(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的物を光学的に捕らえる光学捕捉手段（２）を、少なくとも移送姿勢と使用姿勢とに、前記目的物の支持面（３）に対して位置付けて方向付ける関節付アーム（１）において、
（イ）基部（４）と、該基部（４）に一端が枢動可能に取付けられた二つの平行な基部ロッド（５、６）と、頂部（７）と、該頂部（７）に一端が枢動可能に取付けられた二つの平行な頂部ロッド（８、９）と、前記二つの基部ロッド（５、６）の他端と前記二つの頂部ロッド（８、９）の他端とを枢動可能に連結する関節部（１０）と、前記頂部（７）に設けられて該頂部（７）に対して回転するとともに、前記光学捕捉手段（２）に連結された少なくとも一つのシャフト（１１）と、該シャフト（１１）と前記頂部ロッド（８、９）の少なくとも一つ（９）との間に設けられた機械的に作動する第一連結部と、前記基部ロッド（５、６）の少なくとも一つと前記頂部ロッド（８、９）の少なくとも一つに設けられた機械的に作動する第二連結部と、が設けられ、
（ロ）前記第一連結部が、前記シャフト（１１）と同軸に配置された第一歯車部（１２）と、前記頂部ロッド（８、９）の一つに連結された第二歯車部（１３）と、を含み、
（ハ）前記第一連結部が、前記第一歯車部（１２）と前記第二歯車部（１３）とが互いに直接噛み合うことによって作動するように構成され、
（ニ）前記第二連結部が、二つの歯車（２０）と、前記基部ロッド（５）及び前記頂部ロッド（９）の連結端に配置されて該歯車（２０）に噛み合う二つの歯車部（２１）と、を含み、
（ホ）前記第二連結部が、前記基部ロッド（５、６）の一つが前記関節部（１０）に対して動くと、前記頂部ロッド（８、９）の一つが前記関節部（１０）に対して動くように構成され、
（ヘ）前記関節付アーム（１）が、使用姿勢に変えられると、前記光学捕捉手段（２）が前記支持面（３）の方へ向けられ、前記頂部ロッド（８、９）が前記頂部（７）に対して枢動される間、前記シャフト（１１）が該頂部（７）と該頂部ロッド（８、９）に対して回転されるように構成されていることを特徴とする関節付アーム（１）。
【請求項２】
前記関節付アーム（１）が、少なくとも一つのスプリング要素を有し、該スプリング要素は、前記基部ロッド（５、６）と前記頂部ロッド（８、９）との間に取付けられ、そして、前記スプリング要素が、前記ロッドが枢動すると、伸張または開放となることを特徴とする請求項１記載の関節付アーム（１）。
【請求項３】
前記関節付アーム（１）が、少なくとも一つの機械的ブレーキ要素を有し、そして、該機械的ブレーキ要素は、該関節付アーム（１）に取付けられて、そのブレーキ力により、前記基部ロッド（５、６）の枢動に抵抗することを特徴とする請求項１記載の関節付アーム（１）。
【請求項４】
前記関節付アーム（１）が、折った状態で、該関節付アーム（１）を保持するロック要素を備えていることを特徴とする請求項１記載の関節付アーム（１）。
【請求項５】
前記関節部（１０）に、掴み片（１５）が設けられていることを特徴とする請求項１記載の関節付アーム（１）。
【請求項６】
前記基部（４）が、間接的又は直接的に前記支持面（３）に固定され、そして、前記光学捕捉手段（２）が、ロック要素により前記シャフト（１１）にロックされていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の関節付アーム（１）。
【請求項７】
前記関節付アーム（１）を移送用姿勢から使用姿勢に変えると、前記シャフト（１１）が前記頂部（７）に対して９０°回転されることを特徴とする請求項６記載の関節付アーム（１）。
【請求項８】
点燈手段（１６）が、前記頂部（７）にロックされていることを特徴とする請求項６記載の関節付アーム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、請求項１の前提節に従って、使用・移送用姿勢の少なくともどちらかで、目的物の支持面に対して、光学的に目的物を捕らえる手段を位置付けて方向付ける関節付アームに関する。
【背景技術】
【０００２】
その種の関節付アームは二重平行四辺形アームの形で長い間知られており、種々の装置に広く有効であると証明されていて、例えば、テーブルランプ、可動モニターコンソール、又は、電話のスイベルアームに使用されている。二重平行四辺形アームを介して基部に連結される要素は、例えば平行四辺形アームに固定される点燈手段や机上ランプの基部であり、異なった姿勢でも向きは同じである。
【０００３】
ドイツ国出願第３８２２００８号Ａ１は、電話スイベルアームである二重平行四辺形アームを開示している。その二つの平行四辺形アームは噛み合う歯車により連結される。これにより、二つの平行四辺形アームは同時に枢動する。
米国特許第４２３４１５０号は、マニピュレータアームである二重平行四辺形アームを開示している。更に、駆動モータが設けられ、それにより、基部に枢動するように取り付けられた二重平行四辺形アームが、噛み合う歯車により駆動される。二つの平行四辺形アームは同じ長さなので、二重平行四辺形アームの先端は、駆動モータにより、直線的に可動である。
更に、独国特許第３６３８１５７号は反射鏡式プロジェクタを開示しており、その平行四辺形アームは、その移送用姿勢では、その反射鏡式プロジェクタの支持面に保持され、その使用姿勢では、その支持面から離れている。二つの平行四辺形アームの連結部では、歯車機構が平行四辺形アームを同時に動かす。その配置では、二つの平行四辺形アームは同一長さなので、投影手段は支持面に対して垂直に動く。
【０００４】
公知のオーバーヘッドプロジェクタや目的物を光学的に捕らえる装置には、偏倚鏡手段と捕捉手段とを有し、それらの手段は各々移送用姿勢と使用姿勢と更に随意的に他の位置で、二重平行四辺形アームにより、支持面に対して保持される。
【０００５】
ある要素が公知の方法で二重平行四辺形アームにより支持されると、その要素の使用特定位置は自動的に設定されるのではなく、手動で設定される必要がある。この手動設定は概して公知であり、例えば二重平行四辺形アームを有する机上ランプに使用されている。この手動設定の問題は捕捉手段の場合にも生じる。捕捉手段では、そのデザインと寸法により、使用姿勢と移送用姿勢とで、支持面に対して異なった方向に向けられる。
【０００６】
ある手段に対して、使用状態で、移送状態で要求される方向と異なる場合には、その手段は二重平行四辺形アームに取り外し可能に取付けられ、自明の方法で手動で向きを変えて、各要求に合うようにする。手動の方向付けは不便であり、又、決まった方法で正確に方向付けるために、しばしば方向付けが繰り返し必要である。これは時間がかかり、使用状態ではしばしば不満足である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それ故、この発明の目的は、これら先行技術の欠点を除くことである。特に、捕捉手段を基部に対して位置付けて方向付けるための関節付アームの提供を意図していて、その関節付アームにより、その捕捉手段は、基部に対して、少なくとも二つの異なったアーム所定位置に方向付けられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の目的は、独立請求項１の特徴を具現した関節付アームにより達成される。
【０００９】
更に、この発明の有利な又は置換した例や、更に発展させた例が、従属請求項に記載されている。
【００１０】
この発明に関して、ロッドは、広い意味で、概して剛体の延設要素を意味している。これらのロッドは中実でも良く、又、所望の形状にされても良い。ロッドの形状は、例えば、ロッドは互いに平行であり、互いに相対して、互いに係合する。
【００１１】
この発明による関節付アームは、従来の二重平行四辺形アームと同様に、基部と、頂部と、関節部と、二対のロッドとを有して、基部と頂部とをその関節付ロッドで連結する。従来技術と相違して、この発明による関節付アームは、頂部に回転するように取付られたシャフトと、機械的に作動する連結部とを有する。その連結部は、頂部に枢動可能に取付られた少なくとも一つのロッドに連結される。この作動的連結は、ロッドが枢動すると、頂部に対してそのシャフトを回転する。
【００１２】
この発明では、機械的に作動する連結部は、例えば、歯車を噛合わせること、ロッド機構、又はベルトやチェーンを介してのカップリングである。
【００１３】
この発明を更に発展させ、この発明による関節付アームを提供でき、それは少なくとも一つのスプリング要素を有し、そのスプリングは例えばコイルスプリング、リーフスプリング又は捩りスプリングである。そのスプリング要素は、関節付アームに自明の方法で取付けられて、ロッドを枢動させてそのスプリング要素を伸ばし緩める。そのスプリング要素は、支持された捕捉手段と関節付アームとの重量に対抗して自明のように作用する。
【００１４】
しかし、その重量を越えるばね力を与えて、その関節付アームが自動的に伸びた状態にすることもできる。この発明により、折った状態で、関節付アームを保持するロック要素が、この場合には必要である。
【００１５】
更に、少なくとも一つ、特別に、機械的ブレーキ要素がその関節付アームに取付けられ得て、そのブレーキ力により、ロッドの枢動に抗する。スプリング要素を適切に選択すると共に、この発明による関節付アームは折畳んだ又は伸展した状態だけでなく、任意所望中間状態で、空中で、捕捉手段を保持できる。例えば、その要素は安定した状態に保持されて、その装置が置かれた面から少し離れている。これは、その面にその装置の隣に置かれる目的物に特に有効である。このように、建築モデル、小型機械、水槽、化学実験組立品等の捕捉すべき目的物の画像のためには、前述のように方向・位置付けられる捕捉手段を要する。
【００１６】
この発明は、単に例示として、図面を参照してより詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は目的物を光学的に捕らえる装置の側面図であり、移送用姿勢にあり、この発明による関節付アーム１を示す。ここでは、関節付アーム１は折畳んだ状態にある。関節付アーム１に加えて、その装置は、光学捕捉手段２と点燈手段１６とを有する。
【００１８】
断面図で示す関節付アーム１は、自明の二重平行四辺形アームの形態であり、基部４と、頂部７と、関節部１０と、基部に連結された二つの基部ロッド５、６と、頂部に連結された頂部ロッド８、９とを有する。基部ロッド５、６と頂部ロッド８、９とは、各々Ｕ形であり、各々それらの両端部に孔を有する。一端で、基部ロッド５、６と頂部ロッド８、９とは、各々、その孔に挿入される取付けボルトで、基部４と頂部７とに枢動可能に取付けられる。他端では、基部ロッド５、６と頂部ロッド８、９とは、各々、同様に関節部１０にボルトで枢動可能に取付けられ、各々互いに平行に向いている。
【００１９】
ここでは、基部４は基部ハウジング１９と一体に形成される。基部ハウジング１９の関節付アーム１に面する側に支持面３が設けられ、その支持面３に、光学捕捉手段２により記録される目的物が置かれる。勿論、基部と基部ハウシングとが、互いに連結される複数部品を設けることもでき、又は、支持面を有する第三の部品を設けて基部ハウジングにこれを割り当てることもできる。
【００２０】
基部ロッド５、６と頂部ロッド８、９とを各々枢動可能に取付けるボルトに加えて、関節部１０は二つの歯車２０を取付ける二つのボルトを更に有する。これら歯車２０の各々は、連結部に位置する各歯車部２１に噛み合い、基部ロッド５又は頂部ロッド９の連結端に配置され、機械的に作動する連結部を形成する。これにより、自ずから、基部ロッド５、６と頂部ロッド８、９とを同時に枢動させる。関節部１０には掴み片１５が設けられて、それにより、手動で力を及ぼして、関節付アーム１の姿勢を変えられる。
【００２１】
この発明により、頂部７はシャフト１１を有し、シャフト１１は頂部ロッド８、９に機械的に作動する連結部を有する。ここでは、この連結部は、第一歯車部１２により形成され、それはシャフト１１と同軸に配置され、第二歯車部１３と噛み合う。後者は頂部ロッド９の頂部端に配置される。原理的に、第三歯車部を他の頂部ロッド８の頂部に配置することもでき、同様に第一歯車部１２に噛み合う。関節付アーム１が折り曲げた姿勢から他の姿勢に変えられると、第二歯車部１３に設けられたロッド９が頂部７に対して枢動する。第一・第二歯車部１２、１３の噛み合いにより、この発明により、光学捕捉手段２がシャフト１１に連結され、頂部７に対して回転される。この種の作動連結の場合に、シャフト１１の回転量は、二つの頂部歯車１２、１３を適切に形成すると、頂部ロッド８、９の枢動量の関数として自ずから決まる。
【００２２】
この実施例では、この装置の光学捕捉手段２は図１には図示されないロック要素によりシャフト１１にロックされ、より詳細に以下に記載されている。目的物を光学的に捕らえる光学捕捉手段２には、ディジタルカメラが設けられて、目的物が対物レンズ１７により図示され、そのカメラは光軸１８を有する。捕捉された目的物の画像は、そのディジタルカメラにより、電気信号に変換される。
【００２３】
移送用姿勢では、光学的に伸張した光学捕捉手段２が、支持面３の上に関節付アーム１により、その長さに渡って水平に保持される。光軸１８は支持面３に平行である。更に、点燈手段１６が基部４上に水平に保持され、関節付アーム１により支持面３と平行に配置される。点燈手段１６は同様に頂部７に直接ロックされる。
【００２４】
基部ロッド５、６と頂部ロッド８、９との異なった長さにより、光学捕捉手段２と、点燈手段１６と、関節付アーム１とは、基部ハウジング１９の縁を越えて延びていない。光学捕捉手段２と点燈手段１６との方向の組み合わせにより、その装置は、図１に示すように、移送用姿勢で、極めてコンパクトな寸法である。
【００２５】
図２は図１の目的物を光学的に捕らえるその装置の部分図であり、光学捕捉手段２と、点燈手段１６と、関節付アーム１の部分とを有する。図１と相違して、その装置は、使用姿勢にある。関節付アーム１は、好ましくは伸展した姿勢にある。しかし、その装置は、図３に示すように、折畳み姿勢と伸張姿勢との中間で使用姿勢とすることもできる。
【００２６】
その装置が図１に示す移送用姿勢から図２に示す使用姿勢に変わるときに、この実施例では、頂部ロッド９が、頂部７に対して９０°時計回りに回転される。噛み合う第一・第二歯車部１２、１３は同じ径なので、シャフト１１は頂部７に対して９０°反時計回りに同様に回転される。シャフト１１にロックされた光学捕捉手段２も又反時計回りに同様に回転される。光軸１８は支持面３（図２に非図示）に直角に向いていて、特にその支持面の中心に向いている。光学捕捉手段２はこのように支持面３の上に置いた目的物を光学的に捕らえるように、適切に方向付けられる。
【００２７】
この実施例の光学捕捉手段２は、この発明により、姿勢に従って異なって方向付けられる。一方では、図１に示す移送用姿勢の要求に従って、他方では、図２に示すその装置の使用姿勢の要求に従って、シャフト１１と、シャフト１１と頂部ロッド９との間の機械的に作動する連結部とにより、方向付けられる。その連結部は第一・第二歯車部１２、１３で具現される。
【００２８】
一方、点燈手段１６は、シャフト１１にではなく、頂部７上に、頂部７を掴むグリップにより、例えばロック要素が設けられた頂部７によりロックされる。このように、点燈手段１６の向きは、自明の方法で移送用姿勢から使用姿勢に変える時に、基部４（図２には非図示）に対して変化しない。支持面に置かれた目的物を捕らえるために付加照明が必要な時に、点燈手段１６はこのために既に適切に方向付けられている。
【００２９】
図３は図１の装置の斜視図である。図１と相違して、その装置は使用姿勢にある。関節付アームは折畳んだ位置と伸張位置との間の中間位置にある。関節付アームは、スプリング又はブレーキ要素（図３には非図示）により、装置が置かれる支持面２２から色々な距離で、光学捕捉手段２を保持できる。図３に示すその装置のその位置では、光学的に捕らえた画像は例えば建築モデル（図３には非図示）であり、対物レンズ１７の前に支持面２２上に置かれる。そのような用途の特別な要求に従って、ここでは、光軸１８を支持面２２に対して平行にすることが必要である。更に、点燈手段１６は支持面３の方ではなく、記録される目的物の方に向いている。光学捕捉手段２と点燈手段１６とに、図３に二つの矢印で図解している所定の力を加えることにより、これらは各ロックから開放され、その特別な要求に従って方向付けられる。
【００３０】
更に、別のロック位置を設けることも可能である。ある別のロック位置では、関節付アームが延びた位置にある時に、光学捕捉手段２（図３に非図示）を、バックライト式スライド面域に正確に方向付ける。これは、比較的頻繁に捕捉手段を方向付ける場合に、有効である。
【００３１】
そのスライド面域は、この出願と同じ出願人によるこの出願と同日出願のドイツ国特許出願に記載されている。その出願の題名は「目的物を光学的に捕らえる装置の支持面」である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】目的物を光学的に捕らえる装置の側面図であり、移送用姿勢にあり、この発明による関節付アームの実施例を示している。
【図２】図１の装置の部分側面図であり、関節付アームが伸張して使用状態にある。
【図３】図１の装置の斜視図であり、関節付アームが部分的に折られた使用状態にある。
【図１】
0004126278.tif 000002
【図２】
0004126278.tif 000003
【図３】
0004126278.tif 000004