(57)【要約】  光ビームの中へまたその外へフィルタを高速に移動させるための方法および機器が提供される。シャトル（１２）は、第１の端部に位置するこのフィルタと、他の端部の近くにおける、間隙を介して互いに離された第１および第２の磁気材料片を運ぶ。低摩擦のガイドウェイ（１６）が、このシャトル（１２）を支持する。ベース（１８）が、このガイドウェイ（１６）と、第３の磁気片（２８）とこの第１の片と第２の片（２２、２４）の間のコイル（３０、８４）とを支持する。このシャトル（１２）がＩＮにあるとき、これらの第１の片と第３の片（２２、２８）とは、第１の磁気ラッチを形成して、このシャトルをＩＮに解放可能に保持し、このシャトル（１２）がＯＵＴにあるとき、これらの第２の片と第３の片（２４、２８）とは、第２の磁気ラッチを形成して、このシャトルをＯＵＴに解放可能に保持する。このシャトル（１２）とこのベース（１８）との間の１つ（または複数）のスプリング（３６、３８）は、このシャトル（１２）がＩＮまたはＯＵＴにあるときにエネルギーを蓄積する。このコイル（３０、８４）をアクティブにすることは、これらのラッチ片の間の磁気吸引力を弱め、このシャトル（１２）を解放して、この１つ（または複数）のスプリング（３６、３８）によって駆動されて反対のＯＵＴポジションまたはＩＮポジションへと移動させる。
2007517260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端部に近接して前記構成要素を支持するようになっており、所定の距離（２３）だけ空けて配置された第１および第２の磁気材料片（２２、２４）が結合された第２の遠心端を有するシャトル（１２）と、
前記シャトル（１２）を支持し、前記構成要素が前記位置に実質的に存在する第１のＩＮポジションと、前記構成要素が前記位置に実質的に存在しない第２のＯＵＴポジションとの間で第１の方向に前記シャトル（１２）を移動することができるようにするガイドウェイ（１６）と、
前記ガイドウェイ（１６）を支持するためのベース（１８）と、
前記ベース（１８）に結合され、前記間隙を空けて配置された第１の磁気片（２２）と第２の磁気片（２４）との間に配置され、その結果、前記シャトル（１２）が前記ＩＮポジションに到達するときに前記第１の片（２２）と第３の片（２８）とが接触して第１の磁気ラッチを形成して前記シャトル（１２）を前記ＩＮポジションに解放可能に保持し、前記シャトル（１２）が前記ＯＵＴポジションに到達するときに前記第２の片（２４）と第３の片（２８）とが第２の磁気ラッチを形成して前記シャトル（１２）を前記ＯＵＴポジションに解放可能に保持する、共通の磁気軸を共有する第３の磁気片（２８）およびコイル（３０）であって、前記コイル（３０）によって生成される磁気パルスがどちらかの磁気ラッチを解放させ、前記ＩＮポジションまたはＯＵＴポジションから前記シャトル（１２）を解放する第３の磁気片（２８）およびコイル（３０）と、
前記シャトル（１２）と前記ベース（１８）との間に結合され、前記シャトル（１２）が前記ＩＮポジションまたはＯＵＴポジションのどちらかにあるときにエネルギーを蓄積し、どちらかの磁気ラッチが解放されるときにかかる蓄積されたエネルギーを前記シャトル（１２）に対して移送し、それによって前記シャトル（１２）を前記対向するＯＵＴポジションまたはＩＮポジションに移動させる１つまたは複数のスプリング（３６、３８）と、
を備える構成要素を所定の位置に配置し、そこから回収するための高速挿入アセンブリ（１０）。
【請求項２】
前記第１および第２の磁気材料片（２２、２４）は保磁子であり、前記第３の磁気材料片（２８）は永久磁石である、請求項１に記載のアセンブリ（１０）。
【請求項３】
前記第１および第２の磁気材料片（２２、２４）は永久磁石であり、前記第３の磁気材料片（２８）は保磁子である、請求項１に記載のアセンブリ（１０）。
【請求項４】
前記第３の磁気材料片（２８）は、第１の部分と第２の部分とを備え、前記第１の部分は、前記第１の磁気材料片（２２）に面する前記コイル（３０）の一端に配置され、前記第２の部分は、前記第２の磁気材料片（２４）に面する前記コイル（３０）の対向端に配置され、前記第１の片（２２）と前記第１の部分は、前記第１の磁気ラッチを形成し、前記第２の片（２４）と前記第２の部分が前記第２の磁気ラッチを形成する、請求項１に記載のアセンブリ（１０）。
【請求項５】
前記第１の片および第２の片（２２、２４）は、Ｕが互いに面している開放端を有して実質的にＵ字形である、請求項１に記載のアセンブリ（１０）。
【請求項６】
第２のコイル（８４）と磁気アーマチュア（８２）とをさらに備え、このうちの一方は前記ベース（１８）に結合され、このうちの他方は前記シャトル（１２）に結合され、その結果、電流パルスが前記第２のコイル（８４）に印加されるときに、前記シャトル（１２）が、ＩＮポジションまたはＯＵＴポジションのうちの一方に向かって移動する、請求項１に記載のアセンブリ（１０）。
【請求項７】
間隙を空けて配置された対向する第１の双安定ポジションと第２の双安定ポジションとの間でシャトル（１２）を移動させるためのシステムであって、
前記シャトル（１２）が前記第１の双安定ポジションにあるか前記第２の双安定ポジションにあるかを決定するための１つまたは複数のセンサ（９０−１、９０−２、９０−３）と、
磁気吸引力を与え、それによって前記第１の双安定ポジションまたは前記第２の双安定ポジションのどちらかに前記シャトル（１２）を解放可能に保持する磁気ラッチを形成するためのアセンブリ（１０、６０、７８）と、
前記アセンブリ（１０）の一部分（２６）に磁気的に結合され、前記コイル（３０）に十分な電流パルスが供給されるときに、このコイルが、前記磁気ラッチを形成する前記磁気吸引力に一時的に打ち勝つ磁界を生成し、それによって前記磁気ラッチを解放させる、第１のコイル（３０）と、
前記１つまたは複数のポジションセンサ（９０−１、９０−２、９０−３）および前記第１のコイル（３０）に電気的に結合され、外部入力（１１０）を有する制御装置（１０８）と、  を備え、
前記制御装置（１０８）は、前記１つまたは複数のセンサ（９０−１、９０−２、９０−３）からのシャトルポジションデータとポジション変更コマンドとを前記外部入力（１１０）を経由して受け取り、次いで前記コマンドで指示されたポジションが、現在のシャトルポジションとは異なる場合に、前記制御装置（１０８）が、前記十分な電流パルスを前記第１のコイル（３０）に供給し、それによって前記磁気ラッチを解放させ、その結果、前記シャトル（１２）が前記対向する双安定ポジションへと移行する、
システム。
【請求項８】
前記制御装置（１０８）に電気的に結合された第２のコイル（８４）をさらに備え、前記シャトル（１２）に結合され、前記第２のコイル（８４）に係合するアーマチュア（８２）をさらに備え、前記アーマチュア（８２）が、前記第２のコイル（８４）によってアクティブにされて、前記制御装置（１０８）によって前記第２のコイル（８４）に対して送り出される１つまたは複数の電流パルスに応じて、その第１または第２の双安定状態のうちの一方に前記シャトル（１２）を配置する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記制御装置（１０８）に結合され、前記１つもしくは複数のセンサ（９０−１、９０−２、９０−３）のうちの少なくとも１つ、または前記第１のコイル（３０）、あるいはその両方の調子を決定するための１つまたは複数のＴＬＭセンサ（９８）をさらに備える、請求項７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に高速直線並進運動のための手段および方法に関し、より詳細にはフィルタまたは他の構成要素を光路または他の経路へと高速に挿入するための手段および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数のタイプの装置は、フィルタ、レンズ、検出器、プリズム、スクリーン、アイソレータ、および他の構成要素の一時的な挿入（および除去）を必要とする。これらの構成要素が挿入され、除去される経路は、音響経路であってもよく、また光伝搬経路、マイクロ波伝搬経路、ｘ線伝搬経路、または他のＥＭ（電磁）伝搬経路であってもよい。説明の都合上、言葉「光学的」を本明細書中において使用して、このような任意のまたすべての音響的信号およびＥＭ信号を表現し、言葉「フィルタ」または「複数のフィルタ」を本明細書中において使用し、このような経路に高速に挿入し、このような経路から除去することを望まれる構成要素のうちの任意のものおよびすべてのものを表現する。フィルタを一時的に導入するための、従来技術における最も一般的な構成は、回転するフィルタホイールアセンブリを用いたものである。これらのフィルタの中心を介して描かれる円が光路の中心を通過するように、フィルタの環状アレイがしばしば、光路のそばにシャフトまたはピボットの周囲を回転するように設けられることがある。このフィルタホイールが回転するにつれて、異なるフィルタが、この光路に導入され、またそこから除去される。このアプローチの限界は、これらのフィルタが、このフィルタホイール上に配置されている順序に従って逐次的に導入される必要があることである。これは、逐次的なフィルタ変更でなくてランダムなフィルタ変更が必要とされる場合には、重大な限界となってしまう。
【０００３】
従来技術で使用される他のアプローチは、この光路のそばに一方が他方の背後に離れて配置されるフィルタのスタックを設けることである。各フィルタが、回転するアームに結合される。作動させられるときに、このアームは、このフィルタをこの光路の中に入れ、そこから取り出す。この構成は、ランダムなフィルタの選択を可能にするが、この構成は、フィルタごとに別々の回転差動アームを必要とするので、望ましいものよりもかさばり、また通常はもっと重くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、この従来技術の限界の一部またはすべてを克服する改善されたフィルタ挿入の手段および方法を実現することが望ましい。とりわけ、このフィルタ移送機器が、簡単で、堅牢で信頼性が高く、挿入および除去のために回転するホイールまたはアームなどを必要とせず、ランダムなフィルタ選択を実現することができることが望ましい。さらに、本発明の他の望ましい機能および特徴については、添付図面ならびに前述の技術分野および背景技術を併せ読むことにより、以下に続く詳細な説明および添付特許請求の範囲から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
フィルタまたは他の構成要素を光ビームまたは音響ビームの中へと急速に移動させ、またその外に急速に移動させるための機器が提供される。この機器は、第１の端部に位置するフィルタまたは他の構成要素と、他の端部の近くにおける、間隙を介して互いに離された第１と第２の磁気材料片とを運ぶシャトルを備える。低摩擦のガイドウェイが、移動可能にこのシャトルを支持する。ベースが、ガイドウェイを支持し、第３の磁気片を支持し、第１のコイルがこの第１の片と第２の片との間に配置されることが好ましい。このシャトルがＩＮにあるとき、この第１の片と第３の片とは、このシャトルをＩＮに解放可能に保持する第１の磁気ラッチを形成し、このシャトルがＯＵＴにあるときには、この第２の片と第３の片とは、このシャトルをＯＵＴに解放可能に保持する第２の磁気ラッチを形成する。このシャトルとベースとの間の１つまたは複数のスプリングは、このシャトルがＩＮまたはＯＵＴにあるときに、エネルギーを蓄積する。第１のコイルをアクティブにすることは、これらのラッチ片の間の磁気的吸引力を弱め、このシャトルが移動するように自由にし、この１つまたは複数のスプリングによって反対側のＯＵＴポジションまたはＩＮポジションへと駆動される。第２のコイル、およびこのベースとこのシャトルとの間に結合されたアーマチュアは、任意の中間ポジションからＩＮポジションまたはＯＵＴポジションへとこのシャトルをリセットする際に助けになるように設けられることが望ましい。
【０００６】
フィルタまたは他の構成要素を光ビームまたは音響ビームの中へと高速に移動させ、またその外に高速に移動させるための方法が提供される。第１の実施形態においては、この方法は、このシャトルが、ＩＮにあるか、その中間にあるか、ＯＵＴにあるかを決定するステップを含む。ＩＮにある場合、次いで第１の信号をこの第１のコイルに送って、この第１の磁気ラッチを解放し、このシャトルをＯＵＴへと移動させ、あるいはその中間にある場合には、第２の信号を少なくともこの第２のコイルに送って、このシャトルをＯＵＴへと移動させる。この決定するステップおよび送るステップの前、間または後にこのシャトルをＩＮまたはＯＵＴに位置づけることを指示するコマンドを受け取り、このコマンドがＯＵＴにするためのものである場合、このシャトルはすでにＯＵＴにあるので、この受け取るステップを反復し、あるいは、このコマンドがＩＮにするためのものである場合には、他の信号をこの第１のコイルに送って、この第２の磁気ラッチを解放し、それによってこのシャトルをこのＩＮポジションに移動させる。好ましい実施形態においては、この第１の信号を送った後に、このシャトルポジションを検査して、このシャトルがこのＯＵＴポジションに移動しているか否かを決定し、移動していない場合、エラー報告を発行し、移動している場合には、この受け取るステップへと進む。同様にして、このシャトルをＩＮに移動させる他の信号を送った後にこのシャトルがこのＩＮポジションに移動しているかどうかを検査して決定し、移動していない場合、エラー報告を発行し、移動している場合には、この受け取るステップまたは位置づけるステップへと戻る。他の実施形態においては、このシャトルがＩＮまたはＯＵＴあるいはその間にあるかを決定した後に、ＩＮまたはＯＵＴにある場合、この実際のシャトルポジションは記憶され、コマンドで命令されたポジションと比較し、もし異なっている場合には、シャトル移動コマンドが発行されて、このシャトルを再配置させて、このコマンドで命令されたポジションと一致させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明については、以降において以下の図面に関連して説明することにする。同様な番号は同様な要素を示している。
【０００８】
以降の詳細な説明は、単に例示的な性質のものにすぎず、本発明を、あるいは本発明の用途および使用を限定することを意図してはいない。さらに、先行する技術分野、背景技術、簡単な概要、または以降の詳細な説明に提示される表現され暗に示されたどのような理論によっても束縛を受けるべき意図は存在しない。本明細書中で使用されるように、用語「保磁子」および「磁極片」は、区別なく使用され、磁性である（例えば、高透磁率を有する）が、磁界のないところではあまり強い永久磁性を保持しない材料のことを意味している。磁性である材料に関しては、強磁性材料が好ましい。このような磁性材料が、外部磁界が存在しないときに永久磁性を示す場合には、これらの材料は、一般に磁石と呼ばれ、これらの材料が、このような永久磁性を恒久的に示さない場合には、これらの材料は、一般に保磁子、または磁極片、あるいは単に磁気材料と呼ばれる。
【０００９】
図１は本発明の高速挿入アセンブリ１０の簡略化された平面図であり、図２は、本発明の高速挿入アセンブリ１０の一部切り取られた断面図であり、図３は、本発明の高速挿入アセンブリ１０の端面図であり、また図４は、本発明の高速挿入アセンブリ１０のさらなる断面図である。図２および図４の断面図は、それぞれ図１上に示される位置２−２および４−４における断面図である。高速挿入アセンブリ１０は、この光ビームまたは音響ビームの中に導入することが望まれるフィルタ（すなわち、任意の構成要素）が配置される領域または開口部１４を有する移動可能シャトル１２を備える。フィルタを取り付ける領域または開口部１４は、平面図ではほぼ円形をしているものとして示されているが、これは、単に説明の都合上にすぎず、限定すべきことを意図してはいない。領域または開口部１４は、便利などのような形状を有することもできる。シャトル１２は、好都合なことには、Ｕ字形のガイドウェイまたはトラック１６中を矢印１５によって示される方向に滑るように進むことが好ましいが、必ずしも必須ではない。ガイドウェイトラック１６は、ベース１８により、ほぼ平行に位置合わせされて支持され保持される。シャトル１２とガイドウェイトラック１６との間の境界面１３は、シャトル１２が、ほとんど力を加えないでガイドウェイトラック１６中を滑るように進むことができるように低摩擦の境界面であることが望ましい。シャトル１２とガイドウェイトラック１６との間で磁気浮上を使用して、境界面１３における摩擦を最小にし、または回避することができる。リニアベアリングは、適した低摩擦構成のさらなる実施例である。当業者なら、ガイドウェイトラック１６中のシャトル１２についての低摩擦ガイドウェイまたはその等価形態をどのようにして実現すべきかを理解するはずである。シャトル１２は、フィルタを取り付ける位置１４に対向する、シャトル１２の遠心端に一般的に配置されたカットアウト領域２０を有することが望ましいが必ずしも必須ではない。一般的には、Ｕ字形の磁極片または棒磁石２２、２４が、このＵ字形の領域が互いに向かい合ってシャトル１２中にカットアウト領域２０の対向する端部に取り付けられる。磁極片または磁石２２、２４は、距離２３を空けて配置されたこれらの各磁極を有し、シャトル１２に取り付けられ、シャトル１２と共に移動する。適切な磁極性、例えば北（Ｎ）および南（Ｓ）がこれらの上に示されている。当業者なら、２２および２４が単に磁極片または保磁子にすぎない場合には、次いで示される磁極性は、磁極片または保磁子２２、２４が以下で説明するように磁石２８の近傍へと移動するときに誘導されることを理解されよう。図に示すように、コイル３０と相対的なＮ−Ｓ磁極性を有する磁石２８を備えるサブアセンブリ３４が、領域２０内に位置づけられ、ベース１８の一部分２６に取り付けられている。棒形状またはペレット形状の１つ（または複数）の磁石２８は、単一の磁石であってもよいし、また複数の磁石であってもよく、またコイル３０は、単一のコイルであってもよいし、複数のコイルであってもよい。どちらの構成も有用である。この１つ（または複数）の磁石と１つ（または複数）のコイルは、共通の磁気軸を共有すべきである。磁石２８の各磁極は、好都合なことには矢印１５の方向に寸法２９を有する。磁石２８のＮ−Ｓ磁極性は、磁極片または磁石２２、２４の磁極性と逆であることが理解されよう。シャトル１２が、ガイドウェイ１６内を移動するときに、磁極片または磁石２２、２４は、シャトル１２と共に移動するが、磁石２８、コイル接点３２を有するコイル３０を備えるサブアセンブリ３４は、ベース１８に固定されたままである。
【００１０】
スプリング３６、３８は、シャトル１２がサブアセンブリ３４に関して図１〜４に示される平衡（ニュートラル）ポジションからかき乱されるときに、復帰力を提供する。スプリング３６、３８は、シャトル１２と組み合わされた共振スプリングとなることが望ましいが、これは必ずしも必須ではない。２本のスプリング３６、３８が好ましいが、一部の実施形態においては、１本のスプリングしか使用されないこともあることが理解されよう。さらに、スプリング３６、３８は、方向１５とほぼ同軸状に取り付けられるコイルタイプのスプリングとして示されているが、これは必ずしも必須ではない。例えば、スプリング３６、３８は、シャトル１２の平面および／または中心線からずれていてもよい。さらに、スプリング３６、３８はコイルタイプのスプリングである必要はない。例えばシャトルの運動方向１５にほぼ直角に方向付けられたリーフタイプのスプリングを使用することもできる。本発明については、以降でコイルタイプのスプリング６３、６８を使用するものとして説明されるが、これについては、限定することを意図してはおらず、単に説明の都合上にすぎない。多数の異なるスプリング構成（例えば、コイル、リーフ、ねじれなど）を使用することができ、これらは本発明の範囲内に含まれることが意図されていることが、当業者なら本明細書中の説明に基づいて理解されよう。
【００１１】
図５Ａおよび６Ａは、ガイドウェイ１６およびベース１８に関する異なるポジションにシャトル１２を有する図１の高速挿入アセンブリ１０の平面図であり、図５Ｂおよび６Ｂは、この高速挿入アセンブリ１０の右側面図である。図５Ａ〜Ｂにおいては、シャトル１２は、引っ込められたポジション４４にあり、すなわち、フィルタ取り付け領域がその光路から除去されたポジションにある。スプリング３６は圧縮され、スプリング３８は伸張させられている。磁極片（または磁石）２４は、反対の磁極性が互いに向かい合って磁石２８と接触している。この状態では、シャトル１２は、引っ込められたポジション４４に磁気的にラッチされている。図６Ａ〜Ｂにおいては、シャトル１２は、伸張させられたポジション４６にあり、すなわちフィルタ取り付け領域１４が光路６４を含むポジションにある。スプリング３８は圧縮され、スプリング３６は伸張させられている。磁極片（または磁石）２２は、反対の磁極性が互いに向かい合って磁石２８と接触している。この状態では、シャトル１２は、伸張させられたポジション４６に磁気的にラッチされている。磁石２８は、永久磁性であり、磁極片または「保磁子」２２、２４は、磁性であるので、シャトル１２は、この保持する磁力が解放されるまで、伸張させられたポジション４６または引っ込められたポジション４４にラッチされたままに留まることになる。これは、例えば接点３２を介して磁石２８の磁界を瞬間的に部分的に打ち勝つようにする方向の電流の短いパルスをコイル３０に供給することにより達成される。磁石２８の磁気吸引力が低下されるとすぐに、スプリング３６、３８は、シャトル１２をこの反対の磁石−保磁子の組合せによって捕捉される、その反対の極端なポジションへと駆動する。好ましい実施形態においては、片２８は、永久磁性であり、片２２、２４は、単なる磁極片または保磁子にすぎない。どちらのラッチされたポジションにおいても、磁石２８が、各磁極片あるいは保磁子２２または２４によって短絡されるので、これは好ましい。しかし、この好ましい構成については、磁気的に反転させられてもよい。すなわち、片２２、２４は、永久磁石とすることができ、片２８は、その「保磁子」とすることができる。どちらの構成も機能する。いずれにしても、この磁気ラッチを解放するためには、コイル３０は、スプリング３６、３８の力に対してこの磁石−保磁子の組合せを一緒に保持する磁気吸引力を弱めるのに、すなわち保磁子２２または２４と接触する磁石２８のフィールドを弱めるのに、あるいは保磁子２８と接触する磁石２２または２４のフィールドを弱めるのに、十分な磁界を供給する必要があるにすぎない。片２２，２４および２８のすべてが永久磁石である場合には、次いでコイル３０は、より大きな磁気パルスを供給して、この磁気ラッチを解放させる必要があるが、この構成についても除外されない。
【００１２】
説明の都合上、以下の考察においては、片２８は永久磁石であり、片２２、２４は保磁子であることが仮定されているが、これらの役割は反転することができること、またすべての３つの片２２、２４、２８を磁石とすることもできることを、当業者なら本明細書中の説明に基づいて理解されよう。次にシャトル１２が引っ込められたポジション４４に示される図５Ａ〜Ｂを参照すると、コイル３０にパルスを与えることは、磁石−保磁子の組合せ２４、２８によって形成される磁気ラッチを解放する。圧縮されたスプリング３６および伸張させられたスプリング３８は、次いでシャトル１２を方向１５Ａに急速に加速する。シャトル１２が図１に示されるようにその行程の中間点に到達すると、このスプリング力がバランスさせられるが、そのフライトの前半の間にシャトル１２によって獲得される運動量は、スプリング３８を圧縮し、スプリング３６を伸張させるのに十分であり、シャトル１２を図６Ａ〜Ｂに示される伸張させられたポジション４６に運び、ここで磁石−保磁子の組合せ２２、２８は、ラッチし、それによって伸張させられたポジション４６にシャトル１２を捕捉する。伸張させられたポジション４６において開始されるときには、この逆が行われる。コイル３０にパルスを与えて磁石２８のフィールドを短い間、低下させることは、磁石−保磁子ラッチの組合せ２２、２８を解放し、圧縮されたスプリング３８および伸張させられたスプリング３６は、シャトル１２を方向１５Ｂへと強制し、ここで、このシャトルは、磁石−保磁子の組合せ２４、２８によって捕捉され、この組合せは、このシャトルを引っ込められたポジション４４にラッチする。したがって、アセンブリ１０は、コイル３０を介して導かれる短い電流パルスに応じて状態を変化させる双安定の高速挿入後退メカニズムである。この電流パルスは、このシャトルフライト時間よりも短く、その結果、シャトル１２上の対向する保磁子２２または２４は、磁石２８に到達するときに、この磁束を打ち消し合うパルスは弱まっており、磁石２８は、もう一度保磁子２２または２４に対してラッチすることが可能になる。片２２、２４、ならびに片２８が磁石である場合、次いでコイル３０を介してのパルス電流が十分に増大させられる場合には、磁石２８の恒久的な磁束が打ち消され、磁束の反転が行われ、すなわち磁石２８のＮ−Ｓ磁極性が反転させられる。これらの状況下では、反発磁力が生じる可能性がある。この反発磁力は、さらにシャトル１２を加速し、そのシャトルにその逆のポジションに向かっての余分な推進力を与える。このようにして、スプリングの曲げからのどのようなエネルギー損失もコイル３０によって供給される追加エネルギーによって克服される。コイル３０は、磁石２８を取り囲むように示されているが、これは必ずしも必須ではない。コイル３０は、永久磁石（例えば、２８および／または２２、２４）によってもたらされる磁気ラッチ力を、コイル３０を介して電流パルスを送ることにより克服することができるようにするどのような構成でも配置することができる。さらに、２つのコイル３０であることが、都合がよいが、これは必ずしも必須ではなく、１つまたは複数のコイルが使用されてもよい。
【００１３】
もう一度図１を参照すると、フィルタ領域開口部１４は、方向１５の方向に寸法１１であり、シャトル１２は、フィルタ取り付け領域１４の内側エッジ１７からシャトル１２の外側エッジ１９への方向１５の方向に寸法１３を有する。シャトル１２がこの光路から完全に引っ込められるようにするためには、次いでシャトル１２は、寸法１３の量だけ、あるいは光路の幅だけ内側に移動するべきである。このような状況では、磁石２２、２４の面５０、５２の間の間隔２３は、磁石２８の厚み２９を差し引いた間隔２３の寸法が寸法１３またはこの光路の幅以上であるようにすべきである。これにより、フィルタ取り付け領域１４を有するシャトル１２を、完全に挿入し、回収することができるようになる。
【００１４】
図７は、このタイプのそれぞれが図１〜６中に示される高速挿入アセンブリ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４のアレイ６０の簡略化された平面図である。アセンブリ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４は、光路６４の周囲のフレーム６２内またはフレーム６２上に支持される。アセンブリ１０−１のシャトル１２−１およびフィルタ領域１４−１が、光路６４がフィルタ領域１４−１内に中心が置かれた伸張させられたポジションにラッチされているものとして示される。アセンブリ１０−２、１０−３、１０−４は引っ込められたポジションにラッチされている。この適切なアセンブリの制御コイル３０にパルスを与えることによって、アセンブリ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４上に取り付けられたこれらのフィルタのうちの任意の１つを高速にランダムに光路６４に挿入し、光路６４から除去することができる。４つのアセンブリ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４しかアレイ６０中には示されていないが、当業者なら、隣接するアセンブリが邪魔をしない限り、より多くのまたはより少ない高速挿入アセンブリが、アレイ６０中に配置されてもよいことを理解されよう。アレイ６０は、この円の周囲に対称に取り付けられるこれらのシャトルアセンブリを伴ってほぼ環状であるものとして示されるが、これは単に説明の都合上にすぎず、限定することを意図してはいない。アレイ６０は、これらの個々の高速挿入アセンブリを配置する便利な任意の形状を有することが可能であり、ここでこれらのシャトルは、互いに邪魔をせずに光ビームの内部および外部へ移動することができる。さらに、これらのシャトルアセンブリは、このシステム設計者が直面するこの特定のタスクを最良に達成するどのような方法における異なる位置にも、また便利などのような角度でも、取り付けることができる。また、これらの様々なシャトルアセンブリ（例えば、１０−１、１０−２、１０−３、１０−４など）は、同じ平面内に存在する必要はない。例えば、シャトルアセンブリ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４は、図７の平面に垂直な、異なる高さに存在することが可能であり、その結果、いくつかは、邪魔することなく同時に挿入することもできる。さらに、フレーム６２の下側ならびに上側に取り付けられたシャトルアセンブリが存在することが可能である。様々なシャトルアセンブリを配置することにより、その結果、これらのシャトルは、異なる面内に存在し、コンパクトな邪魔をしないアレイ中に取り付けることができるシャトルアセンブリ数を増大させることが可能である。
【００１５】
図８Ａは、図１と同様な図であるが、本発明のさらなる実施形態による高速挿入メカニズム７８の図であり、図８Ｂは、図８Ａのメカニズム７８の側面図である。メカニズム７８は、リセット駆動メカニズム８０と組み合わされた、図１〜６による高速挿入アセンブリ１０を備える。リセット駆動メカニズム８０は、シャトル１２の磁極片２２に便利に結合された全体的にロッド形状のアーマチュア８２を通常備える。アーマチュア８２は、電気接点８６を有する電磁コイル８４をスライド可能なように通過する。コイル８４は、アセンブリ１０のベース１８に結合されたベース部分８８上で支持される。１つまたは複数のポジション監視装置９０は、アセンブリ１０中のシャトル１２のポジション、すなわちこの設計者のニーズに応じて、引っ込められたポジション（図５Ａ〜Ｂ、７参照）中の、挿入されたポジション（図６Ａ〜Ｂ、７参照）中の、ニュートラルポジション（図１〜２参照）中の、あるいは何らかの中間ポジション中のポジションを決定するためにベース１０上に便利に設けられる。ポジション監視装置９０は、ベース１８、８８上、またはトラック１６上、あるいはシャトル１２上に配置されてもよい。どの構成も有用である。１つのポジション監視装置９０しか図８中では見ることができないが、これは限定することを意図してはおらず、当業者なら、複数のポジション監視装置が、ベース上、トラック上、シャトル上、または他のどこの上の便利な任意の位置に配置されてもよいことが理解されよう。代わりに、フレーム１６、またはベース１８、あるいは他の適切な基準に関するシャトル１２のポジションを測定することが可能な１つのポジション監視装置が、使用されてもよい。ポジション監視装置については、当技術分野において、よく知られている。
【００１６】
アーマチュア８２は、全体的にロッド形状の装置であるものとして示されているが、これは限定することを意図したものではなく、他の便利などのような形状が使用されてもよい。アーマチュア８２は、好都合なことには磁気材料からできており、その結果このアーマチュアは、リセットコイル８４によって生成される磁界に反応する。パルスが、接点８６を介してリセットコイル８４に印加されるときに、リセットコイル８４を流れる電流は過渡的な磁界を生成し、この磁界は、例えばアーマチュア８２に対する吸引力を引き起こし、このアーマチュアを方向８３に移動させ、図５Ａ〜Ｂに示される引っ込められたポジションへとシャトル１２を引き込み、ここでこのシャトルは、磁石−保磁子の組合せ２８、２２、または２２、２８によって捕捉される。前述のように、シャトル１２は、１つ（または複数）のコイル３０にパルスが与えられ、それによってこの磁気ラッチを開き、シャトル１２を図６Ａ〜Ｂに示される伸張させられたポジションに向かって送り出すまで、このラッチされた（引っ込められた）ポジションのままに留まる。したがって、リセット駆動メカニズム８０を使用することにより、シャトル１２は、このニュートラルポジションまたは他の中間ポジションからラッチされたポジションへと移動させることができる。この設計者またはユーザのニーズに応じて、どちらのラッチされたポジションも「パーク」ポジション、すなわちシャトル１２が通常は格納されているが、次のポジション変更コマンドを待っているポジションとして採用されてもよい。
【００１７】
リセット駆動メカニズム８０は、ベース８０、１８に取り付けられた駆動コイル８４と、シャトル１２に直接に結合されたアーマチュア８２とを備えるものとして示されているが、これは、限定することを意図したものではない。シャトル１２をこのニュートラルポジションからこれらのラッチされたポジションのうちの一方に向かって、またはこの一方に引き込み、あるいは押し進めるための任意のタイプのメカニズムが、使用されてもよく、非限定的な実施例には、クランクのようなリンケージによってシャトル１２に結合された回転式アーマチュアと、適切なプッシュレバー、プルレバー、プッシュアーム、またはプルアームによってシャトル１２に結合されたプランジャ付きのソレノイドと、シャトル１２をこれらのラッチされたポジションのうちの一方に向かって、またはこの一方に引き込むスプールおよびスレッドまたはワイヤ構成などがある。これらの構成はすべて、このニュートラルポジションからこれらのラッチされたポジションのうちの一方または他方に向かって、あるいはこの一方または他方にシャトルの正の変位を与えることができる。
【００１８】
リセット駆動メカニズム８０は、図１〜２のニュートラルポジションから完全に図５Ａ〜Ｂおよび図６Ａ〜Ｂのラッチされたポジションにシャトル１２を引き込む（または押し進める）ことができる必要はない。このシャトルを一方の方向または他の方向へと開始させる必要があるだけである。シャトル１２がその正しい方向にこのニュートラルポジションを通過するたびに、コイル８４にさらなるパルスを印加することにより、このニュートラルポジションの周囲におけるシャトル１２の発振の振幅が増大することになる。一連の適切に時間が計られたパルスを供給することによって、この発振の振幅は、これらの保磁子−磁石の組合せの一方がラッチするまで増大することになる。シャトル１２が第１のポジションにラッチされた後に、このシャトルは、通常の動作を介して他方の双安定ポジションへと移送することができる。リセット駆動メカニズム８０を使用してこの保磁子−磁石ラッチの保持を開くのに十分な強さの、コイル８４を流れる電流パルスを用いて、その引っ込められたポジションまたは伸張させられたポジションからシャトル１２のラッチをはずすことも可能である。アーマチュア８２は、永久磁石を含んでいてもよい。永久磁石は、リセット駆動メカニズム８０が、回転式アーマチュアおよびリンケージ（図示せず）を使用してシャトル１２を移動させる場合には特に有用である。
【００１９】
図９Ａは、図８Ａと同様な図であるが、本発明のさらに他の実施形態による高速挿入メカニズム７８’の図であり、図９Ｂは、図９Ａのメカニズム７８’の側面図である。図９Ａ〜Ｂのメカニズム７８’および関連する駆動メカニズム８０’は、シャトル１２内のアセンブリ３４が省略され、駆動メカニズム８０’がこのシャトルのリセット機能も、双安定捕捉機能および双安定解放機能も共に提供する点で図８Ａ〜Ｂに示されるものとは異なっている。次に図９Ａ〜Ｂを参照すると、シャトル１２は、ガイドウェイ１６中に移動可能に支持され、すでに説明している１つまたは複数の復帰スプリング３６、３８が設けられている。以上で指摘したように、メカニズム３４（図１ないし８Ａ〜Ｂ参照）は省略され、シャトル１２と支持物２６’の間に延びるスプリング３６、３８は、ベース１８に固定して結合される。シャトル１２は、ベース１８に固定された部分２６’と共に方向１５へと移動し、スプリング３６、３８は、圧縮され、または伸張させられる。図８Ａ〜Ｂにおける構成と同様に、接点８６を有するコイル８４は、ベース１８に結合されたベース部分８８に固定される。以前と同様に、アーマチュア８２は、接点８６を介してコイル８４に供給される電流パルスに応じてコイル８４中をスライド可能なように移動する。アーマチュア８２はその上に、図８Ａ〜Ｂの片２４、２２と機能が類似している磁気片２４’、２２’を固定して取り付けている。コイル８４はその上に、図８Ａ〜Ｂの磁気片２８と機能が類似している磁気片２８Ａ〜Ｂを取り付けている。磁気片２２’、２８Ｂの組合せは、第１の解放可能な双安定磁気ラッチを形成し、磁気片２４’、２８Ａの組合せは、第２の解放可能な双安定磁気ラッチを形成し、これらは、それぞれ図１ないし８Ａ〜Ｂ中における磁気片２２、２８および２４、２８によって形成される双安定磁気ラッチに類似している。磁気片２２、２４、２８のうちのどれが永久磁石であり、どれが単なる磁気保磁子にすぎないかに関する図１ないし８Ａ〜Ｂに関連した以前の考察は、適切な構成の磁気極性を有する図９Ａ〜Ｂの磁気片２２’、２４’、２８Ａ、２８Ｂにも当てはまる。磁気片２２’、２４’、２８Ａ、２８Ｂは、断面が長方形であってもよく、また円形であってもよい。磁気シャント２８Ｃが設けられてもよいが、これは必ずしも必須ではない。動作中に、１つまたは複数の電流パルスをコイル８４に印加することにより、アーマチュア８２、およびしたがってシャトル１２を双安定磁気ラッチ２２’、２８Ｂまたは２４’、２８Ａのうちの一方または他方が、係合するまで中へまたは外に移動させ、それによってシャトル１２をこのＩＮポジションまたはＯＵＴポジションに捕捉させる。このシャトルの位置は、前述のように１つ（または複数）のポジションセンサ９０を使用することによって決定することができる。シャトル１２がＩＮポジションまたはＯＵＴポジションにラッチされた後に、コイル８４に短い電流パルスを印加することは、この対応する双安定磁気ラッチの磁気吸引力を減少させ、スプリング３６、３８は、他方のＯＵＴ双安定ポジションまたはＩＮ双安定ポジションにシャトル１２を駆動する。このようにして、前述したように、図９Ａ〜Ｂの構成は、シャトル１２の双安定動作を可能にするが、双安定の捕捉機能および解放機能、ならびにシャトルリセット機能が、単一の駆動コイルを使用して得られるという利点を有している。
【００２０】
図１０Ａは、本発明の単一の高速挿入アセンブリ１０、７８を使用し、図１１の方法２００を実行するのに適したシステム９２の簡略化された電気的な概略ブロック図である。システム９２は、制御機能９４とセンサ−アクチュエータ機能９６を備える。センサ−アクチュエータ機能９６は、高速挿入アセンブリ１０、６０、７８に関連づけられる。センサ−アクチュエータ機能９６は、図９のポジションセンサ９０に類似した１つまたは複数のポジションセンサ９０−１、９０−２、９０−３を備える。センサ９０−１は、シャトル１２が図５Ａ〜Ｂに示されるような引っ込められたポジション（「ＯＵＴ」と称する）にあるときにセンスするように配置されることが好ましい。センサ９０−２は、シャトル１２が図６Ａ〜Ｂに示されるような伸張させられたポジション（「ＩＮ」と称する）にあるときにセンスするように配置されることが好ましい。オプションのセンサ９０−３は、シャトル１２が図１〜２に示されるニュートラルポジション（「ＮＥＵ」と称する）にあるときにセンスするように配置されることが好ましい。
【００２１】
遠隔測定（ＴＬＭと短縮）センサ９８が望ましいが、これは必ずしも必須ではない。ＴＬＭセンサ９８は、様々なセンサ９０−１、９０−２、９０−３などと、アクチュエータ３０、８４、すなわちこの磁気パルスを供給してシャトル１２を移動させ、またはラッチさせ／ラッチをはずすこれらのコイルまたは他のモータ（一括して「コイル」または「複数のコイル」）の状態についてのデータを収集する。ＴＬＭセンサ９８によって測定されたデータは、アセンブリ１０、６０、７８の様々な構成要素の「調子（ｈｅａｌｔｈ）」を評価する際に有用な、温度、電圧、電流、および他の情報を含むことが可能である。このようなパラメータをリモートに測定し、これらを監視システムに伝えるための技法は、当技術分野においては、よく知られている。アクチュエータ機能９６はまた、以前に説明しているように、シャトル１２を移動させ、ラッチし、かつ／またはラッチポジションから解放されるようにするコイル３０、８４を含んでもいる。
【００２２】
制御機能９４は、センサ９０−１、９０−２、９０−３から、それぞれバスまたはリード１０２−１、１０２−２、１０２−３を介してデータを受け取るポジション入力インターフェース１０１を有するポジションプロセッサ１０２を含んでいる。制御機能９４はまた、その所望の磁気駆動電流を供給して、リードまたはバス１０４−１上のコイル３０のラッチをはずし、リード１０４−２上のコイル８４をリセットする出力プロセッサ１０４および関連する出力ドライバ１０３を含んでいる。制御機能９４はまた、関連するＴＬＭ入力インターフェース１０５を有する、オプションとしてのＴＬＭプロセッサ１０６を含んでおり、ＴＬＭセンサ９８からバスまたはリード１０６−１を介してデータを受け取る。制御機能９４は、ポジションプロセッサ１０２、駆動出力プロセッサ１０４、およびオプションとしてのＴＬＭプロセッサ１０６にバスまたはリード１０７を介して結合される個別のメカニズム制御装置１０８をさらに備える。個別のメカニズム制御装置１０８は、次にバスまたはリード１０９を介して外部システムバス１１０に結合される。
【００２３】
個別のメカニズム制御装置１０８は、以下の機能を実施する。
・１つまたは複数のセンサ９０−１、９０−２、９０−３、９８などを介しての高速挿入アセンブリ１０、６０、７８と、これらそれぞれのインターフェース１０１、１０５を介しての関連するセンサプロセッサ１０２および１０６の状態を監視する。
・特定のシャトルを挿入し、除去することを指示する様々なコマンドを外部システムバス１１０から受け取る。
・必要なコマンドを供給して、駆動出力プロセッサ１０４および出力ドライバ１０３を介してコイル３０、８４に対してこれらの指示を実行する。
・シャトル１２をその双安定ＩＮ／ＯＵＴ状態のどちらかからそのニュートラル状態または他の中間状態に脱落させる一時的な障害から回復させる。
・このシステム設計者またはユーザのニーズに応じてＩＮポジション、ＯＵＴポジション、またはＮＥＵポジションにシャトル１２をパークさせる。
・高速挿入メカニズム１０、６０、７８がその一部分である外部システムが、このユニット状態を知ることができるようにするために、センサ１０２−１、１０２−２、１０２−３および９８から受け取られたデータを使用して、実行確認報告および／またはエラー報告を外部バス１１０に対してオプションとして発行する。
前述のこれらの機能については、図１１Ａ〜Ｂのフローチャートを参照してさらに十分に理解されよう。
【００２４】
図１０Ｂは、本発明のＮ＞１の単一高速挿入シャトルアセンブリを使用したシステム１２０の簡略化された電気的な概略ブロック図であり、ここでＮは、単一高速挿入アセンブリの数であり、例えば１０および／または７８である。例えば、システム１２０は、図７のシステム６０を制御するのに適している。システム１２０は、複数のシャトル制御機能１２２と、Ｎ個の単一高速挿入シャトルメカニズム７８−１．．．．７８−Ｎと、これらの関連するセンサ−アクチュエータ機能９６−１．．．．９６−Ｎとを備える。単一シャトルアセンブリ７８−１．．．．７８−Ｎは、図８〜９に関連して説明され、関連するセンサ−アクチュエータ機能９６−１．．．．９８−Ｎは、図１０Ａに関連して説明される。システム１２０は、図１０Ａのメカニズム制御装置１０８に類似したコア制御装置１０８’を備える。システム１２０は、図１０Ａにおける輪郭１１２内のインターフェースユニット１１０〜１０２、１０３〜１０４、１０５〜１０６の組合せに類似した個別のＩ／Ｏドライバとインターフェースプロセッサ１１２−１、１１２−２．．．．１１２−Ｎを含んでいる。高速挿入シャトル７８−１、１７８−２、．．．．７８−Ｎと関連するセンサ−アクチュエータ機能９６−１、９６−２、．．．．９６−Ｎごとにかかる１つのユニット１１２−ｉが存在する。バス９７−１、９７−２、．．．．９７−Ｎは、個別のＩ／Ｏドライバとインターフェースプロセッサ１１２−１、１１２−２、．．．．１１２−Ｎをそれぞれ単一シャトルアセンブリのセンサ−アクチュエータ機能９６−１、９６−２、．．．．９６−Ｎに結合する。ユニット１１２−１、１１２−２、．．．．１１２−Ｎは、次にバスまたはリード１２３によってコアプロセッサ１０８’に結合される。コアプロセッサ１０８’は、図１０Ａの単一シャトル制御機能についての以前に説明した方法とほとんど同じ方法で、バスまたはリード１０９’を経由して外部コマンドバスまたは入力バス１１０’に結合される。システム１２０は、複数のシャトルである点を除けば、図１０Ａの単一シャトルシステム９２に関連して以前に説明したこれらすべての機能を実現する。外部バスまたは入力１１０’から受け取られる移動の要求またはコマンドに応じて個々のシャトルをＩＮまたはＯＵＴに移動させるのに加えて、コアプロセッサ１０８’はまた、コマンド要求シーケンスおよびタイミングを監視して、異なるシャトル間における邪魔を排除するようにし、それによってこれらのユニットに対する押し合いや損傷が起こらないようにする。
【００２５】
図１１Ａは、第１の実施形態による、本発明の方法２００の簡略化されたフローチャートである。図１１Ａ〜Ｂにおいて、短縮形「Ｙ」は「ＹＥＳ（真）」を表し、短縮形「Ｎ」は「ＮＯ（偽）」を表し、短縮形ＩＮ、ＮＥＵ、およびＯＵＴは、以下を、すなわちそれぞれＩＮ＝（この光路中における）伸張させられたポジション、ＮＥＵ＝ＩＮとＯＵＴの中間のニュートラルポジション、またＯＵＴ＝（この光路から）引っ込められたポジションを表している。方法２００は、システム電源投入時に行われることが望ましい開始ステップ２０２と共に開始される。開始ステップ２０２に続いて、２つのオプション、すなわち（ｉ）ステップ２０４、２０６を介してステップ２１０へ進むオプションと、（ｉｉ）オプションとしての経路２０３によって示されるようにステップ２１０へと直接に進むオプションが使用可能である。オプション（ｉ）は、ＴＬＭデータ収集ステップ２０４が必ずしも必須ではないが実行されることが望ましい場合には好ましく、ここでメカニズム制御装置１０８は、好都合にＴＬＭプロセッサ１０６およびインターフェース１０５にポーリングして、ＴＬＭセンサ９８によって報告されるデータを検索する。照会２０６が続き、ここではこの検索されたＴＬＭデータが安全な状態または動作状態に対応するか否かが決定される。照会２０６の結果が、ＮＯ（偽）である場合、方法２００は、必ずしも必須ではないがステップ２０８へと進むことが望ましく、ここではエラー報告が、制御装置１０８に対して（例えば、プロセッサ１０６から制御装置１０８へと）かつ／または制御装置１０８によって（例えば、制御装置１０８からバス１１０へと）発行され、また経路２０９によって示されるように、制御は、ステップ２０４へと戻る。照会２０６の結果がＹＥＳ（真）である場合には、次いで方法２００は、ステップ２１０へと進み、ここでこのシャトルポジションは、センサ９０−１、９０−２、９０−３の一部またはすべてを使用してポジションプロセッサ１０２および制御装置１０８を経由して決定される。オプション（ｉｉ）が選択される場合には、方法２００は、開始ステップ２０２から直接にステップ２１０へと進む。
【００２６】
以下に続く考察では、説明の都合上、このシャトルがＯＵＴポジションにパークさせられることが望ましいものと仮定されるが、これは必ずしも必須ではない。シャトル配置ステップ２１０は、３つの可能性のある結果、すなわち図６Ａ〜Ｂに、また図７におけるアセンブリ１０−１に示されるような（「ＩＮ」と短縮される）伸張させられているポジションと、図１〜２に示されるような（「ＮＥＵ」と短縮される）ニュートラルポジションと、図５Ａ〜Ｂに、また図７におけるアセンブリ１０−２、１０−３、１０−４に示されるような（「ＯＵＴ」と短縮される）引っ込められたポジションとを有する。ステップ２１０の結果がＩＮまたはＮＥＵである場合、次いで方法２００は、ＭＴＯコマンド発行ステップ２１２へと進み、ここで短縮形「ＭＴＯ」は、「ＯＵＴに移動する（ｍｏｖｅ  ｔｏ  ＯＵＴ）」を表し、すなわちシャトル１２を回収することを表す。ステップ２１２には、必ずしも必須ではないが、照会２１４、２１６が続くことが望ましい。照会２１４において、ステップ２１２において発行されたＭＴＯコマンドが正常であったかどうかが、１つまたは複数のセンサ９０を使用して決定される。照会２１４の結果がＮＯ（偽）である場合、次いで方法２００は、必ずしも必須ではないがオプションとしての照会２１６に進むことが望ましく、ここでこのＭＴＯコマンドの現在の反復の数ｐ（数（ｎｕｍｂｅｒ）は、図１１Ａ〜Ｂにおいては「ＮＯ．」と短縮される）が、所定の値Ｐに等しいかどうかが決定される。オプションとしての照会２１６の結果が、このＭＴＯコマンドが反復されるべきことを示すＮＯ（偽）である場合、方法２００は、好都合なことに経路２１５によって示されるようにステップ２１２へとループバックする。照会２１６の結果が、失敗して試行の所定の数Ｐに到達してしまったことを示すＹＥＳ（真）である場合には、次いで方法２００は、ステップ２１８へと進むことが望ましく、ここでエラー報告が発行され、次いで経路２１９によって示されるように、制御は、開始ステップ２０２へと戻り、またステップ２０４へと戻ることが好ましい。ＴＬＭセンサがセンサ−アクチュエータ機能９６内に設けられず、ステップ２０４〜２０８が省略される場合には、次いで方法２００は、代替経路２１９’によって示されるように、開始ステップ２０２およびステップ２１０へと戻ることが好ましい。
【００２７】
次に照会２１４へと戻ると、照会２１４の結果が、このＭＴＯコマンドが、このシャトルをこのＯＵＴ（引っ込められた）ポジションに移動させることに成功したことを示すＹＥＳ（真）である場合、次いで方法２００は、ポジションコマンド受領ステップ２２０へと進み、ここでシステム９２は、例えば外部バス１１０を経由してポジションコマンドの受け取りを待つ。外部バス１１０は、このようなコマンドをシステム９２に供給する便利な手段であるが、例えば、制御装置１０８に結合された簡単なＩＮ／ＯＵＴポジションスイッチ（図示せず）のような、それを行うどのような手段が使用されてもよい。次にステップ２１０へと戻ると、シャトル配置ステップ２１０の結果が、シャトル１２がすでにこのＯＵＴ（引っ込められた）ポジションにあることを示す「ＯＵＴ」である場合、次いで方法２００は、ポジションコマンド受領ステップ２２０へと進む。
【００２８】
ステップ２２０の結果は、ＩＮコマンドまたはＯＵＴコマンドのどちらかである。方法２００のこの実施形態は、ステップ２２０に到達する前にシャトル１２が確実にこのＯＵＴポジションにあるようにするので、この受け取られるコマンドがＯＵＴである場合、次いでシャトル１２は、すでにこの正しいポジションにあり、方法２００は、経路２２１によって示されるようにステップ２２０へとループバックして、他のポジションコマンドを待つか、代わりに経路２２７を介してステップ２１０へとループバックすることもある。どちらの構成も有用である。ステップ２２０の結果がＩＮであるときに、次いで方法２００は、ＭＴＩコマンド発行ステップ２２２へと進み、ここで短縮形「ＭＴＩ」は、「ＩＮへと移動させる（ｍｏｖｅ  ｔｏ  ＩＮ）」を表し、すなわち図６Ａ〜Ｂにおける実施例について、また図７のアセンブリ１０−１について示されるような挿入されたポジションにシャトル１２を移動させることを表す。照会２２４および２２６は、このＭＴＯコマンドについてのステップ２１４、２１６に類似した、このＭＴＩコマンドについての移動検証ステップおよび反復可能な確認ステップであり、この以前の説明がここでも当てはまる。ＭＴＩコマンドの数ｑが所定の数Ｑよりも少ない場合、次いでこのＭＴＩコマンドは、必ずしも必須ではないがループバック経路２２５によって示されるように反復されることが望ましい。このＭＴＩコマンドが、このシャトルをこのＩＮポジションにシフトさせることに失敗しており、またｑ＝Ｑである場合には、次いで方法２００は、ステップ２１８へと進み、ここでエラー報告が以前と同様に発行されることが望ましく、制御は、開始ステップ２０２およびステップ２０４へと戻り、あるいは代わりに経路２１９、２１９’、２０３によって示されるようにステップ２１０へと戻る。
【００２９】
方法２００については、ＯＵＴが「パーク」ポジションであると想定される状況について説明されてきたが、これは単に説明の都合上にすぎず、限定することが意図されてはいない。この「パーク」ポジションがＯＵＴでなくてＩＮであり、あるいはＯＵＴでなくてＮＥＵである場合、次いでこの対応する用語の置き換えが行われるべきである。例えば、「パーク」がＩＮである場合、次いで図１１Ａの方法２００においてＯＵＴをＩＮに交換する。「パーク」がＮＥＵである場合には、次いでステップ２１２、２１４、２１６は、ステップ２１０でなくてステップ２２０の後に続く。本明細書中の説明に基づいて方法２００をどのように修正して当業者の個々の状況に合わせるべきかが当業者には理解されよう。方法２００は、１つのシャトルしか移動されていない状況について説明されてきているが、本明細書の説明に基づいて、方法２００は、複数のシャッターアセンブリが使用可能でありシステム１２０の制御下で動作している状況に対しても当てはまることが当業者には理解されよう。
【００３０】
図１１Ｂは、さらなる実施形態による、本発明の方法３００の簡略化されたフローチャートである。方法３００は、システムの電源投入をするとすぐに行われることが望ましいスタート３０２から開始される。開始ステップ３０２に続いて、２つのオプション、すなわち（ｉ）ステップ３０４、３０６を介してステップ３１０、３１２へと進むオプションと、（ｉｉ）オプションとしての経路３０３によって示されるようにステップ３１０、３１２へと直接に進むオプションが使用可能である。ステップ３０４、３０６、３０８は、図１１Ａのステップ２０４、２０６、２０８とほぼ同じであり、図１１Ａに関連したその考察は、参照により本明細書に組み込まれている。ステップ３０４、３０６を経由して、または経路３０３を経由して、方法３００は、シャトル配置ステップ３１０およびポジションコマンド受領ステップ３１２へと進む。ステップ３１２はステップ３１６に先立つどの時点に実施されてもよい。ステップ３１０は、２つの結果、すなわち「ＮＥＵ」または「ＩＮ／ＯＵＴ」を有する可能性があり、ここで「ＩＮ／ＯＵＴ」は、「ＩＮまたはＯＵＴのどちらか」を示す。シャトル配置ステップ３１０の結果が、ＩＮ／ＯＵＴである場合、次いで方法３００は、シャトルポジション格納ステップ３１４へと進む。後続の比較ステップ３１６において、この格納された実際のポジションは、ステップ３１２から受け取られるコマンドで指示されたシャトルポジションと比較され、照会３１８へと至り、ここでこの実際のシャトルポジションとこのコマンドで指示されたシャトルポジションとが一致するか否かが決定される。照会３１８の結果がＹＥＳ（真）である場合、次いで方法３００は、必ずしも必須ではないが経路３１９によって示されるように、配置ステップ３１０および受領ステップ３１２へと戻ることが好ましい。代わりに、方法３００は、経路３１９’、３２７によって示されるように開始ステップ３０２に戻ってもよい。照会３１８の結果がＮＯ（偽）である場合には、次いで方法３００は移動コマンド発行ステップ３２０へと進み、ここでシステム９２または１２０あるいはその等価形態は、電流パルスをこの適切なラッチ解放コイルに供給して、シャトル１２を対向する双安定ポジションに、例えばＩＮである場合には次いでＯＵＴへと、あるいはＯＵＴである場合には次いでＩＮへと送り出す。検証照会ステップ３２２においては、必ずしも必須ではないが、このシャトルがステップ３２０においてコマンドで指示されたように移動しているかどうかが決定されることが望ましい。照会３２２の結果がＹＥＳ（真）である場合、方法３００は、必ずしも必須ではないが、シャトルポジション格納ステップ３１４へとループバックすることが望ましく、ここで方法３００は、ステップ３１２からのさらなるポジショニングコマンドを待つことが可能である。照会３２２の結果がＮＯ（偽）である場合には、次いで照会３２４を実行して現在発行済みの移動コマンドの数ｑが所定の数Ｑに等しいか否かを決定することが望ましい。照会３２４の結果がＮＯ（偽）である場合、次いで方法３００は、図１１Ａにおける類似した移動ステップに関連して説明されているものと同様に移動コマンド発行ステップ３２０へとループバックする。発行された移動コマンドの数がＱに等しいときには、次いで照会ステップ３２４の結果はＹＥＳ（偽）となり、これは移動コマンドが成功しないでＱ回発行されていることを示し、方法３００は、必ずしも必須ではないが、エラー報告発行ステップ３２６へと進み、経路３２７によって示されるように開始ステップ３０２へと戻り、あるいは経路３２７’によって示されるように配置ステップ３１０および受領ステップ３１２へと戻ることが望ましい。
【００３１】
次にシャトル配置ステップ３１０に戻ると、ステップ３１０の結果がＮＥＵである場合、次いで方法３００は、リセットコマンド発行ステップ３２８へと進み、ここでシステム９２および／または１２０は、１つまたは複数の電流パルスをこの適切なアクチュエータコイルに送って、以前に図８Ａ〜Ｂおよび／または９Ａ〜Ｂに関連して説明されているようにシャトル１２をこのＮＥＵポジションからＩＮまたはＯＵＴのどちらかに移動させる。図１１Ａのステップ２１４、２１６に類似した検証ステップ３３０、３３２を実行して、このリセットステップが、１回または複数回の試行の後に成功したか否かを決定する。照会３３０の結果がＹＥＳ（真）である場合、次いで方法３００は、シャトルポジション格納ステップ３１４へと進み、ここでこのリセット位置（ＩＮまたはＯＵＴのどちらか）が格納される。照会３３０の結果がＮＯ（偽）である場合、次いで方法３００は、照会３３２へと進み、ここで所定のリセット試行回数Ｐが、成功せずに実行されているかどうかが決定される。照会３３２の結果がＹＥＳ（真）である場合、方法３００は、必ずしも必須ではないがエラー報告発行ステップ３２６へと進み、前述のように開始ステップ３０２または配置ステップ３１０および受領ステップ３１２へと戻る。図１１Ｂの方法３００は、好ましい「パーク」ポジションを示してはいないが、当業者には、図１１Ａに示されるようなポジションを提供することができることが理解されよう。システム９２、１２０は、ステップ３１４において、制御装置１０８、１０８’またはその等価形態に記憶されるシャトルごとのシャトルポジション情報を使用して、この同じ位置に同じ光ビームを入射させることができる異なるシャトル間の邪魔を回避することができることも当業者には理解されよう。
【００３２】
少なくとも１つの例示の実施形態が前述の詳細な説明には提示されているが、非常に多数の変形例が存在することを理解されたい。この１つまたは複数の例示の実施形態は、単なる実施例にすぎず、決して本発明の範囲、適用可能性、または構成を制限することを意図したものではない。正確に言えば、前述の詳細な説明は、この１つまたは複数の例示の実施形態を実装するための便利なロードマップを当業者に提供することになる。添付の特許請求の範囲およびその法的な等価物に記述される本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更を機能、および要素の構成において行うことができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】内部構成機能を示し、フィルタシャトルがニュートラルポジションにある、本発明の高速挿入アセンブリの簡略化された平面図である。
【図２】図１の高速挿入アセンブリの、図上に示される位置２−２において部分的に切り取られた断面図である。
【図３】図１の高速挿入アセンブリの端面図である。
【図４】図１の高速挿入アセンブリの、図上に示される位置４−４における断面図である。
【図５Ａ】フィルタシャトルが引っ込められたポジションにある、図１の高速挿入アセンブリの平面図である。
【図５Ｂ】フィルタシャトルが引っ込められたポジションにある、図１の高速挿入アセンブリの右側面図である。
【図６Ａ】フィルタシャトルが伸張させられたポジションにある、図１の高速挿入アセンブリの平面図である。
【図６Ｂ】フィルタシャトルが伸張させられたポジションにある、図１の高速挿入アセンブリの右側面図である。
【図７】本発明による、高速挿入アセンブリのアレイの簡略化された平面図である。
【図８Ａ】図１と同様な平面図であるが、本発明のさらなる実施形態による高速挿入メカニズムの平面図である。
【図８Ｂ】図８Ａのメカニズムの側面図である。
【図９Ａ】図８Ａと同様な平面図であるが、本発明のさらに他の実施形態による高速挿入メカニズムの平面図である。
【図９Ｂ】図９Ａのメカニズムの側面図である。
【図１０Ａ】本発明の単一の高速挿入アセンブリを使用し、図１１の方法を実行するのに適したシステムの簡略化された電気的な概略ブロック図である。
【図１０Ｂ】複数の高速挿入アセンブリについての同様な図である。
【図１１Ａ】第１の実施形態による、本発明の方法の簡略化されたフローチャートである。
【図１１Ｂ】さらなる実施形態による、本発明の方法の簡略化されたフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【国際調査報告】
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