(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記回転フレームが:第二のベアリング部分を有し、前記回転フレームおよび前記ベアリング支持部は前記第一および第二のベアリング部分を通じて結合される、請求項1ないし3のうちいずれか一項記載の撮像システム。
前記制動コンポーネントがブレーキ・シューをもつアクチュエータを有し、前記アクチュエータが、前記回転フレームを制動するために、前記ブレーキ・シューを前記回転フレームのほうに付勢する、請求項6記載の撮像システム。
前記制動コンポーネントが、前記回転フレームに取り付けられた第一の部分および前記第二のフレームに取り付けられた第二の部分を含む非接触の流体ベアリングの一部であり、
前記制動コンポーネントが、前記第二の部分を前記第一の部分に係合するよう付勢する流体を供給する入口ポートを閉じるアクチュエータを有しており、前記アクチュエータはシステム電力が失われると前記入口ポートを開いて前記第二の部分を前記第一の部分に係合させて前記回転フレームを制動するよう構成されている、請求項6記載の撮像システム。
【発明を実施するための形態】
【0016】
図1は、静止フレーム102、傾斜フレーム104および回転フレーム106を含むスキャナまたは撮像システム100を示している。静止フレーム102は、検査室の床に取り付けられる。傾斜フレーム104は、静止フレーム102に傾斜可能に取り付けられ、x軸を軸としてz軸方向に傾斜するよう構成される。ある実施形態では、傾斜フレーム104は、z軸に沿う両方向に30度まで傾斜するよう構成される。回転フレーム106は、支持部108を介して傾斜フレーム104によって回転可能に支持される。支持部108はボール・ベアリング、空気ベアリング、磁気ベアリングなどといったベアリングを含む。回転フレーム106はz軸のまわりで検査領域をめぐって回転する。いくつかの実施形態では、傾斜フレーム104は省略され、回転フレーム106が静止フレーム102によって回転可能に支持される。
【0017】
のちにより詳細に述べるように、ある限定しない実施形態では、支持部108は、固定子部分と、該固定子部分に柔軟なベアリング支持を介して結合されるベアリング部分とを含む。柔軟なベアリング支持は、支持の一方の側が概して柔軟であり、それに対して該支持の他方の側が概してより剛性であることを許容する。たとえば、前記ベアリング部分は、前記概してより柔軟な側をなしてもよく、前記固定子部分は前記概してより剛性の部分をなしてもよいし、逆でもよい。そのような柔軟なベアリング支持部は、ベアリングに対する局在化された作動応力を緩和しつつ、グローバルな剛性を提供しうる。
【0018】
のちにより詳細に述べるように、ある限定しない実施形態では、システム100は少なくとも一つのスチフナー110を含む。スチフナー110は、スチフナー110が省略される構成に対して、x軸およびy軸に沿った動きを減らすことができる。これは、傾斜フレーム104が非傾斜の垂直位置または傾斜位置にあるときにそのような動きを減らすことを含む。
【0019】
のちにより詳細に述べるように、ある限定しない実施形態では、回転フレーム106をz軸のまわりの回転から減速させるおよび/または停止させるために、制動コンポーネント112が使われる。コントローラ114が制動コンポーネント112を制御する。制動コンポーネント112は、正常および/または異常動作条件の間の制動を許容する。例として、システム100が空気ベアリングをもつよう構成されており、システム電力が失われるとき、制動コンポーネント112は、比較的摩擦のないベアリングの回転を漸減させ、停止させるために使われることができる。
【0020】
X線管のような放射源116が回転フレーム106に結合され、回転フレームと一緒に検査領域のまわりを回転する。放射源116は検査領域を横切る放射を放出する。検出器アレイ118は、放射源116から検査領域の反対側のある角度弧にまたがる。検出器アレイ118は、横断方向に沿って延在する放射感応性のピクセルの一つまたは複数の列を含む。放射感応性のピクセルは、検査領域を横切ってくる放射を検出し、それを示す信号をそれぞれ生成する。
【0021】
再構成器120は前記信号を再構成して検査領域を示す体積画像データを生成する。カウチのような患者台(図示せず)が検査領域内で患者を支持する。患者台はx軸、y軸および/またはz軸に沿って可動である。汎用コンピューティング・システムがオペレーター・コンソール122のはたらきをする。オペレーター・コンソール122は、キーボードおよび/またはマウスならびにディスプレイおよび/またはプリンタのような入力装置および人間に可読な出力装置を含む。コンピューティング・システム上にあるソフトウェアがシステム100の動作を制御する。
【0022】
上で手短に論じたように、ある限定しない実施形態では、支持部108は固定子部分およびベアリング部分を含む。ベアリング部分は固定子部分に柔軟なベアリング支持を介して結合されている。
図2は、そのような支持部の限定しない例を示している。
【0023】
この例において、支持部108は固定子202、ベアリング206の第一の部分204および両者の間に配置されるベアリング支持部208を含む。ベアリング支持部208は、固定子202とベアリング206の第一の部分204とを結合する。ベアリング206の第一の部分204はベアリング支持部208に柔軟に結合される。回転子210がベアリング206の第二の部分212に固定される。回転子210は固定子202にベアリング206を介して結合される。固定子202は傾斜フレーム104に剛性に固定され、回転子210のための比較的剛性のグローバルな支持を与える。
【0024】
図示した実施形態では、ベアリング支持部208は複数の部材または撓曲材(flexures)214を含む。図のように、撓曲材214どうしは、間に物質のない領域をおいて互いから離間される。この例において、撓曲材214の少なくとも一つは、固定子202およびベアリング206に固定された個別部材である。そのような撓曲材214はねじ、ボルト、リベット、接着剤および/または他の好適な固定機構を介して固定されることができる。もう一つの実施形態では、撓曲材214の二つ以上が、固定子202およびベアリング206に固定された単一の部材の一部である。さらにもう一つの実施形態では、撓曲材214の少なくとも一つは、固定子202、ベアリング206または固定子202およびベアリング206両方の一部である。撓曲材214は、金属、プラスチックまたは他の好適な材料から形成されることができる。
【0025】
撓曲材214は、ベアリング206における局在化された可撓性〔コンプライアンス〕を許容する。一例では、撓曲材214の部分集合(たとえば一つまたは複数)が、ベアリング206の第一および第二の部分204、212の間の結合、荷重、力および/またはその他に基づいて、曲がったり、剪断変形したり、圧縮したり、伸張したり、他の仕方で物理的に変形したりしてもよい。そのような変形は一般に、ベアリング206の幾何学的な不完全性、回転子荷重、重力、他の力などに基づき、ベアリング支持部208がより剛性または硬い構成に比べて、局在化された作動応力を低減しうる。これは、ベアリング206の寿命を延ばすことができ、それほど厳格でない公差をもつベアリングを許容する。これは、全体的なシステム・コストを下げることになりうる。
【0026】
例として、ベアリング206のレースウェイおよびボールは一般に、あらかじめ決められた公差の範囲内で、工具の技術的限界に基づいて加工された比較的剛性な構造である。よって、レースウェイおよびボールの幾何学形状は完璧には及ばない。さらに、回転子荷重は、レースウェイの歪みを引き起こすことがあり、ベアリング取り付け表面はある程度の不正確さを導入する。不完全な幾何学形状、歪みおよび不正確さは、変動する局在化された作動応力を導入する。一般に、応力の量は、剛性または硬さに比例する。撓曲材214は柔軟であり、変形でき、よってそのような作動応力を軽減する。上記のように、固定子202と傾斜フレーム104との間の剛性の結合は、回転フレーム106のためのグローバルな硬さを与える。
【0027】
もちろん、図示した例における撓曲材214および/または物質がない領域の寸法は説明のために与えられているものである。他の実施形態では、他の寸法が考えられる。
【0028】
上で手短に論じたように、ある限定しない実施形態では、スチフナー110がシステム100とともに用いられる。
図3〜
図8は、例示的なガントリースチフナー110を示している。
【0029】
まず
図3を参照すると、ガントリースチフナー110は、静止フレーム102の基部304に固定する第一の部分302と、y軸に沿って基部304のほうに突出する突出部分306とを含む。第一の部分302は、ねじ、ボルト、リベットなどのような固定具を介して基部に固定し、突出部分306が滑入する凹部またはチャネル308をなす少なくとも二つのガイド310を含む。
図4に示されるように、突出部分306は傾斜フレーム104の前面部分402から傾斜フレーム104の背面部分404にz軸に沿って延在する。
【0030】
図5は、ガントリースチフナー110の第一の部分302の例を示している。図示された第一の部分302は、基部304に静的に取り付けられる略静的領域502と、自由浮動領域504とを含む。静的領域および自由浮動領域502、504は物質のない領域508を介して互いから離間され、基部領域506において一緒になる。固定具510は自由浮動領域504を通じて延在し、静止領域502に固定する。
【0031】
固定具510は、該固定具510が所定の予荷重(preload)をもって固定されることを許容するばねまたは他のコンポーネントを含んでいてもよい。予荷重は、用途および/またはその他に基づいて決定できる。一例では、そのような予荷重は、ばねなどを介して達成される。たとえば、固定具510はばねをもつねじであってもよい。ここで、ねじを締めるとばねが圧縮され、それによりばねに荷重が与えられる。
【0032】
一例では、予荷重は、自由浮動領域504を静止領域502のほうに付勢するが、予荷重より大きな力が自由浮動領域504に静止領域502から離れる方向に加えられたときには、自由浮動領域504が静止領域502から離れるようたわんだり動いたりすることを許容する。よって、傾斜フレーム104上の突出部分306がガイド310の間にあるとき、自由浮動部分504は突出部分306に押しつけられ、これが突出部分306の、ひいては傾斜フレームおよび回転フレーム104、106のx軸およびy軸に沿った動き(たとえば回転フレームのウォブルに起因する動き)を減らすのを助ける。
【0033】
一例では、予荷重は、静止部分502および自由浮動部分504の両者が、最悪ケースの回転子不均衡についても常に接触しているようなものである。この例では、自由浮動部分504は、突出部分306の局所的な厚さに依存して、静止部分502から離れるまたは静止部分502に向かう方向に動く。これは、傾斜フレーム104が、傾斜支持部上で横方向に自由に動いて、突出部分306および/または静止部分の、傾斜軸に対する表面の平坦さおよび垂直性の誤差を補償することを許容する。
【0034】
図6〜
図8は、傾斜フレーム104およびスチフナー110を含む、システム100の一部分の側面図を示している。図のように、ある実施形態では、z軸方向のシステムの各側に一つで、少なくとも二つのガントリースチフナー110が用いられる。
図6は、鉛直位置にある傾斜フレーム104を示している。この位置では、突出部分306は、両方のガントリースチフナー110のガイド310の内側にある。
【0035】
図7では、傾斜フレーム104はz軸に沿って第一の方向に傾斜される。傾斜フレーム104が鉛直位置(
図6)からこの図示された位置に動く際、突出部分306はガイド310内を滑動し、二つのガイド310のうちの第一のものを通じて連続的に滑動し、最終的には二つのガイド310のうちの第二のものから出る。
図8は、z軸に沿って逆方向に傾斜した傾斜フレーム104を示している。図のように二つのガイド310を使うことは、少なくとも一つのガイド310が常に追加的な横方向支持を与えることを許容する。
【0036】
別の実施形態では単一のガイド310が使用されることは理解しておくべきである。別の実施形態では二つ以上のスチフナー110を使うことができる。スチフナー110についての好適な位置は、静止フレーム102の両側のうち一方により近く、傾斜フレーム104の中心領域付近および/またはその他を含む。傾斜を駆動するためにローラーを使うことができることも理解しておくべきである。
【0037】
上で手短に論じたように、ある限定しない実施形態では、制動コンポーネント112がシステム100とともに用いられる。
図9〜
図11は、回転ガントリー106との関連での例示的な制動コンポーネント112を、床に向かってシステムを見下ろす視点で示している。この例では、制動コンポーネント112は、説明のため、12時の位置に位置されているが、制動コンポーネント112はさまざまな位置に位置されることができることは理解しておくべきである。さらに、二つ以上の制動コンポーネント112を使うこともできる。
【0038】
まず、
図9および
図10を参照するに、制動コンポーネント112はアクチュエータ902を含む。図示されているアクチュエータ902は、入口または第一のポート904、出口または第二のポート906、チャンバ908およびピストンなどのようなロッド910を含む。ロッド910は、チャンバ908における第一の引っ込められた位置(
図9)およびチャンバ908における第二の展開された位置(
図10)の間で並進するよう構成される。
【0039】
入口ポート904にはいる空気のようなガス、流体、水などはチャンバ908を充満し、ロッド910を、第二の展開された位置に動かすよう付勢する。はいってくる媒体は、ロッド910に対して第一の引っ込められた位置の方向に力が加えられるときに負荷を加えるために使われてもよい。空気は、加圧貯留部、タンク、コンプレッサ、ポンプなどを介して入口ポート904に与えられてもよい。出口ポート906を介してガスを開放すると、ロッド910が第一の引っ込められた位置に動くことが許容される。流体を除去し、ロッド910を第一の引っ込められた位置まで引っ張るには吸引などが使われてもよい。
【0040】
ロッド910が第二の展開された位置にあるときにチャンバ908およびアクチュエータ902から延び出るロッド910の端部に、ブレーキ・シュー912が固定される。よって、ブレーキ・シュー912も第一の引っ込められた位置(
図9)と第二の展開された位置(
図10)の間で動く。第二の展開された位置では、ブレーキ・シュー912は回転フレーム106の回転子918と物理的に接触する。一例では、ブレーキ・シュー912は、摩擦材料またはパッドが接着されている金属ハウジングを含む。ハウジングはロッド910に固定され、摩擦材料を支持し、熱を摩擦材料から逃がす。摩擦材料は、それが取り付けられるシステムのための好適な摩擦係数をもつ。
【0041】
一つまたは複数の追加的なロッド914もブレーキ・シュー912に固定され、対応するガイド916内で並進する。よって、ロッド914は、ガイド916内を、第一の引っ込められた位置(
図9)と第二の展開された位置(
図10)との間で、ブレーキ・シュー912とともに並進する。ロッド914は、ブレーキ・シュー912を整列させ、システム剪断荷重を担うことを容易にするために使われることができる。一例では、ロッド914はスチールを含み、ガイド916のボールまたは他のベアリングに沿って並進する。そのようなベアリングは、つっかえに耐性のある、なめらかな動作を提供するとともに、剪断荷重がアクチュエータ902を損傷するのを防ぐはたらきをしうる。
【0042】
ある実施形態では、アクチュエータ902は、システム電力が失われたときに自動的にブレーキ・シュー912を作動させる。この実施形態では、電力が利用可能なときには、アクチュエータ902はソレノイドなどを介して自動的に入口ポート904を閉じ、出口ポート906を開く。この実施形態では、電力がアクチュエータ902に与えられ、アクチュエータ902はポート904、906の上記の状態を維持する。電力が失われると、アクチュエータ902から電力が除かれ、アクチュエータ902は自動的に入口ポート904を開き、出口ポート906を閉じる。これは、チャンバ908に流体がはいることを許容し、ロッド910が回転子918と係合するよう付勢される。
【0043】
ブレーキ・シュー912と回転子918との間の摩擦は、回転フレーム106を減速させ、回転を停止させる。電力が回復したとき、アクチュエータ902は自動的に入口ポート904を開き、出口ポート906を閉じて、ブレーキ・シュー912を解放する。この実施形態では、チャンバ908を出る流体がロッド910を、よってブレーキ・シュー912を回転子918から離れる方向に引っ張る。この実施形態は、電力喪失に際して、自動的にブレーキ・シュー912が回転子918と係合し、回転子918を止めることを許容する。それ以外の時には、ブレーキ・シュー912は回転子918に係合せず、回転子は自由に回転できる。
【0044】
図11は、戻しばね1102が張力のもとでロッド910に取り付けられている実施形態を示している。電源が失われると、入口ポート904に流入する流体がその張力に打ち勝ち、ブレーキ・シュー912が回転918に係合するよう付勢される。電力が利用可能なときは、戻しばね1102はロッド910を引っ込められた位置に維持するか、ロッド910を第二の展開された位置から第一の引っ込められた位置に引っ張り、よってブレーキ・シュー912を回転子918から離れる方向に引っ張る。この実施形態では、ロッド910を第一の引っ込められた位置まで引っ張るために吸引は使われても使われなくてもよい。
【0045】
もう一つの実施形態では、コントローラ114は、回転子918を制動するようブレーキ・シュー912を展開させるようアクチュエータ902に求める制御信号を生成してもよい。この実施形態では、ブレーキ・シュー912は、電力が利用可能なとき、たとえば任意のまたはすべての制動サイクルの間に、回転子918を選択的に制動するためにも使うことができる。これは、単独で制動コンポーネント112を使って回転子918を制動する、あるいは制動コンポーネント112を使って他の制動技法を支援することを含んでいてもよい。
【0046】
もう一つの実施形態では、センサー1104および/または1106(
図11)が制動コンポーネント112に取り付けられ、ブレーキ・シュー912が回転子918に係合しているか否かを感知する。この情報は、ブレーキが作動しているのにシステム100が回転フレーム106を回転させようとすることを防止するために使うことができる。そのようなセンサーは、ソレノイド中に統合される、あるいはアクチュエータ902中に統合されることができる。センサーはあるいはまた、ロッド910および/またはブレーキ・シュー912の動きを感知する変位センサーであってもよい。
【0047】
上記の実施形態はCTスキャナとの関連で記述されているが、他の撮像および/または非撮像用途も本願で考えられていることは理解しておくべきである。たとえば、少なくとも
図1および
図2との関連で述べたベアリングの概念は、これに限られないが、比較的低い硬さおよび/または細い断面をもつ大直径ベアリングを含む任意のベアリングに適用できる。そのようなベアリングは、若干の例を挙げれば、戦車の砲塔、掘削機、ヘリコプターおよび風車に見出すことができる。いくつかの例では、ベアリングは旋回ベアリング(slew bearing)と称されることがある。もちろん、本概念は、小型および/または中型のベアリングにも適用できる。
【0048】
大直径で細い断面のベアリングは一般に、本来的に比較的低い硬さのため、より小さなものに比べてレースウェイ歪みを受けやすい。よって、そのようなベアリングは、より小型の対応物に比べてより可撓性である。ベアリングは一般に、比較的柔軟/可撓性なので、一般にその支持構造/ハウジングの硬さを帯びる/取る。支持構造がその硬さ(または荷重伝達経路)において非一様である場合、より硬い部分を構造的な硬い点と見ることができる。これらの硬い点では、過剰なベアリング荷重が見られることがあり、これがベアリング寿命を短くする。例として、三つの支持柱によって空中に懸架される大きなベアリング/リング(直径30フィート)について、各柱のところに硬い点がある。
【0049】
より一般には、ベアリング以外の用途も考えられる。一例は、二つの臨界表面(critical surface)を一緒に合わせる(軸方向にまたは動径方向に)必要があるときはいつでもである。そのような場合には、撓曲材が変形し、表面/フィーチャーを無傷のままにする。たとえば、フィーチャーの形は同じままであるが、撓曲材は完璧でない表面にフルに従う。
【0050】
図12、
図13および
図14は、システム100が、空気ベアリングのような非接触のベアリング1200を含み、制動コンポーネント112(
図1)が非接触ベアリング1200の一部である実施形態を示している。
図12は、空気ベアリング1200の側面断面図を示しており、
図13はシステム100の背面からの空気ベアリング1200の図を示しており、
図14は空気ベアリング1200の斜視図を示す。
【0051】
好適な空気ベアリングの例は米国特許第6,276,145号、第6,404,845号および第7,023,952号ならびに特許出願第11/568,227号において記述されており、これらの全体はここに参照によって組み込まれる。空気ベアリング120は、誘導モーター、DCブラシレス・モーター、磁気モーターまたは他の非接触モーターのような非接触モーターを用いて駆動されることができる。
【0052】
図12〜
図14に関し、ベアリング1200は、回転ガントリー106に取り付けられる第一の部分1202を含む。第一の部分1202は回転ガントリー106とともに回転する。図示された第一の部分1202は環状の「T」字型のリングで、「T」のそれぞれの側にベアリング・レース1204がある。第一の部分1202の他の形も本願では考えられている。
【0053】
さらに
図12〜
図14に関し、ベアリング1200は、静止ガントリー102(図示せず)に取り付けられる一つまたは複数の第二の部分1206をも含む。第二の部分1206はベアリング・レース1204に隣接して位置される。のちにさらに詳述するように、第二の部分1206をベアリング・レース1204から分離し、それにより回転ガントリー106が自由に回転できるようにするために流体が使われる。
【0054】
図12〜
図14では、全部で7個の第二の部分1206があることを注意しておく。3個は「T」の裏側1208に位置され、2個は「T」の前側1210に位置され、2個は「T」の外側縁部1212に隣接して位置される。他の実施形態は、位置の異なる第二の部分1206も含め、より多いまたはより少ない第二の部分1206を含む。
【0055】
図示した実施形態では、ソレノイドのようなバルブ1218が流体1220(たとえば空気)を流体源1222から第二の部分1206に流入して、第二の部分1206とレース1204との間に実質的に摩擦のない流体ギャップを創り出すのを容易にすることを選択的に許容する。バルブ1218に与えられる流体は、加圧チャンバ、コンプレッサ、流体空気移動器(fluid air mover)などのようなさまざまな源に由来することができる。簡明のため、一つのバルブ1218だけが図示した例に示されているが、バルブ1218は、第二の部分1206の全部ということも含め、第二の部分1206のうちの二つ以上とともに使うことができる。
【0056】
コントローラ14(
図1)がバルブ1218を制御する。一例では、バルブ1218は、電気制御される通常は開のバルブであり、コントローラ114からの制御信号を介して閉じられる。この例では、制御信号なしではバルブ1218は自動的に開き、流体はバルブ1218を通じて流れることが禁止される。バルブ1218の開放または閉状態から開状態へのバルブ1218の繊維を容易にするために、ばね装荷されたバルブを使うことができる。コントローラ114はまた、制御可能にバルブ1218を開く制御信号を生成したり、あるいはバルブ1218を制御可能に開く前記制御信号を供給しないこともできる。他の実施形態では、通常閉のまたは他のバルブが用いられる。
【0057】
図示した実施形態では、第二の部分1206の少なくとも一つは、ブレーキ・パッド1216が取り付けられたベアリング・ブロック1214を含み、ブレーキ・パッド1216がレース1204に物理的に係合する第一の位置とブレーキ・パッド1216がレース1204から分離されている第二の位置との間で動くよう構成される。レース1204に係合するとき、ブレーキ・パッド1216は回転ガントリー106が回転するのを禁止する、あるいは回転ガントリー106を減速させる。レース1204から係合解除された、あるいは分離されたときは、回転ガントリー106は自由に回転できる。
【0058】
図15および
図16は、ブレーキ・パッド1216をもつ例示的な第二の部分1206を示している。この例では、チャネル1502は、ベアリング・ブロック1214を通じて、ベアリング・ブロック1214の背面側1504から、ベアリング・ブロック1214の前面側1506に、z軸方向に沿って延在する。チャネル1502は、ベアリング・ブロック1214の前面1506における二次元の凹部1508につながっている。パッド1216はベアリング・ブロック1214の前面1506に取り付けられて、凹部1508を覆う。好適なパッド1216は、空気に対して多孔性であり、比較的低い摩耗レートをもち、回転ガントリー106をブレイクすることのできる比較的高密度の炭素材料を含む。他のパッドも本願では考えられている。
【0059】
図16に示されるように、バルブ1218が閉じられるとき、流体はチャネル1502を通じて凹部1508まで進み、レース1204に関して略一様な仕方で多孔性材料を通じて分散し、パッド1216とレース1204との間にギャップ1602を創り出す。
図15に示されるように、バルブ1218が開いているとき、流体はバルブ1218を通じてベアリング・ブロック1214およびパッド1216まで流れず、パッド1216はレース1204に係合する。材料中の孔は、破片が孔を詰まらせることはないよう、概して十分大きい。また、孔を通じて空気を通し、破片をパッドの表面から放逐することもできる。
【0060】
図17および
図18は、第二の部分1206をマウンティング装置1702を使って静止ガントリー102に取り付けるための例示的なアプローチを示している。マウンティング装置1702は、第二の部分1206の背面側1504を静止ガントリー102にマウントする。図示したマウンティング装置1702は、第二の部分1206が並進および/または回転することを許容するよう構成され、xy平面において第二の部分1206の中心領域1704からオフセットされて位置される。
【0061】
図のように、マウンティング装置1702の中心領域1706は、第二の部分1206の二つの端部のうちの第一の端部1710から第一の距離1708のところ、かつ前記二つの端部のうちの第二の端部1714から第二のより大きな距離1712のところに位置される。結果として、第二の部分1206は、レース1204から離れるほうに並進するにつれて傾斜する傾向がある。より短い部分が回転ガントリー106のほうに傾き、より長い部分が回転ガントリー106から離れるほうに傾く。
【0062】
例示的な傾斜が
図18に示されている。第二の部分1206は、より短い部分が、回転ガントリー106の回転方向1804に関して先導エッジ(leading edge)1802であり、より長い部分が、回転ガントリー106の回転方向1804に関して後端エッジ(trailing edge)1806であるようマウントされていることを注意しておく。第二の部分1206がレース1204に係合するとき、先導エッジ1802は、後端エッジ1806より前に、レース1204に物理的に接触する。これは、後端エッジ1806がレース1204に先に接触するとして場合に起こりうるような、第二の部分1206がレース1204のえぐるのを緩和しうる。
【0063】
図示した実施形態は、単一の第二の部分1206をブレーキとして使うことを記載しているが、前記第二の部分1206の一つまたは複数がブロック1214およびパッド1216を含み、ブレーキとして使われてもよいことは理解しておくべきである。システム100が複数のそのような第二の部分1206を含む場合、前記第二の部分1206の部分集合または全部が個々にまたは並行してブレーキとして使用できる。
【0064】
さらに、コントローラ114は、ブレーキとして使う特定の第二の部分(単数または複数)1206を選択する頭脳を含んでいてもよい。たとえば、一例では、システム100は、パッド1216の摩耗に基づいて第二の部分1206を選択してもよい。別の例では、システム100は回転ガントリーの回転速度に基づいて第二の部分(単数または複数)1206を選択してもよい。緊急目的のためには、ある実施形態では、前記第二の部分の一つまたは複数が、電源が失われたときに回転ガントリー106を制動するために自動的に使用される。
【0065】
もう一つの実施形態では、空気多孔性パッドに加えて、または空気多孔性パッドの代わりに開口パッドが使用される。一般に、開口パッド(orifice pad)は、孔ではなく、空気を分配する一つまたは複数の加工されたポケットを使う。ある好適な開口パッドでは、ポケットは、ひっかき傷またはその他の欠陥によって損なわれないよう構成される。一例では、パッドのレース1204に接触するセクションが摩擦材料を含む。これらのセクションを開口に接触しないよう構成することによって、パッドは、本稿で記載した多孔性パッド1216と実質的に同様に振る舞う。
【0066】
もう一つの実施形態では、ベアリングは磁気ベアリングである。一般に、磁気ベアリングは、静止側と回転側の間に空気ギャップを設けるために磁力を使う。一例では、ベアリングは、磁力を生成する電源によって給電される電磁ベアリングである。ベアリング・ハウジングに炭素を適用することによって、本稿で記載したのと同様の効果が見られる。電磁ベアリングから電力が失われたときは、回転部分が炭素に接触し、減速して停止する。この場合、電源が失われるだけでブレーキが作動することを注意しておく。
【0067】
図19は、撮像システム100の静止ガントリー102に回転ガントリー106を結合する非接触ベアリングを用いる方法を示している。
【0068】
1902では、通常開のバルブ1218が閉じられ、空気が空気源1222から第二の部分1206のベアリング・ブロック1214のチャネル1502に通れるようにする。
【0069】
1904では、空気がチャネル1502を通過して、略一様な仕方で第二の部分1206のパッド1216を通って放出される。
【0070】
1906では、ベアリング1200の第一の部分1202のレース1204に向けられた放出された空気によって、第二の部分1206がレース1204から離れるよう引っ込められ、両者の間に摩擦のないギャップが残る。
【0071】
1908では、回転ガントリー106がベアリング1200の第二の部分1206に関して自由に回転するよう駆動される。
【0072】
図20は、電力喪失の際に回転ガントリー106を阻止または減速させる方法を示している。
【0073】
2002では、バルブ1218のような、電気的に閉じられている、電気的に制御される通常開のバルブを通じて第二の部分1206に空気が与えられる。
【0074】
2004では、空気がチャネル1502を通って、略一様な仕方でパッド1216を出る。
【0075】
2006では、空気によって、第二の部分1206が、レース1204から離れるよう引っ込む。
【0076】
2008では、回転ガントリー106が、ベアリング1200の第二の部分1206に対して自由に回転するよう駆動される。
【0077】
2010では、システム電力が失われるとき、電力が電気的に制御されるバルブから除去される。
【0078】
2012では、電気的に制御されるバルブが自動的に開いて、第二の部分1206への空気の流れを阻止する。
【0079】
2014では、第二の部分1206がレース1204のほうに動いてレース1204と係合し、回転ガントリー106が回転するのを阻止するまたは回転ガントリー106を静的位置に保持する。
【0080】
図21は、回転ガントリー106を制御可能に阻止するまたは減速させる方法を示している。
【0081】
2102では、バルブ1218のような、電気的に閉じられている、電気的に制御される通常開のバルブを通じて第二の部分1206に空気が与えられる。
【0082】
2104では、空気がチャネル1502を通って、略一様な仕方でパッド1216を出て、第二の部分1206にレース1204から離れるよう引っ込ませる。
【0083】
2106では、回転ガントリー106が、ベアリング1200の第二の部分1206に対して自由に回転するよう駆動される。
【0084】
2108では、バルブを通過する空気の流れを選択的に制限するようバルブに制御信号が与えられる。
【0085】
2110では、パッド1216が制御可能にレース1204に係合し、回転ガントリー106を回転から減速させるまたは止める。
【0086】
本稿では、本発明についてさまざまな実施形態を参照して述べてきた。本稿の記載を読めば、他の者にも修正や変更が思いつくことがありうる。本発明は、付属の請求項およびその等価物の範囲内にはいる限りそのようなすべての修正および変更を含むものと解釈されることが意図されている。
いくつかの態様を記載しておく。
〔態様1〕
撮像システムであって:
z軸のまわりで検査領域をめぐって回転する回転フレームと;
第二のフレームと;
前記回転フレームを前記第二のフレームに回転可能に結合する支持部とを有しており、
前記回転フレームまたは前記第二のフレームの一方は前記支持部に柔軟に結合され、前記回転フレームまたは前記第二のフレームの他方は前記支持部に剛性に結合される、
撮像システム。
〔態様2〕
前記支持部が:
固定子と;
第一のベアリング部分と;
前記固定子および前記第一のベアリング部分を結合するベアリング支持部とを有する、
態様1記載の撮像システム。
〔態様3〕
前記第一のベアリング部分が前記ベアリング支持部に柔軟に結合される、態様2記載の撮像システム。
〔態様4〕
前記ベアリング支持部(208)が:対応するきわめて柔軟な領域によって互いに離間された少なくとも二つの部材(214)を有し、各部材の第一の側が前記固定子に結合され、各部材の第二の側が前記第一のベアリング部分に結合される、態様2または3に記載の撮像システム。
〔態様5〕
当該撮像システムを介して導入される応力のもとで前記部材が変形し、それにより前記応力を軽減する、態様4記載の撮像システム。
〔態様6〕
前記回転フレームが:第二のベアリング部分を有し、前記回転フレームおよび前記支持部(108)は前記第一および第二のベアリング部分を通じて結合される、態様2ないし5のうちいずれか一項記載の撮像システム。
〔態様7〕
前記回転するフレームおよび前記第二のフレームのための横断軸に沿った構造上の支持を与えるフレーム・スチフナーをさらに含む、態様1ないし6のうちいずれか一項記載の撮像システム。
〔態様8〕
前記回転フレームに選択的にブレーキをかける制動コンポーネントをさらに含む、態様1ないし7のうちいずれか一項記載の撮像システム。
〔態様9〕
前記制動コンポーネントがブレーキ・シューをもつアクチュエータを有し、前記アクチュエータが、前記回転フレームを制動するために、前記ブレーキ・シューを前記回転フレームのほうに付勢する、態様8記載の撮像システム。
〔態様10〕
前記制動コンポーネントが、前記回転フレームに取り付けられた第一の部分および前記第二のフレームに取り付けられた第二の部分を含む非接触の流体ベアリングの一部であり、前記第二の部分は前記回転フレームを制動するよう前記第一の部分に係合する、態様8記載の撮像システム。
〔態様11〕
前記制動コンポーネントが電気的に制御される通常は開のバルブによって制御され、前記バルブは前記システムから電力が除かれたときに自動的に開き、それにより前記回転フレームを制動する、態様10記載の撮像システム。
〔態様12〕
撮像システムであって:
z軸のまわりで検査領域をめぐって回転する回転フレームと;
z軸方向に傾斜する傾斜フレームであって、前記回転フレームは前記傾斜フレームに回転可能に結合される、傾斜フレームと;
静止フレームであって、前記傾斜フレームは前記静止フレームに傾斜可能に結合されている、静止フレームと;
前記回転フレームおよび前記傾斜フレームの横断軸に沿っての構造上の支持を提供するフレーム・スチフナーとを有する、
撮像システム。
〔態様13〕
前記フレーム・スチフナーが:
前記静止フレームに取り付けられ、チャネルを形成する少なくとも一つのガイドを含む第一の部分と;
前記傾斜フレームに取り付けられる第二の突出部分とを有しており、前記第二の突出部分が前記少なくとも一つのガイドによって前記チャネル内を案内される、
態様12記載の撮像システム。
〔態様14〕
前記第一の部分が:
第一の静止側と;
第二の自由浮動側とを有しており、前記第一の側および前記第二の側は、高度に柔軟な領域によって互いに離間されており、基部(506)において互いに結合されている、
態様13記載の撮像システム。
〔態様15〕
前記第二の自由浮動側を前記第一の静止側のほうに付勢する予荷重を与えられた固定具をさらに有する、態様14記載の撮像システム。
〔態様16〕
前記第二の突出部分が前記チャネル内にあるときに、付勢された前記第二の自由浮動側が前記第二の突出部分に物理的に係合する、態様15記載のシステム。
〔態様17〕
前記第二の自由浮動側が、前記第二の突出部分を横方向に支持し、それにより前記傾斜フレームを横方向に支持する、態様16記載の撮像システム。
〔態様18〕
少なくとも一つのフレーム・スチフナーをさらに含み、すべての傾斜角度について少なくとも一つのフレーム・スチフナーが対応するチャネルのうちの少なくとも一つの範囲内にあるよう、前記フレーム・スチフナーが位置される、態様12ないし17のうちいずれか一項記載の撮像システム。
〔態様19〕
撮像システムであって:
z軸のまわりで検査領域をめぐって回転する回転ガントリーと;
静止ガントリーと;
前記回転ガントリーおよび前記静止ガントリーを回転可能に結合する非接触流体ベアリングとを有しており、前記非接触ベアリングは:
前記回転ガントリーに取り付けられた第一の部分と:
前記静止ガントリーに取り付けられた第二の部分を含み、前記回転ガントリーを制動するために前記第二の部分は前記第一の部分に係合する、
撮像システム。
〔態様20〕
前記第二の部分に空気を供給するバルブをさらに有しており、前記バルブによって前記第二の部分に空気が供給されるのに応答して前記第二の部分は前記第一の部分から離れる方向に引っ込み、前記第二の部分を、よって前記回転ガントリーを自由に回転できるようにする、態様19記載の撮像システム。
〔態様21〕
前記バルブによって前記第二の部分に空気が供給されないときは前記第二の部分が前記第一の部分に物理的に係合し、回転する第二の部分を、よって回転する回転ガントリーを禁止するまたは減速させる、態様20記載の撮像システム。
〔態様22〕
前記バルブが電気制御される通常は開のバルブであり、前記バルブは当該システムから電力が除かれたときに自動的に開いて、前記回転ガントリーを制動する、態様19ないし21のうちいずれか一項記載の撮像システム。
〔態様23〕
前記バルブが電気制御される通常は開のバルブであり、前記バルブは制御信号に基づいて選択的に開かれたり閉じられたりする、態様19ないし21のうちいずれか一項記載の撮像システム。
〔態様24〕
前記第二の部分が:
チャネルをもつベアリング・ブロックと;
前記ベアリング・ブロックに取り付けられたブレーキ・パッドとを有しており、
前記チャネルを通じた空気の流れが前記ブレーキ・パッドから放出され、前記ブレーキ・パッドと前記第二の部分との間に摩擦のない空気ギャップを形成する、
態様19ないし23のうちいずれか一項記載の撮像システム。
〔態様25〕
前記第二の部分が:
第一の端部と:
第二の対向する端部と;
前記第二の部分を前記静止ガントリーにマウントするマウンティング装置とを有しており、前記マウンティング装置は、前記第一および第二の端部に関する前記第二の部分の中央領域(1704)からオフセットされて位置されている、態様19ないし24のうちいずれか一項記載の撮像システム。
〔態様26〕
前記第二の部分が、前記中央(1704)からより遠くに離れている端部が、他方の端部に比べて、前記第二の部分に近いよう、z軸を軸として傾斜する、態様25記載の撮像システム。
〔態様27〕
前記第二の部分の回転方向に対して、前記中央(1704)からより遠くに離れている端部が先導エッジであり、他方の端部が後端エッジである、態様25または26記載の撮像システム。
〔態様28〕
撮像システムの回転フレームと前記撮像システムの第二のフレームを回転可能に結合する段階を含む方法であって、前記撮像システムの前記回転フレームまたは前記第二のフレームの一方は前記撮像システムの支持部に柔軟に結合され、前記撮像システムの前記回転フレームまたは前記第二のフレームの他方は前記撮像システムの前記支持部に剛性に結合される、方法。
〔態様29〕
撮像システムの回転フレームおよび傾斜フレームのための横支持をフレーム・スチフナーを介して提供する段階を含む方法であって、前記傾斜フレームは前記撮像システムの静止フレームに傾斜可能に結合され、z軸方向に傾斜し、前記回転フレームは前記傾斜フレームに回転可能に結合され、z軸のまわりに回転する、方法。
〔態様30〕
撮像システムの非接触ベアリングの第一の部分を用いて前記非接触ベアリングの回転する第二の部分を、よって前記第二の部分に結合された回転ガントリーを制動する段階を含む方法であって、前記非接触ベアリングは前記撮像システムの回転ガントリーを前記撮像システムの静止ガントリーに結合する、方法。
〔態様31〕
態様30記載の方法であって、前記第一の部分が第一の端部と第二の対向する端部とを含み、前記第一の部分は、前記第一および第二の端部に関する前記第一の部分の中央領域(1704)からオフセットされて位置されるよう前記静止ガントリーにマウントされており、当該方法はさらに、前記第一の部分を、前記中央(1704)からより遠くに離れている端部が、他方の端部に比べて、前記第二の部分に近いよう、z軸を軸として傾斜させることを含む、方法。