(57)【要約】  光路切換装置は、電磁放射線を複数の検出器（２４，２６，２８，３０，３２）のうちの１つの検出器に向かって選択的に導くように構成される。切換装置は、プラットフォーム（４８）と、軸受によってプラットフォーム上に回転可能に取り付けられるミラーマウント（４２）と、ミラーマウントに連結されるミラー（４４）と、プラットフォームに対してミラーマウントを所定の量だけ回転させて電磁放射線を所望の検出器に向かって導くように構成される能動アクチュエータ（５２）とを含む。
2019505839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁放射線を複数の検出器のうちの１つの検出器に向かって選択的に導くように構成される光路切換装置であって、
プラットフォームと、
軸受によって前記プラットフォームに回転可能に取り付けられるミラーマウントと、
該ミラーマウントに連結されるミラーと、
前記ミラーマウントを前記プラットフォームに対して所定の量だけ回転させて、電磁放射線を所望の検出器に向かって導くように構成される、能動アクチュエータとを含む、
光路切換装置。
【請求項２】
前記ミラーマウントは、軸受によって前記プラットフォームに回転可能に連結される、請求項１に記載の光路切換装置。
【請求項３】
前記能動アクチュエータは、駆動スパーギアと、該駆動スパーギアを駆動させるように構成されるモータと、前記ミラーマウントの前記軸受に連結され、前記駆動スパーギアによって駆動させられるように構成される、被駆動スパーギアとを含む、請求項２に記載の光路切換装置。
【請求項４】
前記能動アクチュエータは、幾つかの調整可能なストッパを更に含み、各調整可能なストッパは、前記ミラーマウント及び前記ミラーを所定の位置に位置付けるように構成される、請求項３に記載の光路切換装置。
【請求項５】
前記能動アクチュエータは、前記ミラーマウント及び前記ミラーを回転させて、前記反射される電磁放射線を５つの検出器のうちの１つの検出器に導くように構成される、請求項３に記載の光路切換装置。
【請求項６】
前記５つの検出器は、可視（ＶＩＳ）カメラと、近赤外（ＮＩＲ）カメラと、短波赤外カメラと、第１の試験カメラと、第２の試験カメラとを含む、請求項５に記載の光路切換装置。
【請求項７】
コントローラが前記能動アクチュエータに連結され、前記コントローラは、前記ミラーマウント及び前記ミラーの回転を操作して、前記反射される電磁放射線を所望の検出器に導くように構成される、請求項３に記載の光路切換装置。
【請求項８】
前記ミラーマウントに対する前記ミラーの角度を調整するように構成される受動アクチュエータを更に含む、請求項１に記載の光路切換装置。
【請求項９】
前記受動アクチュエータは、前記ミラーベースに固定されるブラケットを含み、該ブラケットは、ラックギア部分を有する、請求項８に記載の光路切換装置。
【請求項１０】
前記ラックギア部分は、前記ミラーのミラーシャフトに設けられるピニオンギアと係合するように構成され、前記ラックギア部分は、カムフォロアとして働き、前記ピニオンギアは、ミラードライバとして働く、請求項９に記載の光路切換装置。
【請求項１１】
前記受動アクチュエータは、バネを使用して前記ミラーを調整可能なストッパに対して予荷重された状態に維持する、請求項８に記載の光路切換装置。
【請求項１２】
電磁放射線をミラーから複数の検出器のうちの１つの検出器に導く方法であって、
プラットフォームに連結されるミラーマウントによって支持されるミラーに電磁放射線を導くこと、及び
前記ミラーを回転させて、前記ミラーによって導かれる電磁放射線の方向を変更して、電磁放射線を所望の検出器に向かって導くことを含む、
方法。
【請求項１３】
能動アクチュエータが、前記ミラーマウントを前記プラットフォームに対して所定の量だけ回転させて、電磁放射線を前記所望の検出器に向かって導くように構成される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記能動アクチュエータは、駆動スパーギアと、該駆動スパーギアを駆動させるように構成されるモータと、前記ミラーマウントの前記軸受に連結され、前記駆動スパーギアによって駆動させられるように構成される、被駆動スパーギアとを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
幾つかの調整可能なストッパのうちの１つのストッパによって前記ミラーの回転を停止させることを更に含み、各調整可能なストッパは、前記ミラーマウント及び前記ミラーを所定の位置に位置付けるように構成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記能動アクチュエータは、前記ミラーマウント及び前記ミラーを回転させて、前記反射される電磁放射線を５つの検出器のうちの１つの検出器に導くように構成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記ミラーマウントに対する前記ミラーの角度を調整することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
受動アクチュエータが、前記ミラーマウントに対する前記ミラーの角度を調整するように構成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記受動アクチュエータは、前記ミラーベースに固定されるブラケットを含み、該ブラケットは、ラックギア部分を有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ラックギア部分は、前記ミラーのミラーシャフトに設けられるピニオンギアと係合するように構成され、前記ラックギア部分は、カムとして働き、前記ピニオンギアは、ミラードライバとして働く、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（連邦政府支援研究）
本発明は［連邦政府機関保留］によって付与された許可番号［保留］の下での政府支援によって行われた。米国政府はこの発明に一定の権利を有する。
【背景技術】
【０００２】
現代の戦術航空機は、多数の撮像補助(imaging  aids)を使用して、乗員がシーンを見たり、シーン内の標的（ターゲット）を選択したり、選択される標的に対して武器を向けたりするのを支援する。可視光、赤外線、及び／又は特定のスペクトルバンド撮像装置(imaging  device)を様々な用途において使用してシーンの画像を形成する。撮像スペクトルの種類は、任務、気象条件、シーンの性質、並びに他の要因に依存する。
【０００３】
シーンの画像を形成するために使用される撮像装置の視野は、取り込まれるシーンの範囲を示す。広い視野は、撮像装置がシーンの広い領域を取り込むことを可能にする。次に、より小さい視野は、シーンのより少ない部分を取り込み、撮像装置が画像に「集中する(focus-in)」ことを可能にし、画像内の小さな特徴を識別するのを更に助けることがある。
【０００４】
多スペクトル感応性標的化システム(multi-spectral  targeting  systems)は、赤外線センサ及び可視光撮像センサ(imaging  sensor)の両方を使用することがあり、各々の種類のセンサと共に使用するのに適した多数の異なる光学系（光学システム）を含むことがある。例えば、赤外線画像センサ(image  sensor)と共に使用する光学系は、可視光画像センサと共に使用するのに適さないことがある。様々な視野で画像を取り込むために、追加的な光学系が多スペクトル感応性標的化システムに含められることがある。特定の従前の実施形態では、一度に単一のアパーチャ（開口部）を使用する３つのカメラ及び２つのアクチュエータを備える２つの別個のミラーが利用されることがある。他の既知の実施形態では、一度に単一のアパーチャを使用する２つのカメラ及び１つのアクチュエータを備える１つの別個のミラーが利用されることがある。他の実施形態は、１つのミラーが単一のアパーチャを共用する４つのアクチュエータを備える４つのカメラの各々のためにある別個のミラーの使用、又は単一のアパーチャを同時に共用する２つのカメラのためのビームスプリッタの使用を含むことがある。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の１つの態様は、電磁放射線を複数の検出器のうちの１つの検出器に向かって選択的に導く（方向付ける）ように構成される光路切換装置に向けられている。１つの実施形態において、光路切換装置は、プラットフォームと、軸受によってプラットフォームに回転可能に取り付けられるミラーマウントと、ミラーマウントに連結されるミラーと、ミラーマウントをプラットフォームに対して所定の量だけ回転させて、電磁放射線を所望の検出器に向かって導く（方向付ける）ように構成される、能動アクチュエータとを含む。
【０００６】
切換措置の実施形態は、軸受によってミラーマウントをプラットフォームに回転可能に連結することを含んでよい。能動アクチュエータは、駆動スパーギアと、駆動スパーギアを駆動させるように構成されるモータと、ミラーマウントの軸受に連結され、駆動スパーギアによって駆動させられるように構成される、被駆動スパーギアとを含んでよい。能動アクチュエータは、更に、幾つかの調整可能な機械的ストッパ（機械的停止部）を使用して、ミラーマウント及びミラーを所定の位置に精密に位置付けてよい。能動アクチュエータは、ミラーマウント及びミラーを回転させて、反射される電磁放射線を５つの検出器のうちの１つの検出器に導く（方向付ける）ように構成されてよい。５つの検出器は、可視（ＶＩＳ）カメラと、近赤外（ＮＩＲ）カメラと、短波赤外カメラと、第１の試験カメラと、第２の試験カメラとを含んでよい。コントローラが能動アクチュエータに連結されてよく、コントローラは、ミラーマウント及びミラーの回転中の加速度、速度、位置及び保持トルクを操作して、反射される電磁放射線を所望の検出器に導く（方向付ける）ように構成されてよい。切換装置は、更に、ミラーマウントに対するミラーの角度を保持するように構成される受動アクチュエータとしてバネを使用してよい。受動アクチュエータは、ミラーベースに固定されるブラケットを含んでよく、ブラケットは、ラックギア部分を有してよい。ラックギア部分は、ミラーのミラーシャフトに設けられるピニオンギアと係合するように構成されてよく、ラックギア部分は、カムフォロアとして働いてよく、ピニオンギアは、ミラードライバ(mirror  driver)として働いてよい。受動アクチュエータは、調整可能なストッパに対して予荷重されるミラーを維持してよい。
【０００７】
本開示の他の態様は、電磁放射線をミラーから複数の検出器のうちの１つの検出器に導く方法に向けられている。方法は、プラットフォームに連結されるミラーマウントによって支持されるミラーに電磁放射線を導く（方向付ける）こと、及びミラーを回転させてミラーによって導かれる（方向付けられる）電磁放射線の方向を変更して、電磁放射線を所望の検出器に向かって導く（方向付ける）ことを含む。
【０００８】
方法の実施形態は、ミラーマウントをプラットフォームに対して所定の量だけ回転させて、電磁放射線を所望の検出器に向かって導く（方向付ける）ように、能動アクチュエータを構成することを更に含んでよい。能動アクチュエータは、駆動スパーギアと、駆動スパーギアを駆動させるように構成されるモータと、ミラーマウントの軸受に連結され、駆動スパーギアによって駆動させられるように構成される、被駆動スパーギアとを含んでよい。方法は、幾つかの調整可能なストッパのうちの１つのストッパによってミラーの回転を停止させることを更に含んでよく、各調整可能なストッパは、ミラーマウント及びミラーを所定の位置に位置付けるように構成されてよい。能動アクチュエータは、ミラーマウント及びミラーを回転させて、反射される電磁放射線を５つの検出器のうちの１つの検出器に導く（方向付ける）ように構成されてよい。方法は、ミラーマウントに対するミラーの角度を調整することを更に含んでよい。受動アクチュエータが、ミラーマウントに対するミラーの角度を調整するように構成されてよい。受動アクチュエータは、ミラーベースに固定されるブラケットを含んでよく、ブラケットは、ラックギア部分を有してよい。ラックギア部分は、ミラーのミラーシャフトに設けられるピニオンギアと係合するように構成されてよく、ラックギア部分は、カムフォロアとして働いてよく、ピニオンギアは、ミラードライバとして働いてよい。
【０００９】
縮尺通りに描くことを意図しない添付図面を参照して少なくとも１つの実施形態の様々な態様を以下に議論する。図面、詳細な記述又は任意の請求項中の技術的な構成の後に参照記号が続く場合、参照記号は、専ら図面、詳細な記述及び請求項の了解度(intelligibility)を高める目的のために含められている。従って、参照記号及びそれらの不存在のいずれも、請求項の要素の範囲に対する如何なる限定的な影響をも有さない。図面において、様々な図中に例示される各々の同一又は略同一の構成要素は、同等の番号で表されている。明確性の目的のために、あらゆる構成要素があらゆる図中で印されているわけでない。図面は例示及び説明のために提供されており、本発明の限界の定義として意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示のある実施形態に従った光路切換装置の概略的なブロック図である。
【図２】光路切換装置の側面図である。
【図３】光路切換装置の端面図である。
【図４】第１の検出器に向けられた光路切換装置の端面図である。
【図５】第１の検出器に向けられた図４に示す光路切換装置の斜視図である。
【図６】第２の検出器に向けられた光路切換装置の端面図である。
【図７】第２の検出器に向けられた図６に示す光路切換装置の斜視図である。
【図８】第３の検出器に向けられた光路切換装置の端面図である。
【図９】第３の検出器に向けられた図８に示す光路切換装置の斜視図である。
【図１０】第４の検出器に向けられた光路切換装置の端面図である。
【図１１】第４の検出器に向けられた図１０に示す光路切換装置の斜視図である。
【図１２】第５の検出器に向けられた光路切換装置の端面図である。
【図１３】第５の検出器に向けられた図１２に示す光路切換装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上記で議論したように、幾つかの検出器は一度に最大５つの検出器による共通アパーチャの共用を可能にする必要がある。本開示の実施形態の光路切換装置(optical  path  switching  device)は、最大で５つの検出器の選択からの幾つかの光検出器のうちの１つを可能にする。態様及び実施形態は、最大で４つの検出器のうちの１つに回転させることができる単一のアパーチャ（開口部）のために単一のミラーを有する光路切換装置に向けられている。第５の検出器のための光路からミラーを取り外すことができる。光路切換装置は、５つの検出器のうちの１つの検出器が共通アパーチャの連続的な使用を有することを可能にする。
【００１２】
本明細書で議論する方法及び装置の実施形態は、適用において、以下の記述に示し或いは添付の図面に例示する構成要素（コンポーネント）の配置及び構造の詳細に限定されないことが理解されるべきである。方法及び装置は、他の実施形態で実施されることができ、様々な方法で実施され或いは実行されることができる。特定の実施の例は、例示的な目的のみのために本明細書に提供されており、限定的であることは意図されていない。特に、任意の１つ又はそれよりも多くの実施形態に関連して議論する行為、要素及び構成は、任意の他の実施形態における類似の役割から除外されることは意図されていない。
【００１３】
また、本明細書において使用される表現及び用語は、記述の目的のためのものであり、限定的であると考えられるべきでない。単数形で言及される本明細書中のシステム及び方法の実施形態又は要素又は行為へのあらゆる言及は、複数のこれらの要素を含む実施形態を包摂することがあり、本明細書中の任意の実施形態又は要素又は行為についてのあらゆる複数形の言及は、単一の要素のみを含む実施形態も包摂する。単数形又は複数形の言及は、現在開示されているシステム又は方法、それらの構成要素、行為又は要素を限定しない。「含む(including)」、「含む(comprising)」、「有する(having)」、「含む(containing)」、「含む(involving)」及びそれらの変形は、それ以降に列挙される項目及びそれらの均等物ならびに追加の項目を包含することを意図する。「又は」への言及は、「又は」を使用して記載されるあらゆる用語が、記載された用語の単一の、１つよりも多くの、及び全てのうちのいずれかを示すことがあるよう、包括的であるものとして解釈されてよい。前及び後、左及び右、頂及び底、上方及び下方、並びに垂直及び水平へのあらゆる言及は、記載の便宜のために意図されており、本システム及び方法又はそれらの構成要素をいずれか１つの位置的又は空間的な向きに限定することを意図しない。
【００１４】
図１を参照すると、光学系１０(optical  system)が参照番号１０で概ね示されている。図示のように、光学系１０は、方位角ヨーク１６(アジマスヨーク)(azimuth  yoke)に対する回転ジョイント(rotatory  joint)によって方位角ベース１４(アジマスベース)(azimuth  base)に連結された仰角プラットフォーム１２(エレベーションプラットフォーム)(elevation  platform)を含む。仰角プラットフォーム１２は、光学系１０の構成要素を支持するように構成される、精密な仰角(elevation)及び直交仰角ジンバル(cross-elevation  gimbals)を含み、光学系１０の構成要素は、窓１８(window)、共用アパーチャ望遠鏡２０(shared  aperture  telescope)、共通イメージャ光学２２(common  imager  optics)、及び多数の検出器(detectors)を含むが、これらに限定されない。１つの実施形態において、検出器は、可視（ＶＩＳ）カメラ２４（「カメラ＃１」）と、近赤外（ＮＩＲ）カメラ２６（「カメラ＃２」）と、第１の試験カメラ２８（「カメラ＃３」）と、短波赤外（ＳＷＩＲ）カメラ３０（「カメラ＃４」）と、第２の試験カメラ３２（「カメラ＃５」）とを含む。任意の数の検出器が設けられてよいこと及び光学系１０の特定の用途に適合するよう検出器の種類を変更してよいことに留意のこと。
【００１５】
電磁放射線（例えば、反射された太陽照明）は、図１に概ね参照番号４０で示す光路切換装置(optical  path  switching  device)を経由して共通イメージャ光学２２から検出器に向けられる。切換装置４０は、電磁放射線を共通イメージャ光学２２からＳＷＩＲカメラ３０に、そして、任意的に、他の検出器、具体的には、ＶＩＳカメラ２４、ＮＩＲカメラ２６、第１の試験カメラ２８、及び第２の試験カメラ３２のうちの１つに向けるように構成される。５つの検出器は、単一の共通イメージャ光学２２を共用し、それらの検出器のうちの４つ（２４，２６，２８，３２）は、反射折畳み(reflective  fold)を必要とし、第５の検出器（３０）は、偏向されない光(un-deviated  light)を使用する。図示の実施形態における切換装置４０は、電磁放射線を図示の５つの検出器のうちの１つに向けるように構成されるが、５つ未満の検出器が設けられるならば、切換装置４０は、より少ない数の検出器に順応するように構成されることができる。また、切換装置４０は、切換装置が電磁放射線を向ける方向を切換装置４０及び共通イメージャ光学２２に対する検出器の位置に基づいて変更するように構成されることができる。
【００１６】
図２及び図３を参照する、切換装置４０は、磁気放射線を、切換装置を通じて検出器（２４，２６，２８，３０，３２）に向かって導く（方向付ける）ために使用される、幾つかの構成要素を含む。具体的には、切換装置４０は、ミラーマウント４２と、ミラーマウント４２に固定されるミラー４４とを含む。１つの実施形態において、ミラー４４は、光を反射するミラー面４６（鏡面）を含む。特定の実施形態において、ミラー４４は、所望の結像波長領域(imaging  wavelength  regions)のために最適化された高反射性コーティングを備えるアルミニウムで構築された平坦なミラーである。ミラーマウント４２は、二重ペア軸受５０(duplex  pair  bearing)によってミラーマウントプラットフォーム４８に回転可能に接続される。以下に記載するように、ミラーマウント４２は、反射される電磁エネルギを５つの検出器のうちの４つ（例えば、検出器２４，２６，２８，３２）に向かって導く（方向付ける）ようにミラー４４を位置付けるように構成され、電磁エネルギが共通アパーチャから第５の検出器（例えば、検出器３０）に向けられるよう、道から外れるようにミラーを移動させるように構成される。
【００１７】
ミラーマウント４２は、「能動アクチュエータ」と呼ぶことがある、概ね参照番号５２で示すアクチュエータによって、ミラーマウントプラットフォーム４８に対して回転させられる。１つの実施形態において、能動アクチュエータ５２は、ミラーマウント４２に連結される関連する被駆動スパーギア６０(spur  driven  gear)の回転を駆動するように構成される(configured)、モータ５４と、エンコーダ５６と、ギアボックス５９と、駆動スパーギア５８(spur  drive  gear)とを含む。その構成(arrangement)は、能動アクチュエータ５２がミラーマウント４２及びミラー４４を所定の量で回転させるように構成されるような、構成である。能動アクチュエータ５２は、スパーギア５８，６０（平歯車）を含むが、ミラーマウント４２をミラーマウントプラットフォーム４８に対して回転させるために他の駆動機構が使用されてよいことが理解されるべきである。スパーギア５８，６０の１つの利益は、ミラーマウントプラットフォーム４８に対してミラーマウント４２を割り出して、ミラーマウント４２の、よって、ミラー４４の制御されたヒステリシスを伴った精密な動きを達成し得ることである。
【００１８】
ミラーマウント４２及びミラー４４が正確に位置付けられることを保証するために、それぞれ概ね参照番号６２で示す４つの調整可能なストッパが被駆動スパーギア６０に隣接して設けられてよい。１つの実施形態において、切換装置４０は、ミラーマウント４２及びミラー４４を戦略的に位置付けるために使用される４つのストッパ６２（停止部）を含む。図示のように、能動アクチュエータ５２は、ミラーマウント４２及びミラー４４を回転させて、反射させられる電磁放射線を５つの検出器（２４，２６，２８，３０，３２）のうちの１つに向けるように構成される。切換装置４０の４つの調整可能なストッパ６２は、ミラーマウント４２及びミラー４４の回転を所望の検出器に制限する。特定の実施形態では、例えば、コントローラによって、切換装置４０を操作して、能動アクチュエータ５２によってミラーマウント４２及びミラー４４を回転させて、能動アクチュエータのモータ５４に給電することによって反射させられる電磁放射線を所望の検出器に向ける。
【００１９】
１つの種類のストッパ６２ａは、ミラーマウント４２走行の極端(extremes)に２つの調整可能なハードストッパを含む。この種類のストッパ６２ａを用いるとき、ストッパは、ミラーマウント４２の円筒形状の表面８２に接触するようネジ作用に対して垂直な平坦に研削された精密ネジ８０を使用する。精密ネジ８０は、工場調整後に締め付けられる。能動アクチュエータ５２は、以下に記載するコントローラ７６のようなコントローラによって命令されるプログラム可能なレベルのトルクを使用して、円筒面８２を精密ネジ８０に対して保持する。
【００２０】
他の種類のストッパ６２ｂは、２つの中間ストッパを含み、各々の中間ストッパは、戻り止めローラカムフォロア８４を有し、戻り止めローラカムフォロア８４は、ねじりバネ荷重されたアームを利用して、カムフォロアをミラーマウントプラットフォーム４８と常に接触したままにさせる。停止動作はローラがミラーマウント４２上の局所的なＶ形状構成８６内に位置付けられるときに生じる。ストッパの調整は、ネジのネジ山８８を使用し、ネジ山８８は、ねじりバネ荷重されたアーム９０を移動させて、ミラーマウント４２のクロック角光学位置(clocking  angle  optical  position)を移動させる。ネジは、係止ナット９２を使用して工場調整後に所定位置に締め付けられる。能動アクチュエータ５２は、ヒステリシス幅(hysteresis  band)の中央に命令されて、ミラーマウントが戻り止めローラカムフォロア８４によって生成される内部生成される力及びトルクを使用して正確に位置付けられるのを可能にする。
【００２１】
ミラーマウント４２に対してミラー４４を移動させるために、切換装置４０は、「受動アクチュエータ」と呼ぶことがある他のアクチュエータ６４を更に含む。能動アクチュエータ５２は、ミラー４４のクロック角を回転させることができるのに対し、受動アクチュエータ６４は、能動アクチュエータに反作用して、第５の検出器（例えば、検出器３０）に向けられる電磁放射線の道から外れるようにミラー４４を移動させる。受動アクチュエータ６４は、ミラー４４を光学入力軸Ａに対して４５°の入射角で所定の場所に保持する。
【００２２】
１つの実施形態において、受動アクチュエータ６４は、ミラーマウント４２に固定されるブラケット６６を含む。図示のように、ブラケット６６は、ミラー４４のミラーシャフト７２に設けられるピニオンギア７０と係合するように位置付けられるラックギア部分６８を含む。ピニオンギア７０は、ミラー４４にトルクを加え、ラックギア部分６８は、限定的なクロック角カムプロファイル７８との接触中にカムフォロアとして働く。ブラケット６６は、螺旋コイル圧縮バネ７３によって予荷重され、螺旋コイル圧縮バネ７３は、ミラー４４がカメラ３０に向けられるときを除いて、ミラー４４を光学位置の全てに亘って調整可能なミラーストッパ７４に対して保持する。調整可能なミラーストッパ７４は、入射光学軸Ａと４５°の角度を達成するようミラー４４の角度を調整することができる。
【００２３】
特定の実施形態において、軸受５０は、４つの別個の調整可能な位置を備える、入射光学軸Ａについてミラーマウント４２のクロック角を回転させるミラーマウントプラットフォーム４８で支持されるアンギュラーコンタクト(angular  contact)又はｘコンタクト軸受(x-contact  bearing)であり得る。第５の位置が、光学系１０のコントローラと関連付けられるアクチュエータ制御ループを通じて維持される。ミラーマウント４２のクロック角が第５の位置に回転させられると、（カムフォロアとして機能する）ラックギア部分６８は線形に並進させられて、ラックアンドピニオンペアの機械的な接続を通じてミラー４４を回転させて所定の位置に入れたり「出したり」することによってピニオンギア７０の回転を引き起こしてミラー４４を作動させる。その構成は、８つの角度的な自由度のうちの５つがミラー４４を使用する４つの検出器のために調整可能であるような、構成である。
【００２４】
再び図１を参照すると、コントローラ７６が、切換装置４０並びに光学系１０他の構成要素の動作を制御するために設けられる。１つの実施形態において、コントローラ７６は、光学切換システム４０の能動アクチュエータ５２に連結され、コントローラ７６は、ミラーマウント４２及びミラー４４の回転を操作して、能動アクチュエータのモータに給電することによって、反射させられた電磁放射線を所望の検出器に向けるように構成される。
【００２５】
図４及び図５を参照すると、切換装置４０のミラーマウント４２のミラー４４は、電磁放射線を第１のカメラ２４に向かって導く（方向付ける）ように位置付けられる。図示のように、ミラー４４は、ミラー面４６が光学軸Ａに対して４５°の角度を達成し且つミラーマウント４２のクロック角位置を介して第１のカメラ２４に向けられるように、回転されている。ミラー４４は、電磁放射線がミラー面４６から外れて第１のカメラ２４に反射するのを可能にするように構成される。能動アクチュエータ５２を使用してミラーマウント４２及びミラー４４を図示の位置まで回転させて、円筒形状の表面８２を精密ネジ８０に対して保持する。
【００２６】
図６及び図７を参照すると、切換装置４０のミラーマウント４２のミラー４４は、電磁放射線を第２のカメラ２６に向かって導く（方向付ける）ように位置付けられている。図示のように、ミラー４４は、図４及び図５に示す位置に対してミラーマウント４２を介して９０°時計回りに回転されている。ミラー４４は、電磁放射線がミラー面４６から外れて第２のカメラ２６に反射することを可能にするように構成される。能動アクチュエータ５２を使用して、ギアヒステリシス幅（ギアバックラッシ）の中間で、ミラーマウント４２及びミラー４４を図示の位置まで回転させるので、戻り止めローラカムフォロア８４は、Ｖ形状構成８６内に位置付けられ、それにより、ミラーマウントクロック角を精密に位置決めする。
【００２７】
図８及び図９を参照すると、切換装置４０のミラーマウント４２のミラー４４は、電磁放射線を第３のカメラ２８に向かって導く（方向付ける）ように位置付けられている。図示のように、ミラー４４は、図６及び図７に示す位置に対してミラーマウント４２を介して更に９０°時計回りに回転されている。ミラー４４は、電磁放射線がミラー面４６から外れて第３のカメラ２８に反射するのを可能にするように構成される。能動アクチュエータ５２を使用して、ギアヒステリシス幅（ギアバックラッシ）の中間で、ミラーマウント４２及びミラー４４を図示の位置まで移動させるので、戻り止めローラカムフォロア８４は、Ｖ形状構成８６内に位置付けられ、それにより、ミラーマウントクロック角を精密に位置付ける。
【００２８】
図１０及び図１１を参照すると、切換装置４０のミラーマウント４２のミラー４４は、ミラーを道から外れるように移動させることによって、電磁放射線が第４のカメラ３０に向かって導かれるのを可能にするように位置付けられている。図示のように、ミラーマウント４２は、図８及び図９に示す位置に対して更に４５°時計回りに回転されている。ミラー４４は、限定的なクロック角カムプロファイル面９６とのブラケットカムフォロア９４の相互作用によって、道から外れるように回転させられる。能動アクチュエータ５２を使用して、ミラーマウント４２及びミラー４４を図示の位置まで回転させる。ミラー４４上の受動アクチュエータ６４の保持力は、限定的なクロック角カムプロファイル７８の係合によって相殺される。
【００２９】
図１２及び図１３を参照すると、切換装置４０のミラーマウント４２のミラー４４は、電磁放射線を第５のカメラ３２に向かって導く（方向付ける）ように位置付けられている。図示のように、ミラーマウント４２は、図１０及び図１１に示す位置に対して更に４５°時計回りに回転させられている。ミラー４４は、ミラー面４６が光学軸Ａに対して４５°の角度を達成し且つ第５のカメラ３２に向かってクロックされる(clocked)ように、調整可能なミラーストッパ７４との接触に戻る。ミラー４４は、電磁放射線がミラー面４６から外れて第５のカメラ３２に反射するのを可能にするように構成される。能動アクチュエータ５２を使用して、ミラーマウント４２及びミラー４４を図示の位置まで回転させ、精密ネジ８０に対して円筒形状の表面８２を保持する。ブラケットカムフォロア９４は、限定的なクロック角カムプロファイル７８と係合解除し、受動アクチュエータ６４はミラー４４を戻して調整可能ストッパ７４と接触させる。
【００３０】
光学系１０は、単一のミラーを移動させることにより、アセンブリ全体の大きさを減少させるために使用される、単一のアクチュエータを具現することが観察されるべきである。本開示の実施形態の切換装置は、共通イメージャ光学２２を使用する合計で５つの検出器の組み合わせのために最大で４つの他のオプションと切り換えられてよい１つの検出器の選択を可能にすることが更に観察されるべきである。更に、切換装置はより容易な検出器のアップグレードを可能にする。何故ならば、検出器は物理的に分離されて、モジュール構造のオプションを可能にするからである。
【００３１】
少なくとも１つの実施形態の幾つかの態様を記載したが、様々な変更、修正、及び改良が当業者の心に容易に思い浮かぶことが理解されるべきである。そのような変更、修正、及び改良は、本開示の部分であることが意図され、本発明の範囲内にあることが意図される。従って、前述の記述及び図面はほんの一例であり、本発明の範囲は添付の請求項及びそれらの均等物の適切な構成から決定されるべきである。
【図１】
2019505839.tif 000003
【図２】
2019505839.tif 000004
【図３】
2019505839.tif 000005
【図４】
2019505839.tif 000006
【図５】
2019505839.tif 000007
【図６】
2019505839.tif 000008
【図７】
2019505839.tif 000009
【図８】
2019505839.tif 000010
【図９】
2019505839.tif 000011
【図１０】
2019505839.tif 000012
【図１１】
2019505839.tif 000013
【図１２】
2019505839.tif 000014
【図１３】
2019505839.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月19日(2018.7.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁放射線を複数の検出器のうちの１つの検出器に向かって選択的に導くように構成される光路切換装置であって、
プラットフォームと、
軸受によって前記プラットフォームに回転可能に取り付けられるミラーマウントと、
該ミラーマウントに連結されるミラーと、
前記ミラーマウントを前記プラットフォームに対して所定の量だけ回転させて、電磁放射線を所定の検出器に向かって導くように構成される、能動アクチュエータとを含み、
前記能動アクチュエータは、駆動スパーギアと、該駆動スパーギアを駆動させるように構成されるモータと、前記ミラーマウントの前記軸受に連結され、前記駆動スパーギアによって駆動させられるように構成される、被駆動スパーギアと、幾つかの調整可能なストッパとを含み、各調整可能なストッパは、前記ミラーマウント及び前記ミラーを所定の位置に位置付けるように構成される、
光路切換装置。
【請求項２】
前記能動アクチュエータは、前記ミラーマウント及び前記ミラーを回転させて、前記反射される電磁放射線を５つの検出器のうちの１つの検出器に導くように構成される、請求項１に記載の光路切換装置。
【請求項３】
前記５つの検出器は、可視（ＶＩＳ）カメラと、近赤外（ＮＩＲ）カメラと、短波赤外カメラと、第１の試験カメラと、第２の試験カメラとを含む、請求項２に記載の光路切換装置。
【請求項４】
コントローラが前記能動アクチュエータに連結され、前記コントローラは、前記ミラーマウント及び前記ミラーの回転を操作して、前記反射される電磁放射線を所定の検出器に導くように構成される、請求項１に記載の光路切換装置。
【請求項５】
前記ミラーマウントに対する前記ミラーの角度を調整するように構成される受動アクチュエータを更に含む、請求項１に記載の光路切換装置。
【請求項６】
前記受動アクチュエータは、前記ミラーベースに固定されるブラケットを含み、該ブラケットは、ラックギア部分を有する、請求項５に記載の光路切換装置。
【請求項７】
前記ラックギア部分は、前記ミラーのミラーシャフトに設けられるピニオンギアと係合するように構成され、前記ラックギア部分は、カムフォロアとして働き、前記ピニオンギアは、ミラードライバとして働く、請求項６に記載の光路切換装置。
【請求項８】
前記受動アクチュエータは、バネを使用して前記ミラーを調整可能なストッパに対して予荷重された状態に維持する、請求項５に記載の光路切換装置。
【請求項９】
電磁放射線をミラーから複数の検出器のうちの１つの検出器に導く方法であって、
プラットフォームに連結されるミラーマウントによって支持されるミラーに電磁放射線を導くこと、
前記ミラーを回転させて、前記ミラーによって導かれる電磁放射線の方向を変更して、電磁放射線を所定の検出器に向かって導くこと、及び
幾つかの調整可能なストッパのうちの１つのストッパによって前記ミラーの回転を停止させることを含み、
各調整可能なストッパは、前記ミラーマウント及び前記ミラーを所定の位置に位置付けるように構成される、
方法。
【請求項１０】
能動アクチュエータが、前記ミラーマウントを前記プラットフォームに対して所定の量だけ回転させて、電磁放射線を前記所定の検出器に向かって導くように構成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記能動アクチュエータは、駆動スパーギアと、該駆動スパーギアを駆動させるように構成されるモータと、前記ミラーマウントの前記軸受に連結され、前記駆動スパーギアによって駆動させられるように構成される、被駆動スパーギアとを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記能動アクチュエータは、前記ミラーマウント及び前記ミラーを回転させて、前記反射される電磁放射線を５つの検出器のうちの１つの検出器に導くように構成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ミラーマウントに対する前記ミラーの角度を調整することを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
受動アクチュエータが、前記ミラーマウントに対する前記ミラーの角度を調整するように構成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記受動アクチュエータは、前記ミラーベースに固定されるブラケットを含み、該ブラケットは、ラックギア部分を有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ラックギア部分は、前記ミラーのミラーシャフトに設けられるピニオンギアと係合するように構成され、前記ラックギア部分は、カムとして働き、前記ピニオンギアは、ミラードライバとして働く、請求項１５に記載の方法。
【国際調査報告】
2019505839.tif 000016
2019505839.tif 000017