(57)【要約】【課題】本発明は、３軸ジンバル構造を採用しながら天頂ロックを確実に回避し、かつ本体外形の大型化を抑制することにより、航空機等に搭載しても空力特性に影響を与えることの少ない撮影装置を提供する。【解決手段】アジマス軸２が垂直方向に向けられて回転自在に支持され、チルトアジマス軸７がアジマス軸上の所定部位において交差するよう傾斜して向けられて回転自在に支持され、エレベータ軸１３がチルトアジマス軸とアジマス軸との交点で交差し、かつチルトアジマス軸と直交するよう向けられて回転自在に支持され、撮影部（カメラ）１７がエレベータ軸に取付けられエレベータ軸回りに回転自在であり、アジマス軸とチルトアジマス軸およびエレベータ軸にそれぞれに駆動機構５，１０，１６が連結され、それぞれの軸を個別に回転駆動制御する。【選択図】      図１
2005341273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直方向に向けられ回転自在に支持されるアジマス軸と、
このアジマス軸上の所定部位において交差するよう傾斜して向けられ回転自在に支持されるチルトアジマス軸と、
このチルトアジマス軸と前記アジマス軸との交点で交差し、かつチルトアジマス軸と直交するよう向けられ回転自在に支持されるエレベータ軸と、
このエレベータ軸に取付けられエレベータ軸回りに回転自在な撮影部と、
前記アジマス軸とチルトアジマス軸およびエレベータ軸にそれぞれ連結され、それぞれを個別に回転駆動制御する駆動機構と
を具備することを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
垂直方向に向けられるアジマス軸を回転自在に支持し、かつこのアジマス軸を回転駆動する駆動機構を備えた装置ベースと、
この装置ベース上に載設され、前記アジマス軸上の所定部位において交差するよう傾斜して向けられるチルトアジマス軸を回転自在に支持し、かつこのチルトアジマス軸を回転駆動する駆動機構を備えた傾斜台と、
この傾斜台に嵌め込まれ、前記チルトアジマス軸と前記アジマス軸との交点で交差するとともに、チルトアジマス軸と直交するよう向けられたエレベータ軸を回転自在に支持し、かつこのエレベータ軸を回転駆動する駆動機構を備えた球状本体とを具備し、
前記球状本体は、頚部と、この頚部と一体に連設される球体部からなり、
前記頚部が前記傾斜台に嵌め込まれ、前記球体部内にエレベータ軸とエレベータ軸駆動機構を収容し、かつ前記エレベータ軸に撮影部を取付けたことを特徴とする撮影装置。
【請求項３】
前記チルトアジマス軸の可動範囲は無限周回とし、前記エレベータ軸の可動範囲は天頂を０°としたとき−９０°以下〜＋９０°以上とし、前記アジマス軸に対するチルトアジマス軸のセッティング角度を１０〜３０°としたことを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の撮影装置。
【請求項４】
前記球状本体を構成する球体部のみ被取付け体外形から突出し、球状本体を構成する頚部と前記傾斜台および前記装置ベースは被取付け体外形内に収納されることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不規則な移動を継続する目標物に対して自動的に追跡する追跡装置に搭載され、特に、撮影した映像信号が信号処理系に引き渡され、ここにおいて各軸を制御する信号を生成して対象物を追跡し撮像を継続する撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特殊な飛翔物体は、赤外線を利用して航空機等から発生する熱を感知し自動的に追尾する機能を備えている。一方、特殊な航空機等には飛翔物体の追尾機能を撹乱する装置が搭載されていて、これはたとえば地上に配置される、もしくは警戒用航空機に搭載される広域レーダ等からの情報をもとに飛翔物体を目標物として確認し撮影装置を作用させる。  
撮影装置に搭載されるカメラ（夜間の撮影も可能とするため、赤外線カメラが用いられる）は、目標物を自動で追尾し照準を合わせて撮影等を行う。そして、タイミングをとって撮影装置に備えられる撹乱用高出力レーザ発生装置を作用して、目標物に備えられる追尾用感知子であるいわゆる目を照射するとともに、別途用意された多数枚の金属箔片を散布し、追跡用赤外線をランダムな方向に反射して追尾の撹乱をなす。
【０００３】
前記自動追尾照準機能を備えた撮影装置を用いる他の分野としては、警察や消防あるいは報道用のヘリコプターに搭載し、飛行しながら地上で不規則な方向に移動を繰り返す目標物を自動的に追尾する装置や、加工装置用途のたとえばフライス盤におけるＯＮマシンでワーク寸法を測定する、レーザ変位計の光軸案内機構等がある。  
従来の自動追尾照準機能を備えた撮影装置の概略構成と作用を、図８（Ａ）ないし（Ｅ）に概略的に示す。各分図の下段は概略機構と回動過程を順に示す説明図であり、各分図の上段は機構の回動にともなうカメラの撮影可能方向（ハッチング部分）を示す平面図である。
【０００４】
基台ａ内に図示しない回転駆動機構が収容され、この回転駆動機構により基台ａに垂直方向に支持される水平面内旋回軸であるアジマス軸（以下、ＡＺ軸と呼ぶ）を回転駆動できるようになっている。このＡＺ軸の上端部には、ＡＺ軸と直交する水平方向に設けられた仰角軸であるエレベータ軸（以下、ＥＬ軸と呼ぶ）を回転駆動する図示しない回転駆動機構を備えている。  
このように、ＡＺ軸とＥＬ軸との２軸の可動軸を有する２軸ジンバル構造であり、カメラｂはＥＬ軸に沿って取付けられる。ＡＺ軸に対する回転駆動によって、ＡＺ軸に支持されるＥＬ軸およびカメラｂは一体に回転し、かつＥＬ軸を駆動することによってカメラｂはＥＬ軸回りに回転し目標物を追尾する。
【０００５】
２軸ジンバル構造としては、天文台に備えられる天体望遠鏡を案内する機構や、艦船等に装備される砲台の軸機構にも応用され、目標物が天頂以外にある通常姿勢においてＡＺ軸とＥＬ軸を任意の方向に自由に、かつ速やかに回動して自動追尾し照準を合わせることができる。  
しかしながら、前記目標物がたとえば天頂、もしくは天頂付近において突然、それまでとは異なる方向に急旋回し飛翔方向を変更すると、追尾と照準を合わせることが不可能となる、いわゆる天頂ロック（ジンバルロックとも呼ばれる）が発生することが知られている。
【０００６】
図９（Ａ）ないし（Ｃ）および図１０（Ａ）ないし（Ｃ）は、天頂ロックの具体的な現象を説明する図である。  
図９（Ａ）に示すように、たとえばＡＺ軸から見て９時の方向から飛翔してきた目標物Ｘが飛翔方向を一定にして高度を上げていく過程では、一旦、ＡＺ軸を所定方向（９時方向）に設定したあとは固定でよく、ＥＬ軸のみ角度（仰角）を大に調整すればカメラｂは目標物Ｘを自動追尾して照準を合わせることができる。
【０００７】
ところが、図９（Ｂ）に示すように、目標物Ｘが天頂Ｍ付近で急激に飛翔方向を変更する場合があり、同時に、高度の変更をともなうことがある。このときは、ＡＺ軸を目標物Ｘの追跡範囲から外れた方向へ回動駆動し、高度の変更がある場合はＥＬ軸も併せて回動調整しなければならない。  
図９（Ｃ）に示すように、目標物ＸがＡＺ軸の回動速度以上の速度で急旋回をなせば、当然、追尾が不可能となって照準を合わせることができない。いわゆる天頂ロック（ジンバルロック）の発生となり、目標物Ｘを見失ってしまう。
【０００８】
図１０（Ａ）は、目標物ＸがたとえばＡＺ軸から見て２時の方向から飛翔してきて、天頂付近までは自動的に追尾照準が可能な状態を示している。そして、目標物Ｘが天頂付近で急激に旋回して飛翔方向を変更した場合、たとえばＥＬ軸の旋回面と略直角方向に旋回したときなどは、図１０（Ｂ）および（Ｃ）に示すようにＡＺ軸を一瞬のうちに略９０°旋回する必要があり、当然ながらＡＺ軸の旋回が遅れて追尾が不可能となる、天頂ロックが発生する結果は変わらない。  
このような天頂ロックを解消するには、ＡＺ軸を瞬時に高速度で回転する必要があり、駆動制御的には極めて困難である。そこで、［特許文献１］ないし［特許文献４］において、天頂ロックを回避する装置および方法が開示されるに至った。［特許文献１］ないし［特許文献３］の技術は、ＡＺ軸とＥＬ軸の２軸ジンバルに加えて、ＥＬ軸と直交する方向のＸ（クロス）−ＥＬ軸をマウントする３軸ジンバル構造であることを前提とする。［特許文献４］の技術は、船舶に搭載する３軸構成のアンテナ構造体を備えている。
【特許文献１】特公平  ６−  ２６２８４号公報
【特許文献２】特開平  ７−２０２５４１号公報
【特許文献３】特開平１１−３０８６０４号公報
【特許文献４】ＵＳ  ６，１９８，４５２  Ｂ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
［特許文献１］と、［特許文献２］および［特許文献３］における３軸ジンバル構造では、ＥＬ軸上にマウントされたＸ−ＥＬ軸に沿って追跡用カメラやレーザ光等の反射ミラーが搭載される。  
しかしながらこのような構造を採用すると、運動量が多くなり、高速動作が必要なＡＺ軸について慣性負荷が大きくなってしまう欠点がある。また、角加速度が高いためにＡＺ軸を駆動するモーターが大型で重くなる。装置内でレイアウトすると、ＥＬ軸の可動範囲とＸ−ＥＬ軸の可動範囲の両方に対してモーターと干渉が出る。これを考慮して余裕のある設計をなすと、装置外形が大型にならざるを得ない。したがってこの装置を航空機に搭載すると、航空機の空力特性を損なう虞れがある。
【００１０】
［特許文献４］の３軸アンテナ構造体においては、船体の傾きに係らずアンテナの姿勢を海面に対して一定に保持していて、たとえば飛翔する目標物を自動的に追跡し照準を合わせる前記［特許文献１］ないし［特許文献３］の技術とは基本的に構成が相違して、参考にするには困難である。  
具体的な構成では、反射鏡を支持する支持台の中心軸である第１の軸が、支持台を支持する傾斜台の中心軸である第２の軸に対して傾斜し、前記第２の軸に対して傾斜台を支持する基台の中心軸である第３の軸が傾斜する。ただし、前記第３の軸は垂直方向に支持される。  
すなわち、このような構成と作用を模式的に示すと、図１１および図１２のようになる。図１１（Ａ）（Ｂ）は３軸アンテナ構造体の概略構成と回動過程を示し、図１２は各軸の移動軌跡を平面視で説明する図である。
【００１１】
図１１（Ａ）（Ｂ）において、図示しない反射鏡を、反射鏡とは異なる向き（姿勢）で支持する第１の軸ｃは第２の軸ｄに対し傾斜して支持される。第２の軸ｄは第３の軸ｅに対し傾斜して支持され、第３の軸ｅは垂直方向に支持される。第３の軸ｅと第２の軸ｄとの交点ｆと、第２の軸ｄと第１の軸ｃとの交点ｆが一致する。したがって、第３の軸ｅが先に説明したＡＺ軸に相当し、第１の軸ｃが先に説明したＥＬ軸に相当する。第２の軸ｄは第１の軸（ＡＺ軸）に対して傾斜しているところから、チルト−アジマス軸（Ｔ−ＡＺ軸）と呼べる。  
これら第１ないし第３の軸ｃ，ｄ，ｅは軸受けを介して駆動機構に連結される。第３の軸ｅが１８０°回転したところで、第２の軸ｄは第３の軸ｅの０°における傾斜状態とは対称の向きに傾斜する。また、第２の軸ｄが１８０°回転したところで、第１の軸ｃは第２の軸ｄの０°における傾斜状態とは対称の向きに傾斜する。
【００１２】
図１２において、Ｇは第３の軸ｅを回転中心とする第２の軸ｄ端部の移動軌跡であり、Ｈは第２の軸ｄを回転中心とする第１の軸ｃ端部の移動軌跡を示している。第３の軸ｅに対して第２の軸ｄは所定の回転半径を持って円運動をなすが、第１の軸ｃは第２の軸ｄに対して所定角度傾斜しているところから、平面視では楕円状運動をなす。しかも、第１の軸ｃは第２の軸ｄと結ぶ線と直交する方向にしか回転できない。  
たとえ［特許文献４］の技術を前記撮影装置に応用したとしても、天頂もしくは天頂付近で急旋回する目標物を追尾するのに、第１の軸ｃと第２の軸ｄおよび第３の軸ｅをそれぞれ複雑に微調整しながら回動制御しなければならない。このような複雑な制御は目標物の急な旋回速度に追従できない虞れが極めて大である。
【００１３】
本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、撮影に適した自動追跡機能を備えることを前提として、３軸ジンバル構造を採用しながらも天頂ロックを確実に回避し、かつ本体外形の大型化を抑制することにより、航空機等に搭載しても空力特性に影響を与えることの少ない撮影装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の目的を満足するため本発明は、アジマス軸が垂直方向に向けられて回転自在に支持され、チルトアジマス軸がアジマス軸上の所定部位において交差するよう傾斜して向けられて回転自在に支持され、エレベータ軸がチルトアジマス軸とアジマス軸との交点で交差し、かつチルトアジマス軸と直交するよう向けられて回転自在に支持され、撮影部がエレベータ軸に取付けられエレベータ軸回りに回転自在であり、アジマス軸とチルトアジマス軸およびエレベータ軸にそれぞれに駆動機構が連結されて、それぞれの軸が個別に回転駆動制御される。
【００１５】
このような課題を解決する手段を採用することにより、不規則な移動を継続する目標物に対して自動的に追跡する追跡装置に搭載し、特に、撮影した映像信号が信号処理系に引き渡され、ここにおいて各軸を制御する信号を生成して対象物を追跡し撮像を継続する撮影装置が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、いわゆる３軸ジンバル構造を採用して天頂ロックを確実に回避できるとともに、外形の大型化を抑制して航空機等に搭載しても空力特性に影響を与えることが少ないなどの効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係る撮影装置を図面にもとづいて説明する。  
図１は、撮影装置Ｓの概略の断面図である。  
この撮影装置Ｓは、たとえば航空機等に搭載されていて、被取付け体である航空機等の機体（外形）２０に撮影装置Ｓを構成する装置ベース１が取付けられる。装置ベース１は、垂直方向にＡＺ軸２を備え、ＡＺ軸２はＡＺ軸用軸受け３を介してＡＺ軸用モーター４に連結され、これらでＡＺ軸駆動機構５が構成される。  
前記装置ベース１上のＡＺ軸用駆動機構５に傾斜台６が支持されている。傾斜台６の一側部には前記ＡＺ軸２に対して傾斜し、かつＡＺ軸２上の所定部位で交差するＴ−ＡＺ（チルトアジマス）軸７を備えている。このＴ−ＡＺ軸７は、Ｔ−ＡＺ軸用軸受け８を介してＴ−ＡＺ軸用モーター９に連結され、これらでＴ−ＡＺ駆動機構１０が構成される。傾斜台６の傾斜方向端部には、傾斜台６の回転にともなう振動を抑制するようバランスをとるためのＴ−ＡＺ軸用カウンターウエイト１１が設けられる。
【００１８】
前記傾斜台６上のＴ−ＡＺ軸用駆動機構１０に球状本体１２が支持されている。球状本体１２は、円筒状をなす頚部１２Ａと、この頚部１２Ａを根元部分として一体に連設される球体部１２Ｂとからなる。球体部１２Ｂの直径は頚部１２Ａの直径よりも大に形成され、略電球状をなす。  
このような球状本体１２は、前記Ｔ−ＡＺ軸７とＡＺ軸２との交点Ｏに交差するＥＬ軸１３を備えている。ＥＬ軸１３はＴ−ＡＺ軸７に対して直交し、ＡＺ軸２に対しては傾斜している。ＥＬ軸１３は球体部１２Ｂに支持されるＥＬ軸用軸受け１４を介してＥＬ軸用モーター１５に連結され、これらでＥＬ軸駆動機構１６が構成される。
【００１９】
前記ＥＬ軸１３上にカメラ（撮影部）１７が設けられていて、このカメラ１７はＥＬ軸１３回りに回転自在である。なお、前記カメラ１７は夜間等の暗闇でも撮影が可能なように、赤外線カメラが用いられる。  
前記ＥＬ軸１３関連構成についてなお説明すると、球状本体１２を構成する頚部１２Ａが傾斜台６のＴ−ＡＺ軸用軸受け８に嵌め込まれ、球状本体１２はＴ−ＡＺ軸７に沿って回転駆動させられるようになっている。そして、球体部１２Ｂにおけるカメラ１７の回動方向（撮影方向）に対向する部位は、所定の幅を持って撮影用スペース１８が確保される。  
前記撮影用スペース１８は、カメラ１７が目標物に対して直接的な撮影ができるよう障害物のない必要最小限の空白スペースであり、球体部１２ＢはＥＬ軸駆動機構１６を密な状態で収容可能な容積に設定されている。
【００２０】
前述したように、たとえば航空機等に搭載される撮影装置Ｓは、装置ベース１が航空機機体２０に取付けられ、装置ベース１から傾斜台６と球状本体１２の頚部１２Ａが機体２０内に収容される。そして、頚部１２Ａから先の球体部１２Ｂである球状本体１２のほとんど大部分が、機体２０から外部に露出することになる。実際には、装置ベース１の直径がφ３４０ｍｍあるが、球状本体１の球体部１２Ｂの直径はφ３００ｍｍ程度ですむ。したがって、撮影装置Ｓを航空機等に搭載したとしても、航空機等の空力特性を損なうことはない。
【００２１】
これに対して、先に［特許文献１］ないし［特許文献３］で説明したＡＺ軸とＥＬ軸の２軸ジンバル上に、ＥＬ軸とは直交する方向のＸ（クロス）ＥＬ軸をマウントした３軸ジンバル構造のものを設計したみたところ、これら３軸を収容する筐体の直径はφ３８０ｍｍを下回ることがない。  
すなわち、［特許文献１］ないし［特許文献３］の構成では、たとえＥＬ軸上で赤外線受像器や反射光受像器をコンパクトに並べた配置をなしても、Ｘ−ＥＬ軸に対して干渉する部位が発生してしまう。しかも、端部が半円ドーム状をなした円筒体であって、いわゆる胴長状をなし、本発明のような頚部を形成することができない。したがって、機体からの露出部分が大となり、本発明の構成と比較して極めて不利にならざるを得ない。
【００２２】
このようにして構成される撮影装置Ｓであって、目標物に対する自動追跡をなし照準を合わせるのに、装置ベース１に備えられるＡＺ軸駆動機構５を作動してＡＺ軸２を回転駆動する。さらに、傾斜台６に備えられるＴ−ＡＺ軸駆動機構１０を作動して、Ｔ−ＡＺ軸７の傾斜を保持したままＡＺ軸１３回りに回転しながらＴ−ＡＺ軸７の回転駆動をなす。さらに、球状本体１に備えられるＥＬ軸駆動機構１６を作動してＥＬ軸１３を回転駆動し、ＥＬ軸１３上に備えられるカメラ１７の照準を目標物に対して合わせる。
【００２３】
当然のことながら、目標物の移動状況においてはＡＺ軸２のみの回転があり、あるいはＴ−ＡＺ軸１３のみの回転があり、ＥＬ軸１３のみの回転がある。そして、ＡＺ軸２とＴ−ＡＺ軸７との組合せの回転や、ＡＺ軸２とＥＬ軸１３との組合せの回転、もしくはＴ−ＡＺ軸７とＥＬ軸１３の組合せの回転がある。いずれにしても、目標物の方向変換に対して敏捷に対応した追跡と照準合せが可能であり、常に目標物を確実に捕捉追跡して撮影ができる。
【００２４】
図２（Ａ）ないし（Ｅ）は、撮影装置Ｓの構成と作用を連続的に示している。なお説明すれば、各分図の下段にＡＺ軸２を０°から４５°置きに１８０°まで回転した状態を順に示し、各分図の上段にはＡＺ軸２を中心にしてＴ−ＡＺ軸７が所定の半径で円運動をなすことによるカメラ１７の撮影可能方向を平面視で示している。それぞれのＡＺ軸２の回動角度において、Ｔ−ＡＺ軸７とＥＬ軸１３は回転可能であるけれども、回転軌跡のみ示している。  
ＡＺ軸２の回転にともないＴ−ＡＺ軸７は０°から１８０°の位置で傾斜方向が対称となる。Ｔ−ＡＺ軸７に直交して支持されるＥＬ軸１３は、Ｔ−ＡＺ軸７の傾斜方向に応じて同一の傾斜状態となる。そして、ＡＺ軸２を中心にして所定の半径で円運動軌跡をなすＴ−ＡＺ軸７に対し、ＥＬ軸１３はそれぞれの位置で回転駆動させられる。したがって、ＥＬ軸１３上のカメラ１７は、それぞれの位置で撮影範囲を調整できる。  
各軸における実際の可動範囲として、Ｔ−ＡＺ軸７は無限周回とし、ＥＬ軸１３は天頂を０°としたとき−９０°以下〜＋９０°以上とし、ＡＺ軸２に対するＴ−ＡＺ軸７のセッティング角度を１０〜３０°と設定する。
【００２５】
つぎに、いわゆる天頂ロックの回避状態を図３ないし図５にもとづいて説明する。  
はじめに、図３から説明すると、ＡＺ軸２から見て６時の方向から目標物Ｘが飛翔して来たものとする。目標物Ｘの飛翔方向が一定である限り、ＡＺ軸２およびＴ−ＡＺ軸７を駆動する必要がなく、ＥＬ軸１３のみ回動駆動してカメラ１７の仰角を大に上げ目標物Ｘの飛翔速度に合わせた追跡撮影をなせばよい。なお、図中Ｒはカメラ１７の撮影可能範囲を示している。  
目標物ＸがＴ−ＡＺ軸７の直上部位を越えてもなお飛翔方向の変更がない場合は、ＥＬ軸１３の回動を継続してカメラ１７の仰角を最大から下げる方向へ向けて追跡を継続する。ところが、目標物ＸがＡＺ軸２の直上部位である天頂Ｍもしくは、天頂Ｍ付近で突然旋回して飛翔方向を変更する場合がある。
【００２６】
このときは、目標物Ｘの高度の変化に合わせてＥＬ軸１３を回動調整しつつ、少なくともＴ−ＡＺ軸７を回動調整して目標物Ｘを追跡する。すなわち、垂直なＡＺ軸２に対して傾斜するＴ−ＡＺ軸７が交差し、ＡＺ軸２を中心としたＴ−ＡＺ軸７の回転軌跡（カメラ１７の移動軌跡でもある）Ｎが形成されるから、目標物ＸがＴ−ＡＺ軸７の直上部位を通過してから天頂Ｍもしくは天頂Ｍ付近で旋回しても、ＡＺ軸２は回動する必要はなく、その位置でＴ−ＡＺ軸７を回動すれば追跡撮影が可能となる。  
以上は、ＡＺ軸２とＴ−ＡＺ軸７の回転軌跡との距離がある程度確保され、しかも目標物Ｘの旋回速度が比較的遅い場合の追跡である。一方、ＡＺ軸２とＴ−ＡＺ軸７の回転軌跡との距離が少なく、天頂Ｍもしくは天頂Ｍ付近で目標物Ｘが極めて急速度で旋回する場合は、先に図９および図１０で説明したように追跡が間に合わないことが考えられる。
【００２７】
このときは、図４で示すように対処する。  
たとえば、ＡＺ軸２から見て６時の方向から飛翔してきた目標物Ｘが飛翔方向を変更しない限りは、ＥＬ軸１３を回動してカメラ１７の仰角を上げることで追跡撮影が可能である。そして、目標物Ｘがカメラ１７の直上部位を通過してもなお飛翔方向を変更しないときは、そのままＥＬ軸１３を回動してカメラ１７の仰角を漸次下げればよい。  
ところが、目標物ＸはＡＺ軸２の直上部位である天頂Ｍもしくは天頂Ｍ付近で旋回して、飛翔方向を変更する場合がある。このとき、目標物Ｘの旋回方向および旋回速度が極めて急であり、Ｔ−ＡＺ軸７の回動だけでは追跡が不可能であると判断したら、図のようにＡＺ軸２を駆動して回動させ、あるいはＡＺ軸２とともにＴ−ＡＺ軸７も同時に回動駆動する。さらに、目標物Ｘに対する仰角が変更すれば、ＥＬ軸１３も回動することになる。
【００２８】
このようにして、少なくともＡＺ軸２を回動してカメラ１７の位置を目標物Ｘに対して回り込ませる。もしくは、ＡＺ軸２とＴ−ＡＺ軸７を同時に回動することにより、天頂Ｍもしくは天頂Ｍ付近で急旋回する目標物Ｘを充分に余裕をもって追跡撮影できる。結果として、ＥＬ軸１３の仰角が小さくなるように制御し、ＥＬ軸１３が０°となる天頂付近を使わずにすむ。  
そして、目標物Ｘが同一方向に急旋回を継続すれば、ＡＺ軸２とＴ−ＡＺ軸７を同一方向に回動を継続し、目標物Ｘが逆方向に急旋回をなせばＡＺ軸２とＴ−ＡＺ軸７を逆方向に回動して追跡する。いずれにしても、目標物Ｘを自動追跡して照準を合わせるのに支障なく、円滑に作用する。
【００２９】
図５は、目標物ＸがＥＬ軸１３に取付けられるカメラ１７の直上部位で急旋回した場合の追跡状態を示している。すなわち、カメラ１７の仰角が最大角度となる部位もしくはその近傍部位は、先に図９および図１０で説明した天頂Ｍもしくは天頂Ｍ近傍と同一の意味をなす。  
ここでは、たとえその部位で目標物Ｘが急旋回しても、ＡＺ軸２を回動するとともにＴ−ＡＺ軸７を同時に回動することにより、目標物Ｘを充分に余裕をもって追跡できる。先に図４で説明した場合と比較してＡＺ軸２およびＴ−ＡＺ軸７の回動量が大きくなるが、それでも目標物Ｘを見失うことなく追跡して照準を合わせることができる。
【００３０】
本発明の撮影装置Ｓは、いわゆる３軸ジンバル構造を採用しながら天頂ロックを確実に回避できる。そして、従来のＡＺ軸およびＥＬ軸の２軸ジンバル構造のものの外形と比較して、ほとんど同一の小さな形状にできる。球状本体１２を構成する球体部１２Ｂのみ航空機等の機体２０外形から突出し、かつ３軸のどの軸を回転させても球体部１２Ｂが振れることがないから、航空機等の空力変動がなく、空力特性を損なうことがない。  
また、本発明においてはＡＺ軸２とＥＬ軸１３の根元側にＴ−ＡＺ軸７を配置しているので、Ｔ−ＡＺ軸７の運動量が比較的少ない制御を可能としている。慣性負荷は従来程度に大きいが、角加速度が小さいために各軸を回転駆動するモーターは小型のものを用いることができ、装置の小型化を図れる。
【００３１】
つぎに、本発明の第２の実施の形態について、図６および図７にもとづいて説明する。  
図６は撮影装置Ｓａの内部構成を示す断面図であり、図７は撮影装置Ｓａの内部構成を示す斜視図である。  
この撮影装置Ｓａは、基本的には先に第１の実施の形態で説明したものと同一であり、ここでの特徴は、追跡する目標物Ｘに対して撹乱用の高出力レーザ光Ｋを照射できる機能を付加したことにある。  
したがって、先に説明した撮影装置Ｓと同一構成部品については同番号を付して新たな説明は省略し、新たに付加された構成部品についてのみ後述する。作用的には、先に図２ないし図５で説明したものと同一であるので、新たな作用説明は省略する。
【００３２】
装置ベース１の周部には切欠き部３０が設けられていて、航空機機体２０の所定部位にある高出力レーザ光発振装置から導かれる高出力レーザ光Ｋを撮影装置Ｓａ内に取入れるようになっている。装置ベース１内におけるＡＺ軸２の基端部には第１のプリズム３１が配置され、撮影装置Ｓａ内に取入れられた高出力レーザ光ＫをＡＺ軸２方向に沿って反射する。  
この第１のプリズム３１とは所定距離だけ離間した位置のＡＺ軸２上には第２のプリズム３２が配置され、第１のプリズム３１から導かれる高出力レーザ光ＫをＴ−ＡＺ軸７の基端部に向けて反射する。すなわち、第２のプリズム３２が反射する高出力レーザ光Ｋの反射方向は、第１のプリズム３１に入射してくる高出力レーザ光Ｋと平行をなす。  
また、第２のプリズム３２の反射方向で、かつＴ−ＡＺ軸７の基端部には第３のプリズム３３が配置され、第２のプリズム３２から導かれる高出力レーザ光ＫをＴ−ＡＺ軸７に沿って反射する。なお、第２のプリズム３２と第３のプリズム３３はともに前記傾斜台６に取付け固定される。
【００３３】
Ｔ−ＡＺ軸７上で、かつ球状本体１２を構成する頚部１２Ａには第４のプリズム３４が配置され、第３のプリズム３３から導かれる高出力レーザ光Ｋを頚部１２Ａ周面に向けて反射する。前記支持台１２ｃの周部には第５のプリズム３５が配置され、互いに頚部１２ａ基端等の固定系部品に取付けられるとともに、第４のプリズム３４から導かれる高出力レーザ光Ｋを球状本体１２周部に向けて反射するようになっている。  
前記球状本体１２における第５のプリズム３５の光路上には、レーザ光Ｋの光束を拡大する拡大器４０が配置されるとともに、ＥＬ軸１３上に第６のプリズム３６が配置される。この第６のプリズム３６は、拡大器４０によって光束が拡大された高出力レーザ光ＫをＥＬ軸１３に沿って反射するよう第１ないし第５のプリズム３１〜３５よりも大に形成される。これら第５、第６のプリズム３５，３６および拡大器４０は球状本体１２等の固定系部品に取付けられる。
【００３４】
ＥＬ軸１３上には、第６のプリズム３６から導かれる高出力レーザ光Ｋを反射して球状本体１２から外部に向けて照射するレーザ光スキャナ拡大鏡５０が配置される。ここでは、カメラ１７はＥＬ軸１３上で、かつ交点Ｏと外れた位置に取付けられるが、作用的には同一である。さらに、ＥＬ軸１３に沿って回動制御される広域カメラ６０が取付けられる。  
このようにして構成される撮影装置Ｓａであるから、先に説明した目標物Ｘに対する撮影とともに、目標物Ｘのいわゆる目に対して高出力レーザ光Ｋを照射して飛翔制御を撹乱させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明における第１の実施の形態に係る、撮影装置の断面図。
【図２】同実施の形態に係る、撮影装置の構成と作用を連続して示す概略の説明図。
【図３】同実施の形態に係る、天頂もしくは天頂付近における自動追跡の状況を説明する図。
【図４】同実施の形態に係る、天頂もしくは天頂付近における自動追跡の異なる状況を説明する図。
【図５】同実施の形態に係る、天頂付近における自動追跡のさらに異なる状況を説明する図。
【図６】本発明における第２の実施の形態に係る、撮影装置の断面図。
【図７】同実施の形態に係る、撮影装置の一部を省略した斜視図。
【図８】従来の撮影装置の構成と作用を連続して示す概略の説明図。
【図９】従来の撮影装置における、追跡状況を説明する図。
【図１０】従来の撮影装置における、さらに異なる追跡状況を説明する図。
【図１１】さらに異なる従来の撮影装置の構成と作用を説明する図。
【図１２】同従来の作用を平面視で説明する図。
【符号の説明】
【００３６】
２…アジマス軸（ＡＺ軸）、５…アジマス軸駆動機構、１…装置ベース、７…チルトアジマス軸（Ｔ−ＡＺ軸）、１０…チルトアジマス軸駆動機構、６…傾斜台、１３…エレベータ軸（ＡＺ軸）、１６…エレベータ軸駆動機構、１２…球状本体、１２Ａ…頚部、１２Ｂ…球体部、１７…カメラ（撮影部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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