on the rotation <br/> of the motor, and wherein said functional element mounting portion moves the two-dimensional plane single stroke manner, and configured to scan all over the two-dimensional plane 2D plane scanning method.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP17304296A JP3349350B2 (en) | 1996-02-29 | 1996-06-11 | 2D plane scanning method |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7144196 | 1996-02-29 | ||
| JP8-71441 | 1996-02-29 | ||
| JP17304296A JP3349350B2 (en) | 1996-02-29 | 1996-06-11 | 2D plane scanning method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09292581A JPH09292581A (en) | 1997-11-11 |
| JP3349350B2 true JP3349350B2 (en) | 2002-11-25 |
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ID=26412546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17304296A Expired - Fee Related JP3349350B2 (en) | 1996-02-29 | 1996-06-11 | 2D plane scanning method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3349350B2 (en) |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN101226143B (en) * | 2007-08-15 | 2011-01-05 | 武汉市天虹仪表有限责任公司 | Long optical path air monitoring instrument |
-
1996
- 1996-06-11 JP JP17304296A patent/JP3349350B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09292581A (en) | 1997-11-11 |
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