(57)【要約】【課題】本発明は、インナジンバルの代わりに３自由度転がり軸受を設け、小型化、軽量化及び高剛性化とすることを目的とする。【解決手段】本発明による空間安定装置は、コ字型をなす保持体(17)に支軸(9A)を介して枠体(20)が回転自在に設けられ、前記枠体(20)内に従来のインナジンバルに代る３自由度転がり軸受(30)を設け、この３自由度転がり軸受(30)の内輪(33)にカメラ(34)を設け、このカメラ(34)を５軸制御する構成である。【選択図】図１
2010098575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウタヨー用の第１モータ(3)が設けられ全体形状がＵ型をなす保持体(17)と、前記保持体(17)の両端に設けられた支軸(9A,9A)を介して回転自在に設けられた枠体(20)と、前記保持体(17)の端部(17a)に設けられ前記枠体(20)を回転させるためのアウタピッチ用の第２モータ(10A)と、前記枠体(20)に取付けられて前記枠体(20)内に位置し３自由度を有する３自由度転がり軸受(30)と、前記３自由度転がり軸受(30)の内輪(33)に設けられた撮像カメラ(34)と、を備え、
前記保持体(17)、枠体(20)及び３自由度転がり軸受(30)により、前記撮像カメラ(34)を５軸方向に回動させることを特徴とする空間安定装置。
【請求項２】
前記３自由度転がり軸受(30)には、３軸球面トルカ及び３軸球面位置検出器が設けられていることを特徴とする請求項１記載の空間安定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間安定装置に関し、特に、インナジンバルの代わりに３自由度転がり軸受を設け、小型化、軽量化及び高剛性化とするための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種の空間安定装置としては、例えば、特許文献１の図４に示される構成を図３に挙げることができる。
すなわち、図３において、空間安定装置１の支持台４に設けられたアウタヨー用の第１モータ３には、全体形状がコ字型をなす保持体１７がヨー方向Ａに沿って往復回転可能に設けられている。
【０００３】
前記保持体１７の両端には、一対の第１支軸９Ａ、９Ａを介して、全体形状が四角枠状をなす第１枠体２０がピッチ方向Ｂに沿って往復回転自在に設けられ、前記両端の一方の端部１７ａには、前記枠体２０を前記各第１支軸９Ａを介して往復回転させるためのアウタピッチ用の第２モータ１０Ａが設けられている。
【０００４】
前記枠体２０の内側には、前記第１支軸９Ａの軸方向に対して直交する方向に軸方向を有する一対の第２支軸２１を介して第２枠体２３がヨー方向Ａに沿って回転自在に設けられている。
前記第２枠体２３は、前記第１枠体２０の内面に設けられたインナヨー用の第１トルカ２２が接続されていることにより、この第１トルカ２２により第２枠体２３が往復回転自在に構成されている。
【０００５】
前記第２枠体２３の内側には、前記第１支軸９Ａと同一軸方向に設けられた一対の第３支軸２４によりピッチ方向Ｂに往復回転自在に設けられた第３枠体２６が内設されており、前記第２枠体２３の内面に設けられたインナピッチ用の第２トルカ２５が前記第３枠体２６に接続されていることにより、前記第３枠体２６がピッチ方向Ｂに沿って往復回転自在に駆動されるように構成されている。
【０００６】
前記第３枠体２６の内面には、赤外線カメラ２８、ビデオカメラ２及びレーザ測距装置２９が設けられ、前記ビデオカメラ２及び赤外線カメラ２８は、そのレンズと共に撮像部（図示せず）がロール方向Ｃに沿って往復回転可能に構成されている。尚、前記各軸には、専用の回転位置検出器が設けられている。
【０００７】
前述の構成において、図３の空間安定装置１を、船舶、航空機等の揺動する本体１Ａに支持台４を取付け、例えば、ビデオカメラ２又は赤外線カメラ２８で捕捉したターゲットを、図示しない画像処理装置で画像処理し、このターゲットを画像の中心位置に常時捕捉するために、各モータ３、１０Ａ、各トルカ２２、２５及び各カメラ２、２８の動作を制御し、空間安定装置１の空間安定を行い、前述の船舶及び航空機等の揺動に拘わらず、前記ターゲットを常時捕捉することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３３０３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の空間安定装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、コ字型の保持体の内側に設けられた第１枠体の内側には、インナジンバルとしての第２枠体、第３枠体、支軸及び第２トルカ及び各回転位置検出器等の複雑な構造が設けられ、空間安定装置としては、部品点数が多く、小型、軽量及び高剛性化の要求に応えることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による空間安定装置は、アウタヨー用の第１モータが設けられ全体形状がＵ型をなす保持体と、前記保持体の両端に設けられた支軸を介して回転自在に設けられた枠体と、前記保持体の端部に設けられ前記枠体を回転させるためのアウタピッチ用の第２モータと、前記枠体に取付けられて前記枠体内に位置し３自由度を有する３自由度転がり軸受と、前記３自由度転がり軸受の内輪に設けられた撮像カメラと、を備え、前記保持体、枠体及び３自由度転がり軸受により、前記撮像カメラを５軸方向に回動させる構成であり、また、前記３自由度転がり軸受には、３軸球面トルカ及び３軸球面位置検出器が設けられている構成である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による空間安定装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、アウタヨー用の第１モータが設けられ全体形状がＵ型をなす保持体と、前記保持体の両端に設けられた支軸を介して回転自在に設けられた枠体と、前記保持体の端部に設けられ前記枠体を回転させるためのアウタピッチ用の第２モータと、前記枠体に取付けられて前記枠体内に位置し３自由度を有する３自由度転がり軸受と、前記３自由度転がり軸受の内輪に設けられた撮像カメラと、を備え、前記保持体、枠体及び３自由度転がり軸受により、前記撮像カメラを５軸方向に回動させることにより、従来のインナジンバル部分を除去し、このインナジンバルの代わりに３自由度転がり軸受で従来のインナジンバルと同等の３軸である３次元軸受の機能を達成することができる。
また、前記３自由度転がり軸受には、３軸球面トルカ及び３軸球面位置検出器が設けられていることにより、３次元の球面位置検出を行いつつ、安定した空間安定動作を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、インナジンバルの代わりに３自由度転がり軸受を設け、小型化、軽量化及び高剛性化を得ることができる空間安定装置を提供することを目的とする。
【実施例】
【００１３】
以下、図面と共に本発明による空間安定装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
図１において、符号１で示されるものは空間安定装置であり、この空間安定装置１を取付ける航空機又は船舶等の走行体等の本体１Ａに設けられた支持台４には、全体形状がＵ字型をなす保持体１７がアウタヨー用の第１モータ３を介して支持台４に取付けられている。
【００１４】
前記保持体１７の両端に設けられた一対の支軸９Ａ、９Ａには、前記保持体１７の内側に位置して全体形状が枠状をなす枠体２０が往復回転自在に設けられ、前記両端の一方の端部１７ａの外面にはアウタピッチ用の第２モータ１０Ａが設けられている。
前記第２モータ１０Ａは、前記支軸９Ａに接続され、この第２モータ１０Ａの回転により、支軸９Ａを介して枠体２０が往復回転できるように構成されている。
【００１５】
前記枠体２０の内側には、図２において図１の断面Ａ−Ａによって示されているように、周知の３自由度転がり軸受３０が設けられており、この３自由度転がり軸受３０の外輪３１が前記枠体２０の内面２０ａに当接することによって、前記３自由度転がり軸受３０が前記枠体２０に一体状に設けられている。
【００１６】
前記３自由度転がり軸受３０は、図２で示されるように、外面が球面の一部をなす外輪３１と、この外輪３１の内側に球３２を介して３自由度の転がり動作を行うことができる内輪３３と、から構成されている。
【００１７】
前記内輪３３には、その軸方向に沿って貫通するカメラ３４が設けられており、このカメラは、例えば、デジタルビデオカメラからなる撮像カメラで構成され、このカメラ３４の軸方向３５と前記内輪３３の直径方向３６とは互いに直交して構成されている。
【００１８】
前記３自由度転がり軸受３０は、周知のように、３自由度にわたり、例えば、各々１０度以内で自由に転がることができるように構成され、３次元の動作を行うことができるように構成されている。
前述の内輪３３の３自由度の転がり動作は、周知のように、前記外輪３１又は内輪３３にマグネット（図示せず）が設けられ、このマグネットに対応するプリント又は巻線型の励磁コイル（図示せず）とによる３軸球面トルカ（図示せず）が設けられ、この励磁コイルへの励磁状態を、変えることによって作動するように構成され、この３自由度転がり軸受３０には、周知の３軸球面位置検出器（図示していないが、例えば、周知のＭＥＭＳによる超小型の位置検出器が配設されている。
【００１９】
従って、前述の空間安定装置１のカメラ３４の空間安定を行う場合、この空間安定装置１を搭載する航空機等が種々の揺動を発生した場合、前述の各モータ３、１０Ａを含む５軸の位置検出器からの検出情報に基づいて、各モータ３、１０Ａ及び３軸球面トルカを制御することにより前記カメラの空間安定を行うことができる。
【００２０】
また、例えば、航空機等に搭載してターゲットをカメラ３４で捕捉し、航空機等の飛行姿勢の状態に拘わらず、カメラ３４で捕捉したターゲットが画面の中心に常時位置するように、前述の５軸の位置制御を図示していない制御部を介して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による空間安定装置を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】従来の空間安定装置の正面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    空間安定装置
１Ａ    本体
３    第１モータ〔アウタヨー用〕
４    支持台
９Ａ    支軸
１０Ａ    第２モータ（アウタピッチ用）
１７ａ    端部
２０    枠体
２０ａ    内面
３０    ３自由度転がり軸受
３１    外輪
３２    球
３３    内輪
３４    カメラ
３５    軸方向
３６    直径方向
【図１】
2010098575.tif 000003
【図２】
2010098575.tif 000004
【図３】
2010098575.tif 000005