(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直軸回りに回転し得る回転機構部と、上記回転機構部の上部に設けられ回転機構部によって水平方向回転される本体部と、上記回転機構部の中心部に設けられる円筒状のスリップリング機構部と、上記スリップリング機構部の中心内部を上下に貫通する回転軸と、をそなえ、
上記回転軸の上部が本体部の回転と一致するよう回転機構部に連結されるとともに回転軸の下部がスリップリング機構部の下部に設けられる回転センサの回転部に連結されてなることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
垂直軸回りに回転し得る回転機構部と、上記回転機構部の上部に設けられ回転機構部によって水平方向回転される本体部と、上記回転機構部の中心部に設けられる円筒状のスリップリング機構部と、上記スリップリング機構部の中心内部を上下に貫通する中空の回転軸と、をそなえ、
上記回転軸の上部が本体部の回転と一致するよう回転機構部に連結されるとともに回転軸の下部がスリップリング機構部の下部に設けられる回転センサの回転部に連結され該回転センサの信号線が回転軸の内部を挿通されることを特徴とする電子装置。
【請求項３】
上記本体部は赤外線撮像部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋内あるいは屋外などで、回転とともに各種の測定、監視ないしは撮像を行なう電子装置に関する。
【０００２】
このように回転をともないながら、たとえば、撮像を行なう電子装置には船舶や艦艇に搭載し昼夜を問わず目標物の赤外線領域を光学的に検出し撮像する撮像装置（カメラ）がある。
【０００３】
撮像装置である電子装置の概略の外観斜視図が図８に示される。この電子装置１の基本構成は、基部であるベース部２の上部で、両側を同一軸上とした中心線ＣＬ２回りのロール軸支持機構３と、ロール軸支持機構３により両側を取り付け支持されるリングアーム４と、このリングアーム４に両側を同一軸上として取り付け支持される中心線ＣＬ３回りのピッチ軸支持機構５と、リングアーム４内においてピッチ軸支持機構５により両側から支持される撮像部６と、からなる。このようであって、撮像部６はロール軸支持機構３とピッチ軸支持機構５との直交する２軸の中心部に支持されている。
【０００４】
ロール軸支持機構３の中心線ＣＬ２の軸方向は船舶または艦艇の船首方向と一致し、ピッチ軸支持機構５の中心線ＣＬ３の軸方向は船首方向と直交方向であって、船舶などが水面の波浪やうねりにともなうロール方向ならびにピッチ方向の動揺に応じての補正をする働きをなし、常に撮像部６の水平姿勢を高精度に維持制御をする安定制御機構をそれぞれにそなえており、画像のぶれや歪むことを防止するための、いわゆる空間安定制御が図られている。
【０００５】
撮像部６は、上部のドーム状のカバー７が取り付けられる下方のターンテーブル８とは気密状態に組み立てられており、下部の回転機構部９によって中心線ＣＬ１回りを一定速度で３６０°連続回転される。カバー７の正面側には赤外線透過窓板１１が２箇所設けられている。
【０００６】
また、撮像部６と回転機構部９には、各種の信号線や制御線、電源線などが多数必要であり、そのために回転機構部９の回転中心部において、これらの線路を回転伝達させる必要から、きわめて多くの多段のスリップリング機構を必要とする。
【０００７】
さらには、撮像部６の回転信号や回転角度信号、速度制御や位置制御、などの回転にともなう各種の信号情報を検出するための、レゾルバやエンコーダなどの回転角度位置センサ、ＦＯＧ（フアイバ・オプティカル・ジヤイロ）やリングレーザジヤイロなどの角速度センサ、回転数を検出する回転カウンタ、などの各種信号検出用のセンサをそなえることが必要でもある。このような要求から、スリップリングの段数は２５０チャンネルにもおよぶこととなる。
【０００８】
上記のようなことをそなえて、なおかつ装置全体の水平姿勢状態を安定維持させるためには、撮像部６と回転機構部９とを含む重心を、ロール軸支持機構３とピッチ軸支持機構５とのＣＬ２、ＣＬ３の中心軸が直交する中心部であるＣＬ１上に可能なかぎり一致させることが肝要なことであり、実際にそのように設計し製造される。
【０００９】
【従来の技術】
図９は、従来の電子装置１２の側断面図であるが、図８と対応する中心線ＣＬ２回りのロール軸支持機構３の詳細構成ならびにリングアーム４は図示煩雑となることから、省略して示してある。なお、ピッチ軸支持機構５は紙面と直交する方向に位置して回転機構部１３を支持している。
【００１０】
したがって、回転機構部１３と撮像部である本体部１４とがベース部２の中央部の空間上に位置されており、以下の説明は主として回転機構部１３について説明することとする。
【００１１】
本体部１４は、ターンテーブル８上を覆うドーム状のカバー７によって防水性を有するよう気密に閉じられた状態である。この本体部１４の構成を概略述べると、図８に示したような赤外線透過窓板１１を透過して受け入れる装置外部の対象部分からの赤外線を集束するカメラ部としての光学系と、集束位置に設けられる冷却型多素子の赤外線検知器と、これらを支持するとともに、光学系の光軸を水平方向の軸１５回りを上下方向に微動位置決めする制御機構と、赤外線検知器によって赤外線が電気信号に変換された信号を増幅する増幅装置、赤外線検知器の検知素子を冷却させる冷媒循環型の冷却装置または電子冷却装置、などからなり、ターンテーブル８の中央部上に重心位置を一致させるようにして取り付けられる。
【００１２】
回転機構部１３は、それぞれが筐体を構成する内外二重の円筒体からなり、外部の円筒体１６は外部環境から内部を密閉保護するためと、紙面と直交方向のピッチ軸支持機構５によって全体が支持されるものであることから容器構成である。
【００１３】
内部の円筒体１７は外部の円筒体１６に対して上下２個所の球軸受け（グリス封入型ボールベアリング）１８、１９によって支持されるもので、垂直軸回りに回転自在である。
【００１４】
この球軸受け１８、１９間の上側位置に旋回駆動用のモータ２１が設けられるが、固定側であるステータが外部の円筒体１６に、回転側のロータが内部の円筒体１７に、それぞれ取り付けられる。このようなモータ２１によってダイレクトに中心線ＣＬ１回りに回転される内部の円筒体１７の回転速度は６０ｒｐｍである。
【００１５】
また、下方の球軸受け１９の下側位置にレゾルバ２２が設けられるが、同様に固定側のステータは外部の円筒体１６に、回転側のロータは内部の円筒体１７に、それぞれ取り付けられる。
【００１６】
内部の円筒体１７中心の垂直軸ＣＬ１と同一軸上に円筒状のスリップリング機構部２３が配置される。このスリップリング機構部２３の上部には、ＦＯＧ２４またはリングレーザジャイロ２５が取り付けられ、周囲には間隔を設けて上下方向に空気ガイド２６が設けられる。
【００１７】
外部の円筒体１６の下面には、空気冷却装置２７が取り付けられており、この空気冷却装置２７の下面に付加ウエイト２８が取り付けられている。この空気冷却装置２７による空気の流れは、主としてターンテーブル８上の本体部１４ならびにその周囲空間が過熱しないよう冷却し一定温度に維持させるためのものであり、この内部空気は内部の円筒体１７と空気ガイド２６の間をとおって空気冷却装置２７内に吸引冷却され、空気ガイド２６とスリップリング機構部２３の周囲空間を経てターンテーブル８上に循環送風されるようになっている。
【００１８】
上記スリップリング機構部２３について説明すると、図１０に固定側である不回転側の側断面図が示され、図１１に回転側の側断面図が、それぞれ分離状態に示される。このスリップリング機構部２３はそれぞれが内外二重のスリップリングとブラシとの組み合わせからなる。
【００１９】
なお、図１０と図１１とにおいては、相互の位置関係を理解容易とするために、同一の球軸受けを両図にあえて重複して図示してあることに注意されたい。また、図示煩雑となることから、スリップリングならびにブラシ数も実際のものよりは少なく図示するとともに、その構造についても概略に示してある。
【００２０】
その他の部分についても煩雑さを避けるために詳細構造を図示省略した概略図に示してある。取り付け用ねじや締め付け用ねじなどについても図示してあるが、その説明は省略する。
【００２１】
まず、図１０を参照すると、下部のケーブル導入カバー３１に外部から電源線、信号線、制御線、などの入出力用の２本のケーブル３２、３３が導入される。ケーブル導入カバー３１には上側の基板３４上の内外に二つの円筒体が立設並行状態に取り付けられる。
【００２２】
外側の円筒体は第１のブラシ支持体３５であり、多数の第１のブラシ３６が内面側に向けて縦列方向に取り付けられており、外部側で個々にケーブル３２の電線が接続される。この第１のブラシ支持体３５の外側周囲には円筒形のカバー３７が取り付けられ、内側の上下にはそれぞれ球軸受け３８、３９が設けられる。
【００２３】
内側の円筒体は第２のスリップリング支持体４１であり、多数の第２のスリップリング４２が外面側に向けて多段に取り付けられており、内部側で個々にケーブル３３の電線が接続される。この第２のスリップリング支持体４１の外側上下にもそれぞれ球軸受け４３、４４が設けられる。
【００２４】
ついで、図１１を参照すると、上部のケーブル導入部に上側から電源線、信号線、制御線、などの入出力用のケーブル４６が導入される。図ではケーブル４６を１本として示したが実際には複数本である。
【００２５】
上部の結合用カバー４７には、内外に二つの円筒体が並行状態に取り付けられ、下端部においても同一軸上となるように組み合わせられる。
【００２６】
外側の円筒体は第１のスリップリング支持体４８であり、多数の第１のスリップリング４９が外面側に向けて多段に取り付けられており、内部側で個々にケーブル４６の電線が接続される。この第１のスリップリング支持体４８の下端部にはリング体５１が取り付けられて下端方向へ延長されており、これらの外側の上下にはそれぞれ球軸受け３８、３９が設けられる。
【００２７】
内側の円筒体は第２のブラシ支持体５２であり、多数の第２のブラシ５３が内面側に向けて縦列方向に取り付けられており、外部側で個々にケーブル４６の電線が接続される。この第２のブラシ支持体５２の内側上下にそれぞれ球軸受け４３、４４が設けられる。
【００２８】
図１０と図１１のスリップリング分離体を組み合わせた状態が図１２の側断面図に示される。図１２においては、それぞれの球軸受け３８、３９と４３、４４とが同一位置になることは、既述したことからあえて説明するまでもなく容易に理解されよう。
【００２９】
このようにして組み合わせ、組み立てられた状態では図１２から明らかなように、固定側の第１のブラシ支持体３５の第１のブラシ３６は、回転側の第１のスリップリング支持体４８の第１のスリップリング４９に接触している。また、固定側の第２のスリップリング支持体４１の第２のスリップリング４２は、回転側の第２のブラシ支持体５２の第２のブラシ５３に接触している。
【００３０】
このようであって、それぞれの第１、第２のブラシ３６、５３は第１、第２のスリップリング４９、４２それぞれに圧接して電気的に確実な接触によって電気信号や電源の授受が行なわれる結果、固定側のケーブル３２、３３と回転側のケーブル４６との接続が果たされる。このような位置関係はそれぞれが球軸受け３８、３９、４３、４４によって正確に位置決めされることから、長期にわたっての信頼性が保証される。
【００３１】
なお、第１、第２のブラシ３６、５３はそれぞれ第１、第２のスリップリング４９、４２に圧接される機構をそなえているが、この圧接機構は図示省略してある。
【００３２】
ふたたび、図９を参照すると、スリップリング機構部２３の図１０に示される固定側は下部が回転機構部１３の、不回転側である外部の円筒体１６に支持固定されるようになっている。
【００３３】
スリップリング機構部２３の図１１に示される回転側は上部が回転機構部１３の、回転側である内部の円筒体１７に連結固定されるように構成されるので、本体部１４の回転と一致する。このようであるから、図１１に示される回転側の上部にＦＯＧ２４、またはリングレーザジャイロ２５を取り付けることにより、これらが同一回転することで必要とする信号を得ることができる。
【００３４】
なお、図９において、固定側である外部の円筒体１６の上端面と、この端面に対向する回転側であるターンテーブル８の下面とは、その間に外部からの水分が内部に入り込まないよう、図示しないゴム製のシールリングが接触するように装着介在され、保護されるようになっている。
【００３５】
図１３は、図９とは異なる電子装置５５であるが、本体部１４については図９に示したものと同様であり、回転機構部５６の構成が異なることから、この回転機構部５６のみを側断面図に示してある。なお、ベース部２、ロール軸支持機構３、リングアーム４、ピッチ軸支持機構５、などについても同様なことから、図示省略してある。
【００３６】
なお、ロール軸支持機構３およびピッチ軸支持機構５の中心線、ＣＬ２、ＣＬ３は図示位置に設定されている。
【００３７】
円筒状の固定側筐体５７と、その外側と上部とを覆うように位置される円筒状の回転側筐体５８と、からなり、上下に配置される球軸受け５９、６１により回転側筐体５８が固定側筐体５７に対して中心線ＣＬ１回り回転自在に結合支持される。
【００３８】
この球軸受け５９、６１の間において、固定側筐体５７の外側周囲にモータ６２のステータ側が取り付けられ、回転側筐体５８の内面周囲にモータ６２のロータ側が取り付けられる。
【００３９】
固定側筐体５７の外側下部のフランジ状の張り出し部６３には、回転側筐体５８の下端面に取り付けられるゴム製のシールリング６４が接触しており、外部からの水分が内部に入り込まないように保護されている。
【００４０】
固定側筐体５７の下端面には基板６５と間隔リング６６を介して、その下面にコネクタ取り付け板６７とが取り付けられており、間隔リング６６の周囲はカバー板６８によって覆われている。コネクタ取り付け板６７には防水コネクタ６９が取り付けられており、周囲にはリング状の付加ウエイト７１が取り付けられている。
【００４１】
回転側筐体５８の上側には広い円板状の本体取り付け面７２であり、この上面に図９で説明の電子装置１２（図示せず）が搭載され、周囲には二点鎖線に示されるドーム状のカバー７が取り付けられる。
【００４２】
基板６５の中心には、図１０〜図１２で説明のスリップリング機構部２３の固定側である下端部が不回転状態に取り付け固定されており、上側の回転部は回転側筐体５８の上側を覆うように取り付けられた取り付け金具７３に結合されて回転し得るように構成される。この取り付け金具７３には、スリップリング機構部２３上部の周囲に歯車７４が形成されている。
【００４３】
固定側筐体５７内部の中間部分には棚状の仕切り板７５が形成されており、エンコーダ７６または回転カウンタ７７が取り付けられ、これらは、取り付け金具７３の歯車７４と噛み合う歯車７８と軸継手によって連結される。
【００４４】
この歯車７８は二枚の歯車と、この二枚の歯車相互間にねじり力を付与するばねとによる公知なバックラッシュレス機構をそなえており、正確な回転伝動がなされる。また、歯車７４、７８どうしの歯数比は１：１である。
【００４５】
このように、固定側筐体５７の中心から偏倚した位置にエンコーダ７６または回転カウンタ７７が取り付けられることから、仕切り板７５には中心ＣＬ１と対称な反対側の位置にバランスウエイト７９を取り付け、全体の平衡状態を得るようにしている。
【００４６】
下部のコネクタ取り付け板６７に取り付けられたコネクタ６９の内部側とスリップリング機構部２３とは、図示省略の電気配線がなされるとともに、スリップリング機構部２３の上部回転側にも既述したように配線が設けられる。
【００４７】
この、図１３に示した電子装置５５によると、図９の電子装置１２に比して、図９の電子装置１２の場合、モータ２１とレゾルバ２２とを直列方向の上下方向に設けることに比べて、モータ６２単体であり、エンコーダ７６または回転カウンタ７７をスリップリング機構２３と並行した位置に設けることにより、上下方向の高さを短縮し得るが、水平方向の直径が大きくなるものである。
【００４８】
モータ６２の位置を中心線ＣＬ２、ＣＬ３よりも下方とし得るから、モータ６２の重量による上下方向のバランスも好都合に働く。
【００４９】
以上のように，電子装置に各種センサを組み合わせることについて、以下に記述すると、本体部１４の回転にともなう各種情報を検出利用することと、回転の状態を安定に維持制御させること、などにある。
【００５０】
ＦＯＧ２４あるいはリングレーザジャイロ２５は、対象方向に対しての回転速度を一定に維持制御させるための角速度センサであることから、回転軸ＣＬ１上の回転中心に取り付けることが必要である。したがって、スリップリング機構部２３の上側または下側に取り付けることになるが、スリップリング機構部２３の回転部が上側のみのために上側に取り付けるようにしている。
【００５１】
レゾルバ２２あるいはエンコーダ７６は、これらからの角度信号により回転制御を行なうことから、本体部を不回転部に固定し回転側を回転部と連結して回転させることにより信号を得るようにしているので、図９あるいは図１３に示すような構成となる。
【００５２】
回転カウンタ７７は、多チャンネルのスリップリング機構部２３の信頼性を保証するための保守を行なうために、その回転稼働の累積回転数を検出し保守時期の判断をするようにしているので、図１３に示すような構成となる。
【００５３】
【発明が解決しようとする課題】
図９に示す従来の電子装置１２によると、本体部１４のカメラ部およびその周辺に装着される電子機器が非常に重いことから、回転機構部１３下端部の空気冷却装置２７を重くするとともに、中心線ＣＬ２、ＣＬ３の直交位置である支持支点から最遠端であるその下方に、さらに付加ウエイト２８を取り付けていたが、それらにも限度があることから大型のレゾルバ２２を下方側に取り付け全体のバランスを得るようにしていた。このようなことから、電子装置自体が大型化し、重量の増加が避けられなかった。
【００５４】
一方、電子装置１２を艦船における周囲の監視装置とするには、より遠方を見渡せること（探知距離の延長）ができるように、ブリッジなどの上ではなくマストなどの高い位置に設置することが求められる。このような要求に応じるには、電子装置の小型化ならびに軽量化が必須の事項であるが、上記したような従来の電子装置１２ではこのような要求には応じ得ないといった問題点がある。
【００５５】
最近、電子装置の小型化の要求から、カメラ部とその周辺に装着される電子機器とが、電子部品などの性能向上による小型化と高密度実装により軽量化についても可能となってきたことから、回転機構部も小型化、軽量化し得ることが可能となってきた。
【００５６】
このようなことから、従来バランスウエイトを兼ねさせていた大型なレゾルバ２２を小型なものとしても十分機能し得ることも判明した。
【００５７】
スリップリング機構部２３の上部回転部分に取り付けられているＦＯＧ２４またはリングレーザジャイロ２５などは、上側に本体部１４が搭載されているために、点検などの保守に際しては全体を分解しなければならず面倒なことから困難であるといった問題があった。
【００５８】
これらを、スリップリング機構部２３の下側である不回転部分に回転部を設けて取り付け得るようにすれば、上部の重量の軽減化とともに、その分下部に重量が付加されることから、付加ウエイト２８を軽減し得て電子装置自体の軽量化ならびに保守性の向上が可能となる。
【００５９】
図１３に示す電子装置５５によると、艦船の動揺などによる画像のぶれや歪みなどをなくすために空間安定制御を行なっているが、直交三軸の回転軸中心に重心を設定する必要から、可能なかぎり回転中心ＣＬ１から偏倚するアンバランスな重量を少なくするようにしている。
【００６０】
そのために、上述したように上側の本体部１４の重量が重いことによる下方のバランスを補うための、付加ウエイト７１を下端に設けるなどする必要があった。
【００６１】
回転機構部５６の高さを低くすることによる小型化を図るために、エンコーダ７６や回転カウンタ７７を回転中心ＣＬ１から偏倚させて取り付けるようにしていた。このために、取り付け金具や歯車などの伝達機構を含めた重量と、このアンバランスを平衡させるためのバランスウエイト７９を付加させることによる重量の増加、ならびに直径方向が大型化することになっていた。
【００６２】
本発明は、上記従来の種々の問題点にかんがみて、多段のスリップリング機構をそなえた電子装置の小型化ならびに軽量化を実現させることを、発明の課題とするものである。
【００６３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明手段の構成要旨とするところの、第１の手段は、垂直軸回りに回転し得る回転機構部と、この回転機構部の上部に設けられ回転機構部によって水平方向回転される本体部と、回転機構部の中心部に設けられる円筒状のスリップリング機構部と、このスリップリング機構部の中心内部を上下に貫通する回転軸と、をそなえ、回転軸の上部が本体部の回転と一致するよう回転機構部に連結されるとともに回転軸が下部のスリップリング機構部の下部に設けられるセンサの回転部に連結される電子装置である。
【００６４】
この第１の手段によると、スリップリング機構部の下側は不回転部であることから、スリップリング機構部の上側の回転部から貫通する回転軸が下側の不回転部に回転軸が設けられることとなり、スリップリング機構部の下側にセンサの取り付け部分を取り付けることができ、センサの回転部に回転軸を連結させることが可能となる。
【００６５】
このように取り付けられるセンサは、スリップリング機構部の中心軸と同一軸上なことから、回転機構部の中心から偏倚することがなく、したがって、電子装置の回転軸回りの重量の不平衡にはならない。
【００６６】
センサそのものも小型とすることにより、センサの回転部を直接回転軸に連結させることで、付属の伝達機構などを要することがなく、電子装置の小型化と軽量化とが達せられる。
【００６７】
本発明構成要旨の第２の手段は、垂直軸回りに回転し得る回転機構部と、この回転機構部の上部に設けられ回転機構部によって水平方向回転される本体部と、回転機構部の中心部に設けられる円筒状のスリップリング機構部と、このスリップリング機構部の中心内部を上下に貫通する中空の回転軸と、をそなえ、回転軸の上部が本体部の回転と一致するよう回転機構部に連結されるとともに回転軸の下部がスリップリング機構部の下部に設けられる回転センサの回転部に連結され該回転センサの信号線が回転軸の内部を挿通される電子装置である。
【００６８】
この第２の手段によると、スリップリング機構部の下側は不回転部であることから、スリップリング機構部の上側の回転部から貫通する中空の回転軸が下面の不回転部に回転軸が設けられることとなり、スリップリング機構部の下側にセンサの取り付け部分を取り付けることができ、センサの回転部に回転軸を連結させることが可能となる。
【００６９】
取り付けられるセンサは、スリップリング機構部の中心軸と同一軸上なことから、回転機構部の中心から偏倚することなく、したがって、電子装置の回転軸回りの重量の不平衡を招かない。
【００７０】
センサそのものも小型とすることにより、センサの回転部を直接回転軸に連結させることで、付属の伝達機構などを要することなく、電子装置の小型化と軽量化とが達せられる。センサの信号線を回転軸の中空な内部を挿通させることで上側の本体部側へ到らせることが可能である。
【００７１】
本発明構成要旨の第３の手段は、第１の手段または第２の手段における本体部を赤外線撮像部とした電子装置である。
【００７２】
この第３の手段によると、多段のスリップリング機構部による多くの信号の伝達、多くの制御回路などの伝送をベース側と回転側との間を授受し得ることと、各種センサを選択設定し、組み合わせることを含めて取り付けることが可能なことから、姿勢制御ならびに回転速度制御の高安定化による高精度な赤外線映像を得ることが可能であり、しかも小型化と軽量化の両方をかねそなえることから、高い位置に設置して遠距離に到る信頼性の良好な赤外線映像や各種計測値の情報を得ることができるといった、好適な装置となし得る。
【００７３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明電子装置について、構成要旨にもとづいた一実施の形態により、それぞれ図を参照しながら具体的詳細に説明する。なお、全図を通じて同様部分には理解を容易とするために同一符号を付して示す。
【００７４】
図１は、本発明電子装置８１の正面視断面図であり、図２に側断面図を示す。図１は、図８と対応するリングアーム４と、これに結合される中心線ＣＬ３回りのピッチ軸支持機構５の概略要部のみが示され、詳細構成は図示省略してある。ロール軸支持機構３は紙面と直交する方向に位置してリングアーム４を支持しており、図示下方にベース部２が示される。図２は、中心線ＣＬ２回りのロール軸支持機構３の詳細構成ならびにリングアーム４は図示煩雑となることから省略して示してある。
【００７５】
したがって、回転機構部８２と撮像部である本体部８３とが、ベース部２の中央部の空間上に位置されており、以下の説明は主として回転機構部８２について説明する。
【００７６】
本体部８３は、ターンテーブル８上を覆うドーム状のカバー７によって防水性を有するよう気密に閉じられた状態である。この本体部８３の構成を概略述べると、図８と同様な赤外線透過窓板１１を透過して受け入れられる装置外部の対象部分からの赤外線を集束するカメラ部としての光学系と、集束位置に設けられる冷却型多素子の赤外線検知器と、これらを支持するとともに、光学系の光軸を水平方向の軸１５回りを上下方向に微動位置決めする制御機構と、赤外線検知器によって赤外線が電気信号に変換された信号を増幅する増幅装置、赤外線検知器の検知素子を冷却させる冷媒循環型の冷却装置または電子冷却装置、などからなり、ターンテーブル８の中央部上に重心位置を一致させるようにして取り付けられる。
【００７７】
この本体部８３は、図９で説明の従来の本体部１４に比して、小型軽量化がなされているものである。
【００７８】
本体部８３である赤外線撮像部は、図１の正面視で明らかなように二組が並行して設けられている。図８の赤外線透過窓板１１も二個所であることから、波長帯の異なる二つの赤外線帯域をそれぞれに検出し得るように構成されている。
【００７９】
回転機構部８２は、それぞれが筐体を構成する内外二重の円筒体からなり、外部の円筒体８４は外部環境から内部を密閉保護するためと、中心線ＣＬ３回りのピッチ軸支持機構５によって全体が支持されるものであることから容器構成である。
【００８０】
内部の円筒体８５は外部の円筒体８４に対して上下２個所の球軸受け８６、８７によって支持されるもので、垂直軸回りに回転自在である。
【００８１】
この球軸受け８６、８７間の下側位置に旋回駆動用のモータ８８が設けられるが、固定側であるステータが外部の円筒体８４に、回転側のロータが内部の円筒体８５に、それぞれ取り付けられる。このようなモータ８８によってダイレクトに中心線ＣＬ１回りに回転される内部の円筒体８５の回転速度は６０ｒｐｍである。
【００８２】
内部の円筒体８５中心の垂直軸ＣＬ１と同一軸上に円筒状のスリップリング機構部９１が配置されている。このスリップリング機構部９１の上部の回転部には、ＦＯＧ２４またはリングレーザジャイロ２５が取り付けられている。
【００８３】
スリップリング機構部９１の下部の固定部は、外部の円筒体８４に取り付けられている円板状の取り付け板９２に取り付け固定されており、その下部にレゾルバが設けられているが、この詳細構成については後述することとする。
【００８４】
スリップリング機構部９１の上部の回転部は、内部の円筒体８５に設けられている円板状の取り付け板９３に取り付け結合されている。これらの取り付け板９２、９３には、図示していないが平面視周囲に空気の通気孔が形成されている。
【００８５】
外部の円筒体８４の下面には、空気冷却装置２７が取り付けられており、この空気冷却装置２７の下面に付加ウエイト２８が取り付けられている。空気冷却装置２７の上側には、図１に示されるように、スリップリング機構部９１の両側に位置して送風機９４と、この送風機９４の両側を囲むよう図２に示されるように空気ガイド板９５が設けられている。
【００８６】
この空気冷却装置２７による空気の流れは、主としてターンテーブル８上の本体部８３ならびにその周囲空間が過熱しないよう冷却し一定温度に維持させるためのものであり、この内部空気は外部の円筒体８４と内部の円筒体８５の間をとおって空気冷却装置２７に吸引冷却され、空気ガイド板９５の対向間と、内部の円筒体８５とスリップリング機構部９１との間を経てターンテーブル８上に循環送風されるよう送風機９４で送り出される。
【００８７】
上記スリップリング機構部９１について説明すると、図３に固定側である不回転側の側断面図が示され、図４に回転側の側断面図が、それぞれ分離状態に示される。このスリップリング機構部９１はそれぞれが内外二重のスリップリングとブラシとの組み合わせからなる。
【００８８】
また、図３と図４とにおいては、相互の位置関係を理解容易とするために、同一の球軸受けを両図にあえて重複して図示する。図示煩雑となることから、このスリップリング機構部９１においても、スリップリングならびにブラシ数を実際のものより少なく図示するとともに、その構造についても概略に示してある。
【００８９】
その他の部分についても同様に詳細構造を省略し概略図にしてある。また、取り付け用ねじや締め付け用ついても図示してあるが、その説明は省略する。
【００９０】
まず図３を参照すると、下部のケーブル導入カバーでもあるセンサ取り付け金具９６が設けられており、この側面に外部から電源線、信号線、制御線、などの入出力用の２本のケーブル３２、３３が導入される。
【００９１】
センサ取り付け金具９６の上側の基板３４上に内外に二つの円筒体が立設並行状態に取り付けられる。外側の円筒体は第１のブラシ支持体３５であり、多数の第１のブラシ３６が内面側へ向けて縦列方向に取り付けられており、外部側で個々にケーブル３２の電線が接続される。この第１のブラシ支持体３５の外側周囲には円筒形のカバー３７が取り付けられ、内側の上下にはそれぞれ球軸受け３８、３９が設けられている。
【００９２】
内側の円筒体は第２のスリップリング支持体９７であり、多数の第２のスリップリング４２が外側に向けて多段に取り付けられており、内部側で個々にケーブル３３の電線が接続される。この第２のスリップリング支持体９７の外側上下にもそれぞれ球軸受け４３、４４が設けられる。
【００９３】
センサ取り付け金具９６内部の中心には保護管９８が上方向に向けて立設され、その上端は第２のスリップリング支持体９７の上端の貫通孔に嵌合するとともに連通し開口している。
【００９４】
センサ取り付け金具９６の中心部には球軸受け９９が嵌合し、外輪が保持固定されている。さらにその下方には、エンコーダ７６または回転カウンタ７７のハウジングの周囲が保持されるとともに、中心のロータの回転軸１０１が球軸受け９９の中心と一致するよう位置決めして取り付けられる。
【００９５】
ついで図４を参照すると、上部のケーブル導入部に上側から電源線、信号線、制御線、などの入出力用のケーブル４６が導入される。図ではケーブル４６を１本として示したが実際には複数本である。
【００９６】
上部の結合用カバー１０２には、内外に二つの円筒体が並行状態に取り付けられ、下端部においても同一軸上となるように組み合わせられる。
【００９７】
外側の円筒体は第１のスリップリング支持体４８であり、多数の第１のスリップリング４９が外側面に向けて多段に取り付けられており、内部側で個々にケーブル４６の電線が接続される。
【００９８】
この第１のスリップリング支持体４８の下端部にはリング体５１が取り付けられて下端方向へ延長されており、これらの外側の上下にはそれぞれ球軸受け３８、３９が設けられる。
【００９９】
内側の円筒体は第２のブラシ支持体５２であり、多数の第２のブラシ５３が内面側に向けて縦列方向に取り付けられており、外部側で個々にケーブル４６の電線が接続される。この第２のブラシ支持体５２の内側上下にそれぞれ球軸受け４３、４４が設けられる。
【０１００】
上部の結合用カバー１０２の中心には結合金具１０３が取り付けられ、この結合金具１０３の中心を貫通する回転軸１０４の上端が嵌合され、締め付けリング１０５によって締め付け固定されるように構成されている。
【０１０１】
結合金具１０３の上部は薄い円筒形であって、この円筒形部分に軸方向の複数のすり割り溝（スリット）を形成しておき、締め付けリング１０５を平面視でＣ型リングとする切り欠き溝を図示しない締め付けねじで直径方向を縮小させるよう締め付けることで、結合金具１０３の円筒形部分を締め付け回転軸１０４と一体的に結合固定させることができる。
【０１０２】
あるいは、結合金具１０３の同様な円筒形部分の周囲外周をテーパねじとしておき、締め付けリング１０４の内面をテーパナットとすることで、同様に締め付け固定結合させ得る。
【０１０３】
回転軸１０４の下端側には、球軸受け９９の内輪を嵌合させるとともに、保持固定させる軸受け保持部１０６と、その先端に軸継手１０７とが設けられている。
【０１０４】
図３と図４のスリップリング分離体を組み合わせた状態が図５の側断面図に示される。図５においては、、それぞれの球軸受け３８、３９と４３、４４と９９とが同一位置になることは、既述したことから容易に理解されよう。
【０１０５】
このように組み合わせ、組み立てられた状態は図５から明らかなように、固定側の第１のブラシ支持体３５の第１のブラシ３６は、回転側の第１のスリップリング支持体４８の第１のスリップリング４９に接触している。また、固定側の第２のスリップリング支持体９７の第２のスリップリング４２は、回転側の第２のブラシ支持体５２の第２のブラシ５３に接触している。
【０１０６】
このように、それぞれの第１、第２のブラシ３６、５３は、第１、第２のスリップリング４９、４２それぞれに圧接して電気的に確実な接触によって電気信号や電源の授受が行なわれる結果、固定側のケーブル３２、３３と回転側のケーブル４６との接続が果たされる。このような位置関係はそれぞれが球軸受け３８、３９、４３、４４によって正確に位置決めされることから、長期にわたっての信頼性が保証される。
【０１０７】
なお、第１、第２のブラシ３６、５３はそれぞれ第１、第２のスリップリング４９、４２に圧接される構成をそなえているが、この圧接構成は図示省略してある。
【０１０８】
センサ取り付け金具９６に取り付けられたエンコーダ７６または回転カウンタ７７中心のロータの回転軸１０１は、回転軸１０４下端部の軸継手１０７と連結結合されることにより、スリップリング機構部９１の上部回転側と連結され、同一の回転がなされる。
【０１０９】
ここで、図１および図２を参照すると、スリップリング機構部９１の図３に示される固定側は回転機構部８２の、不回転側である外部の円筒体８４へ取り付け板９２により支持固定されるようになっている。
【０１１０】
スリップリング機構部９１の図４に示される回転側は上部が回転機構部８２の、回転側である内部の円筒体８５へ取り付け板９３により支持固定されるように構成されるので、本体部８３の回転と一致する。このようであるから、図３に示されるエンコーダ７６または回転カウンタ７７から必要とする信号を得ることができる。
【０１１１】
図１および図２においても、固定側である外部の円筒体８４の上端面と、この端面に対向する回転側であるターンテーブル８の下面とは、その間に外部からの水分が内部に入り込まないよう、図示しないがゴム製のシールリングが接触するように装着介在され、保護されるように構成されている。
【０１１２】
図６の実施の形態は、図５に示したスリップリング機構の側断面図と同様であるが、センサとしてのエンコーダ７６または回転カウンタ７７に代えて、レゾルバ１０８とすることについての側断面図であり、スリップリング機構部９１の下方要部のみを示してある。以下の実施の形態においては、図３〜図５と同様部分には理解を容易とするために、異なる構成であっても、あえて同一符号を付して説明することとする。
【０１１３】
この実施の形態によれば、センサ取り付け金具９６の下部の内側にレゾルバ１０８のステータ１０９を嵌合させて固定状態に取り付け、軸受け保持部１０６の下部周囲にはレゾルバ１０８のロータ１１１を嵌合させ固定状態に取り付ける。
【０１１４】
また、回転軸１０４は中心内部を上下に貫通する中空管状の回転軸とすることにより、ロータ１１１側のコイルのリード線１１２をこの回転軸１０４の中空な内部を経由させて、回転側である上部の本体部８３へ導くことができる。なお、符号の１１３はステータ１０９側のリード線である。
【０１１５】
このようであるから、図１および図２にも示されるように、偏平で小型なレゾルバ１０８をスリップリング機構部９１の下部に取り付けることができ、スリップリング機構部９１内部を貫通する回転軸１０４によって本体部８３と同一回転とすることにより、重心位置の偏倚をなくし電子装置８１の小型化と軽量化を達成し得る。
【０１１６】
加えて、従来構造ではなし得なかった、スリップリング機構部９１の下部にレゾルバ１０８、または、エンコーダ７６、回転カウンタ７７、などのセンサを設け、さらには、ＦＯＧ２４またはリングレーザジャイロ２５などのセンサを上部に設けることが可能である。
【０１１７】
図７の実施の形態は、図５に示したスリップリング機構の側断面図と同様であるが、センサとしてのエンコーダ７６または回転カウンタ７７に代えて、ＦＯＧ２４またはリングレーザジャイロ２５とすることについての側断面図であり、スリップリング機構部９１の下方要部のみを示してある。同様に、図３〜図５と同様部分には同一符号を付して説明する。
【０１１８】
この実施の形態によれば、センサ取り付け金具９６に大径な球軸受け９９を取り付けて回転の姿勢の安定化を図っている。したがって、軸受け保持部１０６の直径も大きく、その下面にＦＯＧ２４またはリングレーザジャイロ２５を選択的に取り付け、全体を回転し得る。
【０１１９】
回転軸１０４は、中心内部を上下に貫通する中空管状とし、光フアイバなどの信号ケーブル１１４を、この回転軸１０４の中空な内部を経由させて、回転側である上部の本体部８３へ導くことができる。
【０１２０】
このような構成とすることにより、回転機構部８２と本体部８３とを分解、分離することなく、回転機構部８２の下部を開放することにより、ＦＯＧ２４またはリングレーザジャイロ２５の点検、保守などを行なうことができる。
【０１２１】
以上のようであるが、本発明は、好ましくは赤外線撮像装置に適用し得るが、これに限定されることなく、可視領域の撮像装置、その他の計測装置、観測装置、光学装置以外の電波装置、などに適用可能なことは当然に含まれることであり、いうまでもないことである。
【０１２２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明のように本発明電子装置によれば、垂直軸回りに回転し得る回転機構部と、上部に回転機構部によって水平方向回転される本体部と、回転機構部の中心に設けられる円筒状の多段のスリップリング機構部と、スリップリング機構部の中心内部を上下に貫通する回転軸と、をそなえ、回転軸の上部が本体部の回転と一致するよう回転機構部に連結されるとともに回転軸が下部のスリップリング機構部の下部に設けられるセンサの回転部に連結されるようにしたことにより、スリップリング機構部の下側は不回転部であるので、上側の回転部から貫通する回転軸架下側の不回転部に回転軸が延在されることとなる。
【０１２３】
これによって、スリップリング機構部の下側にセンサの取り付け部分を取り付け、センサの回転部に回転軸を連結させることが可能となる。このように取り付けられるセンサは、スリップリング機構部の中心軸と同一軸上となり、回転機構部の中心から偏倚することがない。したがって、電子装置の回転軸回りの重量の不平衡にはならない。
【０１２４】
センサを小型なものとすることにより、従来のような回転伝達機構を要せず、電子装置の小型化と軽量化の両方を達し得る。
【０１２５】
また、上記回転軸を中空の回転軸とすることにより、スリップリング機構部の下部に設けられる回転センサの信号線などを回転軸の中空な内部を挿通させることが可能なことから、この信号線などを上側の本体部に導くことができ得る。
【０１２６】
上記、本体部を赤外線撮像部とすることにより、多段のスリップリング機構部による多くの各種信号の伝達をベース部と回転側との間に授受し得るから、各種センサの選択設定、センサの組み合わせも自在なこと、から姿勢制御や回転速度の高安定制御を可能とし、高精度で高信頼度な赤外線情報を得ることが可能となる。小型にして軽量で重量バランスにすぐれることから、高所への設置も可能となるなど赤外線観測装置として、きわめて好適なものである。
【０１２７】
そのほか、従来大型なレゾルバを小型なものとして回転中心の下方に取り付けるようにしたことから、回転駆動モータを下方側に位置させることが可能となり重量バランス調節用の付加ウエイトを軽量化し得る。
【０１２８】
本体部の内部ならびに周囲を冷却する空気の流路を、従来のレゾルバの影響がなくなり、ここに外部の円筒体と内部の円筒体との間にモータが介在されるものの、十分な空気の流通路が確保し得たので空気を効率よく循環させることができるようになった。
【０１２９】
センサについても、各種制御ならびに信号処理に応じて選択し得るし組み合わせも可能なことから、このような要求に応じて角度センサ、角速度センサ、回転数カウントセンサ、その他の各種センサ、を採用し得る。
【０１３０】
以上のようであるから、本発明電子装置によると、光学、電波式などの各種観測、監視装置などに適用してその実用上の効果はきわめて顕著なものであり、とりわけ、赤外線分野において、すぐれた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明電子装置の正面視断面図である。
【図２】本発明電子装置の側断面図である。
【図３】本発明電子装置のスリップリング機構部説明の分離状態の側断面図（その１）である。
【図４】本発明電子装置のスリップリング機構部説明の分離状態の側断面図（その２）である。
【図５】本発明電子装置のスリップリング機構部の側断面図である。
【図６】本発明電子装置のスリップリング機構部の要部側断面図（その１）である。
【図７】本発明電子装置のスリップリング機構部の要部側断面図（その２）である。
【図８】本発明にかかる電子装置の外観斜視図である。
【図９】従来の電子装置の側断面図である。
【図１０】従来のスリップリング機構部説明の分離状態の側断面図（その１）である。
【図１１】従来のスリップリング機構部説明の分離状態の側断面図（その２）である。
【図１２】従来のスリップリング機構部の側断面図である。
【図１３】図９とは異なる従来の電子装置の回転機構部の側断面図である。
【符号の説明】
１    電子装置
２    ベース部
３    ロール軸支持機構
４    リングアーム
５    ピッチ軸支持機構
６    撮像部
７    カバー
８    ターンテーブル
９    回転機構部
１１    赤外線透過窓板
１２    電子装置
１３    回転機構部
１４    本体部
１５    軸
１６    外部の円筒体
１７    内部の円筒体
１８、１９    球軸受け
２１    モータ
２２    レゾルバ
２３    スリップリング機構部
２４    ＦＯＧ
２５    リングレーザジャイロ
２６    空気ガイド
２７    空気冷却装置
２８    付加ウエイト
３１    ケーブル導入カバー
３２、３３    ケーブル
３４    基板
３５    第１のブラシ支持体
３６    第１のブラシ
３７    円筒形のカバー
３８、３９    球軸受け
４１    第２のスリップリング支持体
４２    第２のスリップリング
４３、４４    球軸受け
４６    ケーブル
４７    結合用カバー
４８    第１のスリップリング支持体
４９    第１のスリップリング
５１    リング体
５２    第２のブラシ支持体
５３    第２のブラシ
５５    電子装置
５６    回転機構部
５７    固定側筐体
５８    回転側筐体
５９、６１    球軸受け
６２    モータ
６３    張り出し部
６４    シールリング
６５    基板
６６    間隔リング
６７    コネクタ取り付け板
６８    カバー板
６９    防水コネクタ
７１    付加ウエイト
７２    本体取り付け面
７３    取り付け金具
７４    歯車
７５    仕切り板
７６    エンコーダ
７７    回転カウンタ
７８    歯車
７９    バランスウエイト
８１    電子装置
８２    回転機構部
８３    本体部
８４    外部の円筒体
８５    内部の円筒体
８６、８７    球軸受け
８８    モータ
９１    スリップリング機構部
９２、９３    取り付け板
９４    送風機
９５    空気ガイド板
９６    センサ取り付け金具
９７    第２のスリップリング支持体
９８    保護管
９９    球軸受け
１０１    ロータの回転軸
１０２    結合用カバー
１０３    結合金具
１０４    回転軸
１０５    締め付けリング
１０６    軸受け保持部
１０７    軸継手
１０８    レゾルバ
１０９    ステータ
１１１    ロータ
１１２、１１３    リード線
１１４    信号ケーブル
【図１】
0003620327.tif 000002
【図２】
0003620327.tif 000003
【図３】
0003620327.tif 000004
【図４】
0003620327.tif 000005
【図５】
0003620327.tif 000006
【図６】
0003620327.tif 000007
【図７】
0003620327.tif 000008
【図８】
0003620327.tif 000009
【図９】
0003620327.tif 000010
【図１０】
0003620327.tif 000011
【図１１】
0003620327.tif 000012
【図１２】
0003620327.tif 000013
【図１３】
0003620327.tif 000014