(57)【要約】【課題】二軸ジンバルにおいて、対象となる支持構造体のマス・バランス調整の為に、重心位置ズレを定量的に把握できるようにする。【解決手段】一例として、ＥＬ軸に係る重心位置ズレ測定方法を示す。加振器７１及び加振ジグ７２によって、ＥＬ支持枠部材１２の支持部１２ｂを図示の矢印方向に加振する。ＥＬ組立体２０又は４０には角速度検出用のDTG-EL９２が取り付けられ、加振点であるＥＬ回転軸２１等の近くには加速度ピックアップ９１が取り付けられており、上記加振したときの検出信号（加速度、角速度）が、ＰＣ（パソコン）９３に入力される。ＰＣ９３は、この検出信号と、予め記憶されている重量、慣性モーメント、所定の算出式に基づいて、重心位置ズレ量を算出する。【選択図】図４
2007271392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＺ軸回転機構とＥＬ軸回転機構から成る二軸ジンバルにおけるＥＬ軸に対するマス・バランス調整の為の重心位置ズレ算出方法であって、
前記二軸ジンバルを、ＡＺ軸が略重力方向となるように設置し、
加振装置によって任意の周波数の正弦波加振を前記ＥＬ軸回転機構に対して略水平方向に与えると共に、該二軸ジンバルにおける加振点付近に設けられた加速度センサによって検出された加速度データと、前記ＥＬ軸回転機構によって支持され回転する回転体に設けられた角速度センサによって検出された角速度データとをコンピュータに入力し、
前記コンピュータは、前記入力する加速度データ、角速度データと、予め記憶されている前記回転体の質量及び慣性モーメントとに基づいて、前記回転体の前記ＥＬ軸に対する重心位置ズレ量を算出することを特徴とする重心位置ズレ算出方法。
【請求項２】
ＡＺ軸回転機構とＥＬ軸回転機構から成る二軸ジンバルにおけるＡＺ軸に対するマス・バランス調整の為の重心位置ズレ算出方法であって、
前記二軸ジンバルを、ＡＺ軸が略水平方向となるように設置し、
加振装置によって任意の周波数の正弦波加振を前記ＡＺ軸回転機構に対して略水平方向に与えると共に、該二軸ジンバルにおける加振点付近に設けられた加速度センサによって検出された加速度データと、前記ＥＬ軸回転機構を支持するフレームに設けられた角速度センサによって検出された角速度データとをコンピュータに入力し、
前記コンピュータは、前記入力する加速度データ、角速度データと、予め記憶されている前記二軸ジンバルの質量及び慣性モーメントとに基づいて、前記二軸ジンバルの前記ＡＺ軸に対する重心位置ズレ量を算出することを特徴とする重心位置ズレ算出方法。
【請求項３】
取り付け基部に対しＡＺ軸とＥＬ軸の二軸で任意方向に回転可能な外側ジンバルと、該外側ジンバルの回転体内に防振機構を介して支持されるペイロード部とを有し、該ペイロード部が撮像装置の視軸を任意の方向に指向させる３軸支持部を備える構成の二重ジンバル機構における、前記３軸支持部に対する前記ペイロード部のマス・バランス調整の為の重心位置ズレ算出方法であって、
Ｘ軸／Ｙ軸／Ｚ軸の３軸各々の方向毎に、加振装置によって任意の周波数の正弦波加振を前記防振機構に対して与える毎に、
前記ペイロード部に設けられた角速度センサによって検出された角速度データと、前記３軸支持部付近に設けられた加速度センサによって検出された加速度データとをコンピュータに入力し、
前記コンピュータは、前記入力する加速度データ、角速度データと、予め記憶されている前記ペイロード部の質量及び慣性モーメントとに基づいて、前記ペイロード部の前記３軸支持部に対する重心位置ズレ量を算出することを特徴とする重心位置ズレ算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像システムにおいて、カメラを所定の方向に指向制御する二軸の回転支持構成からなる二軸ジンバル、あるいは更に視軸を安定化する構成を備える二重構造の二軸ジンバルのマス・バランス調整の為の重心位置ズレ算出方法、装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、航空機・船舶・車両等の移動体に搭載される撮像システムにおいては、カメラ等の視軸を全方向（球の中心から全輻射方向）へ容易に変更できる二軸ジンバル（支持回転台装置）が用いられる。二軸ジンバルは、ＡＺ（azimuth：方位）軸廻りの回転とＥＬ（elevation：仰角）軸廻りの回転とを組み合わせて、様々に向きを変えられる。
【０００３】
従来の二軸ジンバルの一例の構成図を図１１に示す。図１１(ａ)は従来の二軸ジンバルの正面図、図１１（ｂ）はその側面図である。ここでは、二軸ジンバルにカメラを搭載したカメラ指向装置を示す。
【０００４】
図１１（ａ）に示すように、このカメラ指向装置１は、ＡＺ回転機構１１とＥＬ回転機構１３から成る２軸回転機構を有するアウタジンバル１０（外側ジンバル）を備えている。
【０００５】
尚、“アウタ（外側）”と記しているが、これは後述するインナ（内側）ジンバルを備える構成の説明の都合上、その様に呼んでいるだけであり、図示の構成では特に“外側”と呼ぶ意味はない。
【０００６】
アウタジンバル１０は、図示のＥＬ軸／ＡＺ軸の２軸回転機構を持つジンバル機構である。アウタジンバル１０は、図示のＥＬ組立体２０に対して、ＡＺ（azimuth：方位）軸廻りの回転とＥＬ（elevation：仰角）軸廻りの回転とを与える。これにより、ＥＬ組立体２０が備えるカメラ３１の向きを、様々に変えられる。以下、更に詳しく説明する。
【０００７】
アウタジンバル１０は、ＡＺ回転機構１１を介して取付基部２に固定される。アウタジンバル１０は、上記ＡＺ回転機構１１を介して取付基部２に図の矢印ａで示すように回転自在に取り付けられたＥＬ支持枠部材１２と、このＥＬ支持枠部材１２に固定されているＥＬ回転機構１３に、そのＥＬ回転軸２１を介して図の矢印ｂで示すように回転自在に支持されるＥＬ組立体２０から成る。
【０００８】
詳しくは、上記ＡＺ回転機構１１は、内部に不図示のモータ、角度センサ等を内蔵しており、その回転出力側にＥＬ支持枠部材１２の上部１２ａが取り付けられている。ＥＬ支持枠部材１２の上部１２ａからは、対向する二辺からそれぞれ直角に下方に伸び出す２つの支持部１２ｂが形成されており、各支持部１２ｂには上記ＥＬ回転機構１３が設けられている。そして、ＥＬ回転機構１３の回転出力側にＥＬ組立体２０のＥＬ回転軸21が結合される。また、ＥＬ回転機構１３も、ＡＺ回転機構１１と同様に、不図示のモータ，角度センサ等を内蔵している。
【０００９】
また、ＥＬ組立体２０のＥＬフレーム２２には、カメラ３１、冷却器３２、検出器３３、電気回路基板３４などが直接固定される構造となっている。また、図示していないが、ＥＬ組立体２０には、二軸（ＥＬ／ＡＺ）の動きを検出するレートセンサや角度センサが具備されており、これらのセンサ信号を用いてＡＺ回転機構１１とＥＬ回転機構１３を制御することで、カメラ視軸の指向制御を行っている。
【００１０】
さらに、ＥＬフレーム２２には、ＥＬシェルフロントカバー２４とＥＬシェルリアカバー２５が、図１１（ｂ）に示すように接続され、これらカバー２４，２５は、ＥＬフレーム２２に着脱可能である。この点から、図１１(ａ)は第１の例の２軸ジンバルの正面断面図であると説明したが、断面図ではなく、これらカバー２４，２５を外した状態での正面図であるとも言える。ＥＬシェルフロントカバー２４には、図示の孔２４ａが設けられており、カメラ３１はこの孔２４ａを通して外部を撮影する。ＥＬフレーム２２にＥＬシェルフロントカバー２４とＥＬシェルリアカバー２５が接続された状態では、図１１（ｂ）に示す通り、球体状の形状となる（これをＥＬシェルと呼ぶ）。
【００１１】
また、例えば特許文献１には、制振装置においては、撮像部は重心で軸支されていなければ良好な制振性能を発揮することができず、例えばレンズ部を重量の違うものに交換してしまうと、撮像部のジンバルフレームの回動支点に対する重心ずれが生じて、制振性能が劣化するという問題点を解決する手法が開示されている。この問題を解決する為に、ジンバルフレームの回動支点に対して撮像部の重心を調整可能とする構成を提案している。すなわち、撮像部を光軸方向にスライド可能な構成とし、撮像部をスライドさせつつ、ジンバルフレームの回動支点と撮像部の重心が一致するように調整する。
【特許文献１】特開平９−１８７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
二軸ジンバルにおいては、ＥＬ軸を回転軸として支持されるＥＬ組立体２０のマス・バランス（重心）の位置が、このＥＬ回転軸と差異がある場合、またはＡＺ軸を回転軸として支持されるアウタジンバル１０全体のマス・バランスの位置が、このＡＺ回転軸と差異がある場合には、機体からジンバル装置に伝達される振動によって、ＥＬ軸を回転軸とする支持構造体（ＥＬ組立体２０）またはＡＺ軸を回転軸とする支持構造体（アウタジンバル１０）のマス・バランス（重心位置）のズレにより回転トルクが発生し、ＥＬ組立体２０内に装着されているカメラの視軸の指向制御や視軸安定化性能に大きく影響を及ぼす。
【００１３】
また、特に上述した移動体に搭載される撮像システムにおいては、カメラ指向装置には、その取付けベースを通して移動体を起源とする各種の振動が加わるため、カメラ等の機器を防振支持して高精度な空間安定化を図ることが必要となる。航空機等への搭載を対象とする撮像装置の分野において、カメラ等の撮像機器の視軸を指向制御し更には視軸安定化することが重要な機能性能の一つとなる。
【００１４】
このような高精度な空間安定化を行うため（高い視軸安定精度を実現するため）の支持機構の一方式として、例えば、本出願人による特願2005-354554号（以下、先出願と記す）に記載の二重ジンバル構成がある。この二重ジンバルは、外側ジンバル（アウタジンバル）と、この外側ジンバルに内蔵されたペイロード部に支持される内側ジンバル（インナジンバル）とで構成される。詳しくは後述するが、この構成における外側ジンバルの構成・役割は、上記アウタジンバル１０と略同様であり、専らカメラ視軸の全方向への指向制御を分担する支持部である。カメラ等の視軸方向を変える場合、カメラが直接搭載される内側ジンバルを支持するペイロード部は、外側ジンバルによって、様々な方向に向きを変えられる。すなわち、ペイロード部（における内側ジンバルに搭載されるカメラ）は、外側ジンバルによって、ＡＺ（azimuth：方位）方向及びＥＬ（elevation：仰角）方向から成る全方向に向きを変えられる。
【００１５】
上記内側ジンバルは、搭載されたカメラ等の機器をその回路部と共にＸＹＺの３軸方向へ微動させる装置である。つまり、カメラ画像の空間安定化を分担してカメラの画像ぶれを防止する支持部である。
【００１６】
上記先出願に記載の構成では、防振機構上に三軸回転自由となる球面軸受を支持し、この球面軸受を回転中心とするペイロードを、支持構造体として支持することとなる。このペイロード部の重心位置が球面軸受の回転中心と差異がある場合には、機体からカメラ指向装置に伝達される振動によって、このような振動が球面軸受の中心に変位として入力され、これによりペイロード部に回転トルクが発生する。この回転トルクによってペイロード部が回転振れを起こし、カメラ視軸の空間安定化の大きな障害となる。
【００１７】
尚、アウタジンバル取付部に防振機構を構成する場合は、マス・バランスによる視軸指向性及び安定性への影響は基本的には二軸ジンバルと同様の考え方となる。
上記のように、重心位置ズレがあると性能上問題になる為、従来より、例えば上記撮像システム等を製造後、重心調整を行っていた。
【００１８】
従来では、アウタジンバルをＥＬ回転及びＡＺ回転それぞれの姿勢において、一軸毎に手動によってマス・バランス調整を行い、目視により確認を行っていた。このような調整を、交互に姿勢を変えて、何度もマス・バランス調整を繰り返し行う方法を採っていた。このため、同じ姿勢での調整を再度調整やり直すこともあり、試行錯誤を繰り返すような非常に時間を多大に要するものであった。
【００１９】
また、上記ペイロード部の重心位置が球面軸受の回転中心と差異がある場合のマス・バランス調整は、球面軸受中心に対して高精度なマス・バランスを取る必要がある。しかしながら、従来では、上記と同様、手作業により経験や勘も基づく調整を行っている為に手間が掛かるうえに、高精度な調整を行う必要がある為、熟練者でなければ調整が難しかった。また、従来では、手で回転を与えてマス・バランス調整を行った為、与える回転によって生じる、電気ケーブルなどのハーネスによる摩擦や反力、球面軸受の摩擦などの影響により、重心位置ずれを最小化することが非常に困難であった。
【００２０】
従来では、上記の通り、各作業者が経験的／感覚的に重心調整を行っており、試行錯誤を繰り返す為、非常に手間と時間が掛かっていた。これは、特許文献１も同様であり、単に撮像部を光軸方向にスライド可能な構成としているだけであり、重心の調整自体は作業者が経験的／感覚的に行う。更に、特許文献１では、そもそも、光軸方向のみの重心調整で済む状況を前提にしており、上記ＡＺ軸／ＥＬ軸の重心調整を行うものではない。また、内側ジンバルは存在しないのだから、当然、上記ペイロード部の重心位置が球面軸受の回転中心と差異がある場合のマス・バランス調整は、全く想定されない。
【００２１】
本発明の課題は、二軸ジンバルにおいて、対象となる支持構造体の回転中心からの重心位置ズレを定量的に把握できるようにすることで、対象となる支持構造体のマス・バランスを高精度に調整できるようにし、あるいは二重ジンバル構造の二軸ジンバルにおいて、ペイロード部の重心位置ズレを測定することによりペイロード部のマス・バランスを高精度に調整できるようにする重心位置ズレ算出方法等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明による第１の重心位置ズレ算出方法は、ＡＺ軸回転機構とＥＬ軸回転機構から成る二軸ジンバルにおけるＥＬ軸に対するマス・バランス調整の為の重心位置ズレ算出方法であって、前記二軸ジンバルを、ＡＺ軸が略重力方向となるように設置し、加振装置によって任意の周波数の正弦波加振を前記ＥＬ軸回転機構に対して略水平方向に与えると共に、該二軸ジンバルにおける加振点付近に設けられた加速度センサによって検出された加速度データと、前記ＥＬ軸回転機構によって支持され回転する回転体に設けられた角速度センサによって検出された角速度データとをコンピュータに入力し、前記コンピュータは、前記入力する加速度データ、角速度データと、予め記憶されている前記回転体の質量及び慣性モーメントとに基づいて、前記回転体の前記ＥＬ軸に対する重心位置ズレ量を算出する。
【００２３】
本発明による第２の重心位置ズレ算出方法は、ＡＺ軸回転機構とＥＬ軸回転機構から成る二軸ジンバルにおけるＡＺ軸に対するマス・バランス調整の為の重心位置ズレ算出方法であって、前記二軸ジンバルを、ＡＺ軸が略水平方向となるように設置し、加振装置によって任意の周波数の正弦波加振を前記ＡＺ軸回転機構に対して略水平方向に与えると共に、該二軸ジンバルにおける加振点付近に設けられた加速度センサによって検出された加速度データと、前記ＥＬ軸回転機構を支持するフレームに設けられた角速度センサによって検出された角速度データとをコンピュータに入力し、前記コンピュータは、前記入力する加速度データ、角速度データと、予め記憶されている前記二軸ジンバルの質量及び慣性モーメントとに基づいて、前記二軸ジンバルの前記ＡＺ軸に対する重心位置ズレ量を算出する。
【００２４】
本発明による第３の重心位置ズレ算出方法は、取り付け基部に対しＡＺ軸とＥＬ軸の二軸で任意方向に回転可能な外側ジンバルと、該外側ジンバルの回転体内に防振機構を介して支持されるペイロード部とを有し、該ペイロード部が撮像装置の視軸を任意の方向に指向させる３軸支持部を備える構成の二重ジンバル機構における、前記３軸支持部に対する前記ペイロード部のマス・バランス調整の為の重心位置ズレ算出方法であって、Ｘ軸／Ｙ軸／Ｚ軸の３軸各々の方向毎に、加振装置によって任意の周波数の正弦波加振を前記防振機構に対して与える毎に、前記ペイロード部に設けられた角速度センサによって検出された角速度データと、前記３軸支持部付近に設けられた加速度センサによって検出された加速度データとをコンピュータに入力し、前記コンピュータは、前記入力する加速度データ、角速度データと、予め記憶されている前記ペイロード部の質量及び慣性モーメントとに基づいて、前記ペイロード部の前記３軸支持部に対する重心位置ズレ量を算出する。
【００２５】
上記第１〜第３の重心位置ズレ算出方法は、何れも、重心位置ズレ量測定対象となる支持構造体の回転中心からの重心位置ズレを、加振装置によって任意の周波数の正弦波加振を与え、そのときの加速度データ、角速度データを検出することにより、算出する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の重心位置ズレ算出方法等によれば、二軸ジンバルにおいて、対象となる支持構造体の回転中心からの重心位置ズレを定量的に把握できるようにすることで、対象となる支持構造体のマス・バランスを高精度に調整できるようになる。従って、対象となる支持構造体の重心の回転中心からのズレを最小限に留めるよう調整可能となる。あるいは、二重ジンバル構造の二軸ジンバルにおいて、ペイロード部の重心位置ズレを測定することによりペイロード部のマス・バランスを高精度に調整できるようになる。
【００２７】
従って、マス・バランス調整に関わる工数を低減するなどの作業の効率化を高めることができる。さらには、カメラの視軸の安定性を高めることが可能となる。また、ペイロード内部に搭載する、重量物となるような調整用バランサを、最小限に抑えることが可能となり、設計上の制約を少なくすることができる。結果として、従来の二軸ジンバルよりもさらに高空間安定化をはかることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
本例の二軸ジンバル用重心調整手法を適用できる二軸ジンバルの構造例を、図１に示す。これは二重構造のジンバルの例である。また、本例の二軸ジンバル用重心調整手法は、上記図１１に示す二軸ジンバルにも適用できる。但し、この場合には、当然、上記ペイロード部の重心位置が球面軸受の回転中心と差異がある場合のマス・バランス調整は、行われない。
【００２９】
図１は、本例の二軸ジンバルの重心ズレ測定手法／重心調整手法を適用できる２軸ジンバルの正面図である。尚、ここでは、上述した撮像システムとしての２軸ジンバルの例なのでカメラが搭載されている。尚、図１に示す構成は、上記先出願に記載の構成と基本構造はほぼ同じである。その意味で、本例の二軸ジンバル用重心調整手法は、上記先出願に記載の構成にも適用可能である。
【００３０】
尚、図１１（ｂ）に示す構成は、本例の二軸ジンバルにおいても略同様である。従って、本例の二軸ジンバルは、図１に示す正面図のみ示し、側面図は図１１（ｂ）と略同様である。よって、本例の二軸ジンバルも、図１１の二軸ジンバルと同様、ＥＬシェルフロントカバー２４とＥＬシェルリアカバー２５が本体に着脱可能な構成であるので、後述する二重ジンバル機構におけるペイロード部６０の動的マス・バランスの測定の際には、これらカバー２４，２５を外せばよい。
【００３１】
その意味で、図１は、上記ＥＬシェルフロントカバー２４とＥＬシェルリアカバー２５を外して示す模式的正面図であると言える。
図１に示すＥＬ組立体４０の内部構成は、上記ＥＬ組立体２０の内部構成とは異なるが、それ以外の構成は略同様である。よって、図１において図１１（ａ）に示す構成と略同様の構成には同一符号を付しており、その詳細な説明は省略するが、以下、簡単に説明する。
【００３２】
図１に示すＥＬ組立体４０は、ＥＬ回転機構１３を介してＥＬ支持枠部材１２の支持部１２ｂに支持されている。そして、ＥＬ組立体４０は、上記ＥＬ組立体２０と同様、ＥＬ回転機構１３によってＥＬ軸を中心とする回転動作を行う。ＥＬ支持枠部材１２自体は、ＡＺ回転機構１１によってＡＺ軸を中心とする回転動作を行う。よって、これら２つの回転動作の組み合わせによって、ＥＬ組立体４０は、上記ＥＬ組立体２０と同様、全方向に向きを変えられる。
【００３３】
ＥＬ組立体４０の内部構成について、まず、概略的に説明する。
ＥＬ組立体４０内には、ＡＺ軸上に防振モジュール５０ａおよび防振モジュール５０ｂが二個対称に配置され、この２つの防振モジュール５０ａ，５０ｂ間にペイロード部６０が配置される。ペイロード部６０は支柱６１、球面軸受６２、ペイロードフレーム６３が主構造であり、ペイロードフレーム６３にカメラ３１等が搭載される。
【００３４】
上記２つの防振モジュール５０ａ，５０ｂは、支柱６１により連結されている。この支柱６１の軸上中心には球面軸受６２が具備され、ペイロードフレーム６３を保持し且つ回転自由のインナ軸（三軸支持部）が構成されている。つまり、ペイロードフレーム６３は、球面軸受６２を介して支柱６１に支持され、球面軸受６２を中心に回転自由となるように取り付けられている。
【００３５】
ペイロード部６０には、カメラ視軸の動きを検出するためのレートセンサや角度センサ（不図示）が具備され、周囲に配置されたリニアモータ（不図示）によりペイロード部６０の姿勢制御を行う構成としている。
【００３６】
以上述べた構成により、飛行中等にアウタジンバル１０が受ける機体からの振動が、ペイロード部６０へ伝達されるのを低減し、カメラの視軸を高精度に安定化することを可能にしている。
【００３７】
尚、上記構成（搭載されたカメラ等をＸＹＺの３軸方向へ微動させる構成）を有するので、ペイロード部６０は、カメラ等に対するジンバル機構（上記インナ（内側）ジンバル）を内蔵している（あるいは、ペイロード部６０がインナジンバルに相当する）と言える。
【００３８】
以下、上記ＥＬ組立体４０の内部構成について更に詳しく説明する。
ＥＬ組立体４０の内部には、ＡＺ回転軸１１ａに同心のフレーム軸方向の上下に防振モジュール５０（５０ａ、５０ｂ）がそれぞれ配置されている。上下２つの防振モジュール５０は、それぞれ外側プレート５４（５４ａ、５４ｂ）と内側プレート５３（５３ａ、５３ｂ）を有し、外側プレート５４はＥＬシェルセンタカバー４１の内側上下にボルト止めされて、ＥＬシェル内に位置固定されている。
【００３９】
外側プレート５４と内側プレート５３の間には、一定範囲で伸縮自在の６個のバネ付きストラット５２がプレートの円周に沿って配設されている。バネ付きストラット５２は、２本でＶ字形を形成し、各バネ付きストラット５２は、一端が内側プレート５３に球面ジョイントにより係合し、他端が外側プレート５４に球面ジョイントにより係止している。
【００４０】
また、外側プレート５４と内側プレート５３との間には、上記バネ付きストラット５２の配設位置よりも内側に、３個のエアダンパ５１が、等間隔で配設されている。各エアダンパ５１は、長手方向の一端が内側プレート５３に球面ジョイントにより係合し、他端が外側プレート５４に球面ジョイントにより係合している。
【００４１】
防振モジュール５０の振動、すなわち防振モジュール５０が外部から受ける力は、バネ付きストラット５２により弾性的に緩衝され、さらに、エアダンパ５１により吸収される。
【００４２】
すなわち、防振モジュール５０は、２枚のプレート（外側プレート５４、内側プレート５３）間に挟まれた６個のバネ付きストラット５２（防振要素ストラット）と３個のエアダンパ５１（ダッシュポット）により、６自由度の防振機能を発揮する。
【００４３】
これら２つの防振モジュール５０の内側プレート５３（５３ａ、５３ｂ）の間にペイロード部６０が配置される。ペイロード部６０の主要部は、支柱６１、球面軸受６２、ペイロードフレーム６３で構成される。
【００４４】
ペイロード部６０の支柱６１は、その上下の端部を防振モジュール５０の内側プレート５３（５３ａ、５３ｂ）に取り付けられて固定される。これにより、ペイロード部６０全体が、防振モジュール５０ａ及び防振モジュール５０ｂに挟まれるように位置固定される。
【００４５】
また、ペイロード部６０のペイロードフレーム６３は、球面軸受６２を介して支柱６１に保持されている。ペイロードフレーム６３は、特には図示しないが、ＸＹＺの３方向に進退する３軸のアクチュエータからなるインナ軸により支柱６１に回転自由に保持される。
【００４６】
そのペイロードフレーム６３の一方の側部に、例えばカメラ３１が搭載され、他方の側部には、冷却器３２、検出器３３が搭載される。カメラ３１は、例えば可視カメラ又はＩＲカメラ（赤外線暗視カメラ）である。
【００４７】
上記構成により、ペイロードフレーム６３の姿勢を制御することにより、カメラ３１の視軸の指向の安定化が図れるようになっている。
以下、本例の二軸ジンバル用重心調整手法について説明する。上記「課題」に記載の通り、重心位置ズレとしては、
・図１、図１１の構成において、ＥＬ軸を回転軸として支持されるＥＬ組立体２０又は４０のマス・バランスの位置（重心位置）が、このＥＬ回転軸と差異がある場合
・図１、図１１の構成において、ＡＺ軸を回転軸として支持されるアウタジンバル１０全体のマス・バランスの位置（重心位置）が、このＡＺ回転軸と差異がある場合
・図１の構成において、ペイロード部の重心位置が球面軸受の回転中心と差異がある場合
等がある。
【００４８】
以下、まず、図２〜図６を参照して、ＥＬ軸／ＡＺ軸に係る重心位置ズレの調整の為の、本手法による重心位置ズレ計測方法について説明する。
そして、図７、図８を参照して、ペイロード部の球面軸受に対する重心位置ズレの調整の為の、本手法による重心位置ズレ計測方法について説明する。
【００４９】
尚、図２〜図６で説明する重心位置ズレ計測方法／装置は、図１の構成だけでなく、図１１の構成等にも適用可能であるが、図７、図８で説明する重心位置ズレ計測方法／装置は、図１のようなインナジンバルを有する二軸ジンバルに適用可能である。
【００５０】
まず、図２（ａ）、図２（ｂ）に、二軸ジンバルの動的マス・バランス測定用の加振器のセッティング例を示す。
図２（ａ）に示すように、加振器７１は、地面に高い剛性を持つ構造である土台７３に固定する。加振器７１の先端には、図２（ｂ）に示すように加振ジグ７２を装着する。加振ジグ７２は、図示の通り、コの字状の形状をしており、図示の矢印方向（前後方向）に振動する。加振器７１と加振ジグ７２によって、任意の対象物に正弦波加振が与えられる。これは、後述するように加振ジグが変わっても同じであり、測定の際に対象物には任意の周波数の正弦波加振が与えられる。
【００５１】
ＥＬ軸回りのマス・バランスを調整するには、図３に示すように、まず二軸ジンバルを、ＥＬ軸が水平方向、ＡＺ軸が垂直方向（重力方向）になるように設置する。次に加振器７１の先端の加振ジグ７２を、ＥＬ支持枠部材１２の両側すなわち２つの支持部１２ｂを、同時に加振できるように配置する。
【００５２】
以上述べたセッティングを完了後、加振器７１を動作させることにより、２つの支持部１２ｂを同方向に同じ力で加振し、同時にＥＬ軸回りのマス・バランス調整の為に必要なデータを測定する。尚、図示の例では、加振方向は、水平且つＥＬ軸に直行する方向となる。換言すれば、ＸＹＺ座標軸上において、ＡＺ軸がＺ軸、ＥＬ軸がＹ軸であるとした場合、Ｘ軸方向に加振することになる。
【００５３】
また、尚、図３に示すＡＺジンバル機体固定側８１は上記ＡＺ回転機構１１に相当し、ＡＺジンバル回転側８２は上記ＥＬ支持枠部材１２に相当し、ＥＬジンバル回転部８３は上記ＥＬ組立体２０又は４０に相当するものである。
【００５４】
上記データ測定方法、及び測定したデータに基づく重心位置ズレ算出処理について、以下、説明する。尚、この場合の重心位置ズレは、ＥＬ軸に対するＥＬ組立体２０又は４０の重心位置ズレを意味する。
【００５５】
図４に、二軸ジンバルのＥＬ軸回りの重心位置ズレ測定システムの一例を示す。
まず、加振した際にＥＬ軸回りの重心位置ズレによって発生するＥＬ組立体の回転を検出する為の構成として、ＥＬフレーム２２又はＥＬシェルセンタカバー４１にDTG-EL９２を取り付ける。DTG-EL９２は、角速度を検出するセンサ（DTG；Dynamically Tuned Gyro)であり、この場合には、図３に示す加振を行うことでＥＬ軸回りの重心ズレによってＥＬ組立体２０又は４０が回転するので、この回転動作の角速度を検出する。DTG-EL９２の出力信号（角速度データ）は、図示の信号線や不図示のＡ／Ｄ変換器等を介してＰＣ（パソコン）９３に入力する。
【００５６】
ＰＣ（パソコン）９３は、この角速度データを時系列に取得し、取得した角速度データを積分して時系列の角度データに変換する。そして、正弦波加振に応じて時系列的に変動する角度データより、その最大振幅値を取得する（角度データの最大値を取得する）。この角度データの最大値をθunbalance-EL[rad]とする。
【００５７】
また、ＥＬフレーム２２又はＥＬシェルセンタカバー４１には更に加速度ピックアップ９１を取り付ける。これは、加振点となるＥＬ軸付近に加速度ピックアップ９１を装着し、加振によってＥＬ組立体２０又は４０に入力される振動の加速度を計測するものである。加速度ピックアップ９１の出力信号（加速度データ）も、図示の信号線、不図示のアンプやＩ／Ｏボード等を介してＰＣ９３に入力する。
【００５８】
ＰＣ（パソコン）９３は、この加速度データを時系列に取得する。そして、時系列で取得した加速度データより（正弦波加振に応じて時系列的に変動する加速度データより）、その最大振幅値を取得する（加速度の最大値を取得する）。この加速度の最大値をαinput-EL[G]とする。
【００５９】
ＰＣ（パソコン）９３は、上記角度θunbalance-EL[rad]、加速度αinput-EL[G]と、予め登録されているＥＬ組立体２０又は４０の質量及び慣性モーメントとを用いて、後述する（１）式により、ＥＬ軸に対するＥＬ組立体２０又は４０の重心位置ズレ量εを算出するが、（１）式によって算出できる理由について以下説明する。
【００６０】
まず、加速度αinput-EL[G]から変位振幅値Xinput-EL[m]を以下の式により計算できる。尚、上記正弦波加振を行うときの加振周波数をｆ[Hz]とする。
【００６１】
【数１】
2007271392.tif 000003
【００６２】
また、設計上或いは測定等で既知のＥＬ組立体２０又は４０の質量及び慣性モーメントを、それぞれMpayload-EL[kg]、Ipayload-EL[kg-m2]とする。
ここで、ＥＬ組立体２０又は４０の持つ重心のズレ量をε[m]として、これらのパラメータには、以下のような関係式がある。
【００６３】
【数２】
2007271392.tif 000004
【００６４】
また、加速度は変位の二階微分で表されるので、
【００６５】
【数３】
2007271392.tif 000005
【００６６】
となる。これによって、加振点となるＥＬ軸付近における変位Xinput-ELとＥＬ組立体２０又は４０とのアンバランスによって発生する振れθunbalance-ELとの関係は、以下の通りとなる。
【００６７】
【数４】
2007271392.tif 000006
【００６８】
以上述べたことから、加振によってθunbalance-EL、αinput-ELが得られれば、対象軸における重心ズレ量εが、以下の（１）式により算出されることが分かる。
【００６９】
【数５】
2007271392.tif 000007
【００７０】
従って、ＰＣ（パソコン）９３内の記憶部（ハードディスク、メモリ等）に、予め、ＥＬ組立体２０又は４０の質量Mpayload-EL[kg]と慣性モーメントIpayload-EL[kg-m2]とを記憶しておくと共に、DTG-EL９２によって検出された角速度データ、加速度ピックアップ９１により検出された加速度データに基づいて上記θunbalance-EL[rad]、αinput-EL[G]を求めるプログラム、及び上記（１）式により重心ズレ量εを算出するプログラム等を、格納しておくことにより、図４に示す測定システムで、ＥＬ軸に対するＥＬ組立体２０又は４０の重心位置ズレ量を求めることができる。
【００７１】
続いて、ＡＺ軸回りのマス・バランスを調整するには、図５に示すように、まず、二軸ジンバルを、ＡＺ軸が水平方向になるように設置する。次に加振器７１を、その加振ジグ１００によってＡＺジンバル機体固定側８１を加振できる位置へと配置する。この加振ジグ１００は、図示の通り、上記加振ジグ７２とは形状が異なるものであり、１本の棒状の形状となっている。
【００７２】
以上述べたセッティングを完了後、加振器７１を動作させることにより、ＡＺジンバル機体固定側８１を加振し、同時にＡＺ軸回りのマス・バランスを調整する為に必要なデータを測定する。この加振点は、ＡＺジンバル機体固定側８１の回転中心（つまり、ＡＺ軸）となる。この測定方法と、ＡＺ軸に対する二軸ジンバルの重心位置ずれの算出方法については、以下に説明する。
【００７３】
図６に、二軸ジンバルのＡＺ軸回りの重心位置ズレ測定システムの構成例を示す。
尚、図６（ａ）は当該重心位置ズレ測定システムを側面から見た図であり、図６（ｂ）はこれを図６（ａ）に示す矢印Ａ方向から見た図である。図示の通り、図５で説明した加振を与える為に、測定対象の二軸ジンバルを、横方向すなわちＡＺ軸が水平方向になるようにして、組立て台１０１に取り付けると共に、加振ジグ１００がＡＺ回転機構１１を加振するような位置となるように、加振器７１を土台７３に取り付ける。
【００７４】
そして、加振した際にＡＺ軸回りの重心ズレによって発生するアウタジンバル１０の回転を検出する為の構成として、ＥＬ支持枠部材１２にDTG-AZ １１１を取り付ける。DTG-AZ １１１は、DTG-EL９２と同じく、角速度を検出するセンサ（DTG；Dynamically Tuned Gyro)であり、この場合には、図５、図６に示す加振を行うことでＡＺ軸回りの重心ズレによってアウタジンバル１０が回転するので、この回転動作の角速度を検出する。DTG-AZ １１１の出力信号（角速度データ）は、図示の信号線や不図示のA/D変換器等を介してＰＣ（パソコン）９３に入力する。
【００７５】
ＰＣ（パソコン）９３は、この角速度データを時系列に取得し、取得した角速度データを積分して時系列の角度データに変換する。そして、正弦波加振に応じて時系列的に変動する角度データより、その最大振幅値を取得し（角度データの最大値を取得する）、これをθunbalance-AZ[rad]とする。
【００７６】
また、ＡＺ回転機構１１において加振点となるＡＺ軸付近には加速度ピックアップ１１２を装着し、アウタジンバル１０に入力される振動の加速度を計測する。この加速度データも図示の信号線や不図示のアンプやＩ／Ｏボード等を介してPC９３に入力する。ＰＣ９３は、時系列で取得した加速度データより（正弦波加振に応じて時系列的に変動する加速度データより）、その最大振幅値（加速度の最大値）を取得し、これをαinput-AZ[G]とする。
【００７７】
ＰＣ（パソコン）９３は、後述する（２）式により重心位置ズレ量εを算出するが、ここで、上記ＥＬ軸に係る重心位置ズレ量算出の場合と同様に、（２）式によって算出できる理由について以下説明する。
【００７８】
まず、上記加速度αinput-AZ[G]から変位振幅値Xinput-AZ[m]は以下の式により計算できる。尚、上記正弦波加振を行うときの加振周波数をｆ[Hz]とする。
【００７９】
【数６】
2007271392.tif 000008
【００８０】
また、設計上或いは測定等で既知のアウタジンバル１０の（二軸ジンバル全体の）質量及び慣性モーメントをそれぞれMpayload-AZ[kg]、Ipayload-AZ[kg-m2]とする。
ここで、アウタジンバル１０の持つ重心のズレ量をε[m]として、これらのパラメータには、以下のような関係式がある。
【００８１】
【数７】
2007271392.tif 000009
【００８２】
また、加速度は変位の二階微分で表されるので、
【００８３】
【数８】
2007271392.tif 000010
【００８４】
となる。
これによって、加振点となるＡＺ軸付近における変位Xinput-AZとアウタジンバル１０のアンバランスによって発生する振れθunbalance-AZとの関係は、
【００８５】
【数９】
2007271392.tif 000011
【００８６】
となる。
以上述べたことから、加振によってθunbalance-AZ、αinput-AZが得られれば、ＡＺ軸に対するアウタジンバル１０の重心ズレ量εは、以下の（２）式により算出されることが分かる。
【００８７】
【数１０】
2007271392.tif 000012
【００８８】
従って、ＰＣ（パソコン）９３内の記憶部（ハードディスク、メモリ等）に、予め、アウタジンバル10の質量Mpayload-AZ[kg]と慣性モーメントIpayload-AZ[kg-m2]とを記憶しておくと共に、DTG-AZ １１１によって検出された角速度データ、加速度ピックアップ１１２により検出された加速度データに基づいて、上記θunbalance-EL[rad]、αinput-EL[G]を求めるプログラム、及び上記（２）式により重心ズレ量εを算出するプログラム等を、格納しておくことにより、図６に示す測定システムで、ＡＺ軸に対するアウタジンバル１０の重心位置ズレ量を求めることができる。
【００８９】
図７は、図１のようなインナジンバルを有する二軸ジンバルに適用する、重心位置ズレ計測方法／装置を説明する為の図である。
上記図１の構成において、ペイロード部６０の回転中心は球面軸受６２によって規定されるが、ペイロード部６０の重心位置がこの回転中心と合致しない場合、すなわちアンバランスが残っている場合には、球面軸受６２部分で発生する加速度により、ペイロード部６０の重心位置において回転力を発生する。つまり、アンバランスによる視軸振れが発生する。よって、ペイロード部６０の重心位置がこの回転中心と合致するように調整する必要がある。
【００９０】
ここでは、センサによる測定結果に基づいて上記アンバランス量を算出することで、容易にバランス調整が行えるようにする手法を提案する。
まず、本手法による動的マス・バランス測定時には、アウタジンバル１０を組立て台１０１に設置する。尚、図７では、アウタジンバル１０内のＥＬ組立体４０のみを示し、他の構成は省略して示してある。また、ＥＬ組立体４０の構成についても一部簡略化して示してある。
【００９１】
インナジンバル（ペイロード部６０）の重心は、予め設計計算により、回転中心である球面軸受６２と一致するように設計しているが、実際には設計上見積もれない相違点が実物には存在し、重心位置が設計仕様を満たしていない場合がある。そして、従来では、重心が仕様値内であるか判定するための測定手法が不十分であった。
【００９２】
そこで、本例の動的マス・バランス測定手法を提案する。
まず、既に説明したように、地上に設置された土台７３に加振器７１を取付け、この加振器７１のヘッドに加振ジグ１２３を装着する。加振ジグ１２３は、上記加振ジグ７２と同様の“コの字”状の形状であるが、その２つの先端部分が、それぞれ、上記内側プレート５３ａ、５３ｂに対応する位置となるような大きさとなっている。これによって、加振器７１を動作させたときには、上記内側プレート５３ａ、５３ｂに同時に加振力が与えられることになる。
【００９３】
上記の通り、加振器７１による正弦波加振の周波数は任意でもよいが、特に望ましい例を挙げれば、防振モジュール５０の設計共振周波数（防振性能領域として設計している低周波数領域15Hz以下程度のもの）と同じかこれに近い周波数とすることが望ましい。この方法は、防振モジュール５０の共振現象を利用するため、加振力は極めて小さい値で済む。また、この設計共振周波数を用いた正弦波加振では、防振モジュール５０の並進運動の共振現象が現れるため、加振による回転運動現象を抑えることができる。
【００９４】
上述したことは望ましい例であるが、基本的には任意の周波の正弦波加振を行えばよい。そして、加振時に、ペイロード部６０に取付けられているDTG 204の出力信号と、球面軸受６２付近に取り付けた加速度ピックアップ205の出力信号を、ＰＣ（パソコン）９３に入力して、ＰＣ９３によって以下に説明する算出式を用いて重心位置ズレを算出する。
【００９５】
以下、本手法における重心ズレ量の算出方法について具体的に説明する。
まず、ペイロード部６０の重心ズレによって発生する回転の検出には、ペイロード部６０に取り付けられているDTG１２１の出力信号（角速度データ）を用いる。DTG１２１は、角速度を検出するセンサ（DTG；Dynamically Tuned Gyro)であり、この場合には、図７に示す加振を行うことで生じる、ペイロード部６０の回転動作の角速度を検出する。
この出力信号（角速度データ）を、図示の信号線や不図示のA/D変換器等を介してPC９３に入力する。
【００９６】
PC９３は、この角速度データを時系列に取得し、取得した角速度データを積分して時系列の角度データに変換する。そして、正弦波加振に応じて時系列的に変動する角度データより、その最大振幅値を取得し（角度データの最大値を取得する）、これをθunbalance[rad]とする。
【００９７】
また、球面軸受６２付近には加速度ピックアップ１２２を装着する。加速度ピックアップ１２２は、ペイロード部６０に入力される衝撃の加速度を計測する。この加速度データも図示の信号線や不図示のアンプやＩ／Ｏボード等を介してPC９３に入力する。
【００９８】
ＰＣ９３では、この加速度データを時系列に取得する。そして、時系列で取得した加速度データより（正弦波加振に応じて時系列的に変動する加速度データより）、その最大振幅値を取得し（加速度の最大値を取得する）、これをαinput[G]とする。
【００９９】
ＰＣ（パソコン）９３は、後述する（３）式により重心位置ズレ量εを算出するが、ここで、上記ＥＬ軸／ＡＺ軸に係る重心位置ズレ量算出の場合と同様に、（３）式によって算出できる理由について以下説明する。
【０１００】
まず、上記加速度最大値αinputから変位振幅値Xinput[m]を以下の式により算出できる。尚、上記正弦波加振を行うときの加振周波数をf[Hz]とする。
【０１０１】
【数１１】
2007271392.tif 000013
【０１０２】
また、設計上或いは測定等で既知のペイロードの質量及び慣性モーメントをそれぞれMpayload[kg]、Ipayload[kg-m2]とする。
ここで、ペイロードの持つ重心のズレ量をε[m]として、これらのパラメータには、以下のような関係式がある。
【０１０３】
【数１２】
2007271392.tif 000014
【０１０４】
また、加速度は変位の二階微分で表されるので、
【０１０５】
【数１３】
2007271392.tif 000015
【０１０６】
となる。
これによって、球面軸受６２における変位Xinputとペイロードの視軸振れθunbalanceとの関係は、
【０１０７】
【数１４】
2007271392.tif 000016
【０１０８】
となる。
以上述べたように、加振によってθunbalance、αinputが得られれば、対象軸における重心ズレ量が、以下の（３）式により算出される。
【０１０９】
【数１５】
2007271392.tif 000017
【０１１０】
このような測定をＸ軸／Ｙ軸／Ｚ軸の各軸毎に行うことで、各軸における重心のズレ量を算出すると、球面軸受中心を原点とした重心のズレ方向を示すベクトルが求まる。つまり、このベクトル位置に重心があることとなる。
【０１１１】
上述してある通り、ここでは仮に、ＸＹＺ座標軸上において、ＡＺ軸がＺ軸、ＥＬ軸がＹ軸であるものとして説明すると、まず、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｚ軸が重力方向となるように、アウタジンバル１０を組立て台１０１に設置する。そして、加振器７１及び加振ジグ１２３によって、図８（ａ）ではＹ軸方向、図８（ｂ）ではＸ軸方向に加振し、それぞれ、上記DTG１２１と加速度ピックアップ１２２とによって検出されるデータに基づく上記（３）式による重心ズレ量の算出を行う。
【０１１２】
但し、図８（ｂ）に示す測定の場合、ＥＬシェルフロントカバー２４とＥＬシェルリアカバー２５を外した状態にすれば、問題なく加振できるが、図８（ａ）に示す測定の場合、ＥＬシェルセンターカバー４１に邪魔される為、内側プレート５３ａ、５３ｂに加振できない。しかし、この問題は、加振ジグ１２３の形状を、図７に示す形状ではなく、他の形状にすれば解決できる。すなわち、特に図示しないが、例えば、ＥＬシェルセンターカバー４１を廻り込んで内側プレート５３ａ、５３ｂに接触できるような形状にすればよい。これは、以下の図８（ｃ）に示す測定の場合も同様である。あるいは、ＥＬシェルセンターカバー４１も外した上体で測定してもよい。
【０１１３】
更に、図８（ｃ）に示すように、Ｘ軸が重力方向となるように（Ｚ軸が水平方向となるように）、アウタジンバル１０を組立て台１０１に設置する。そして、加振器７１及び加振ジグ７２によって、Ｙ軸方向に加振し、上記DTG１２１と加速度ピックアップ１２２とによって検出されるデータに基づく重心ズレ量の算出を行う。
【０１１４】
以上説明した動的マス・バランス測定手法によって、上記の通り、球面軸受中心を原点とした重心のズレ方向・ズレ量を示すベクトルを求めることによって、インナジンバルにおける重心調整を容易に行えるようになる。
【０１１５】
重心調整方法自体は、従来通りでよい。すなわち、例えば、予め設計によってペイロード部等に錘取り付けネジを配置可能としておき（これに錘を載せる）、錘取り付けネジを用いて錘の位置や重さを微調整するものが知られている。そして、本手法によって上記の通り、球面軸受中心を原点とした重心のズレ方向・ズレ量が分かっているので、作業者は、上記錘取り付けネジ位置のどの位置にどの重さの錘をどのように配置すればいいか検討し易くなる。そして、検討して得た錘の配置に実際に錘を装着して、上記と同様の測定を実施し、重心ズレ量が規定する範囲に入るように錘の位置を微調整すればよい。
【０１１６】
この様に、測定によって重心のズレ方向・ズレ量が分かるので（重心ズレ量を定量的に把握できる）、従来のように経験や勘に頼って行う方法に比べて、格段に、重心調整作業が行い易くなり且つ正確な調整が行えるようになる。
【０１１７】
また、従来では、手で傾きや回転を与える方法（静的に重心のズレを観察する方法）を採っていたが、本手法では上記の通り、加振（動的な手法）を行う。既に述べた通り、そもそもの問題は、マス・バランスがくずれていると機体の振動等によって回転力が発生することであるのだから、本手法では、実際の状況に似た状態で、重心のズレを測定することができ、的確に重心ズレを算出できる。つまり、精度の高いマス・バランス調整が行える。
【０１１８】
また、本手法を応用して、幾つか（多数の）周波数で加振することで、多数サンプル計測を行い、計測結果を平均化することで、目的とする変位量をより高いＳ／Ｎで計測できるようになる（「ロック・イン」計測ができ、測定S/Nを大きく取れる）。
【０１１９】
図９は、上記ＰＣ９３（コンピュータ）のハードウェア構成の一例を示す図である。
同図に示すコンピュータ２００は、ＣＰＵ２０１、メモリ２０２、入力装置２０３、出力装置２０４、外部記憶装置２０５、媒体駆動装置２０６、ネットワーク接続装置２０７等を有し、これらがバス２０８に接続された構成となっている。同図に示す構成は一例であり、これに限るものではない。
【０１２０】
ＣＰＵ２０１は、当該コンピュータ２００全体を制御する中央処理装置である。
メモリ２０２は、プログラム実行等の際に、外部記憶装置２０５（あるいは可搬型記録媒体２０９）に記憶されているプログラムあるいはデータを一時的に格納するＲＡＭ等のメモリである。ＣＰＵ２０１は、メモリ２０２に読み出したプログラム／データを用いて、上述した重心位置ズレ算出処理を実行する。
【０１２１】
入力装置２０３は、例えばキーボード、マウス、タッチパネル等である。
出力装置２０４は、例えばディスプレイ、プリンタ等である。
外部記憶装置２０５は、例えば磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置等であり、上述した重心位置ズレ算出処理をＣＰＵ２０１で実行させる為のプログラム／データが格納されている。上記の通り、これらプログラム／データは、可搬型記録媒体２０９に格納されているものであってもよい。
【０１２２】
媒体駆動装置２０６は、可搬型記録媒体２０９に記憶されているプログラム／データ等を読み出す。可搬型記録媒体２０９は、例えば、ＦＤ（フレキシブルディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード、ＤＶＤ、光磁気ディスク等である。
【０１２３】
ネットワーク接続装置２０７は、ネットワークに接続して、外部の情報処理装置とプログラム／データ等の送受信を可能にする構成である。
図１０は、上記プログラムを記録した記録媒体、プログラムのダウンロードの一例を示す図である。
【０１２４】
図示のように、上記重心位置ズレ算出処理を実現するプログラム／データを、該プログラム／データが記憶されている可搬型記録媒体２０９からコンピュータ２００側に読み出して、メモリ２０２に格納し実行するものであってもよいし、また、上記プログラム／データは、ネットワーク接続装置２０７により接続しているネットワーク２１０（インターネット等）を介して、外部のサーバ２２０の記憶部２２１に記憶されているプログラム／データをダウンロードするものであってもよい。
【０１２５】
また、本発明は、装置／方法に限らず、上記プログラム／データを格納した記録媒体（可搬型記録媒体２０９等）自体として構成することもできるし、上記プログラム自体として構成することもできる。
【０１２６】
（付記１）  ＡＺ軸回転機構とＥＬ軸回転機構から成る二軸ジンバルにおけるＥＬ軸に対するマス・バランス調整の為の重心位置ズレ算出方法であって、
前記二軸ジンバルを、ＡＺ軸が略重力方向となるように設置し、
加振装置によって任意の周波数の正弦波加振を前記ＥＬ軸回転機構に対して略水平方向に与えると共に、該二軸ジンバルにおける加振点付近に設けられた加速度センサによって検出された加速度データと、前記ＥＬ軸回転機構によって支持され回転する回転体に設けられた角速度センサによって検出された角速度データとをコンピュータに入力し、
前記コンピュータは、前記入力する加速度データ、角速度データと、予め記憶されている前記回転体の質量及び慣性モーメントとに基づいて、前記回転体の前記ＥＬ軸に対する重心位置ズレ量を算出することを特徴とする重心位置ズレ算出方法。
【０１２７】
（付記２）  ＡＺ軸回転機構とＥＬ軸回転機構から成る二軸ジンバルにおけるＡＺ軸に対するマス・バランス調整の為の重心位置ズレ算出方法であって、
前記二軸ジンバルを、ＡＺ軸が略水平方向となるように設置し、
加振装置によって任意の周波数の正弦波加振を前記ＡＺ軸回転機構に対して略水平方向に与えると共に、該二軸ジンバルにおける加振点付近に設けられた加速度センサによって検出された加速度データと、前記ＥＬ軸回転機構を支持するフレームに設けられた角速度センサによって検出された角速度データとをコンピュータに入力し、
前記コンピュータは、前記入力する加速度データ、角速度データと、予め記憶されている前記二軸ジンバルの質量及び慣性モーメントとに基づいて、前記二軸ジンバルの前記ＡＺ軸に対する重心位置ズレ量を算出することを特徴とする重心位置ズレ算出方法。
【０１２８】
（付記３）  取り付け基部に対しＡＺ軸とＥＬ軸の二軸で任意方向に回転可能な外側ジンバルと、該外側ジンバルの回転体内に防振機構を介して支持されるペイロード部とを有し、該ペイロード部が撮像装置の視軸を任意の方向に指向させる３軸支持部を備える構成の二重ジンバル機構における、前記３軸支持部に対する前記ペイロード部のマス・バランス調整の為の重心位置ズレ算出方法であって、
Ｘ軸／Ｙ軸／Ｚ軸の３軸各々の方向毎に、加振装置によって任意の周波数の正弦波加振を前記防振機構に対して与える毎に、
前記ペイロード部に設けられた角速度センサによって検出された角速度データと、前記３軸支持部付近に設けられた加速度センサによって検出された加速度データとをコンピュータに入力し、
前記コンピュータは、前記入力する加速度データ、角速度データと、予め記憶されている前記ペイロード部の質量及び慣性モーメントとに基づいて、前記ペイロード部の前記３軸支持部に対する重心位置ズレ量を算出することを特徴とする重心位置ズレ算出方法。
【０１２９】
（付記４）  前記コンピュータは、前記正弦波加振に応じた時系列の前記加速度データ、角速度データを取得し、該時系列の加速度データから加速度最大値を求めると共に、該時系列の角速度データから時系列の角度データを求め、該時系列の角度データから角度最大値を求め、該求めた加速度最大値と角度最大値、及び前記質量と慣性モーメントとから、前記正弦波加振の周波数をｆ、重力加速度をｇとして、
（慣性モーメント×角度最大値÷質量）×（（２πｆ）2／加速度最大値×ｇ）
によって、前記重心位置ズレ量を算出することを特徴とする付記１〜３の何れかに記載の重心位置ズレ算出方法。
【０１３０】
（付記５）  前記任意の周波数を、前記防振機構の共振周波数とすることを特徴とする付記３記載の重心位置ズレ算出方法。
（付記６）  ＡＺ軸回転機構とＥＬ軸回転機構から成る二軸ジンバルにおけるＥＬ軸に対するマス・バランス調整の為の重心位置ズレ測定システムであって、
ＡＺ軸が重力方向となるように設置された前記二軸ジンバルの前記ＥＬ軸回転機構に対して略水平方向に任意の周波数の正弦波加振を与える加振装置と、
該二軸ジンバルにおける加振点付近に設けられた加速度センサと、
前記ＥＬ軸回転機構によって支持され回転する回転体に設けられた角速度センサと、
前記加振装置によって前記正弦波加振が行われたときに、前記加速度センサによって検出された加速度データと、前記角速度センサによって検出された角速度データとを入力し、該入力する加速度データ、角速度データと、予め記憶されている前記回転体の質量及び慣性モーメントとに基づいて、前記回転体の前記ＥＬ軸に対する重心位置ズレ量を算出するコンピュータと、
を有することを特徴とする重心位置ズレ測定システム。
【０１３１】
（付記７）  ＡＺ軸回転機構とＥＬ軸回転機構から成る二軸ジンバルにおけるＡＺ軸に対するマス・バランス調整の為の重心位置ズレ測定システムであって、
ＡＺ軸が水平方向となるように設置された前記二軸ジンバルの前記ＡＺ軸回転機構に対して略水平方向に任意の周波数の正弦波加振を与える加振装置と、
該二軸ジンバルにおける加振点付近に設けられた加速度センサと、
前記ＥＬ軸回転機構を支持するフレームに設けられた角速度センサと、
前記加振装置によって前記正弦波加振が行われたときに、前記加速度センサによって検出された加速度データと、前記角速度センサによって検出された角速度データとを入力し、該入力する加速度データ、角速度データと、予め記憶されている前記二軸ジンバルの質量及び慣性モーメントとに基づいて、前記二軸ジンバルの前記ＡＺ軸に対する重心位置ズレ量を算出するコンピュータと、
を有することを特徴とする重心位置ズレ測定システム。
【０１３２】
（付記８）  取り付け基部に対しＡＺ軸とＥＬ軸の二軸で任意方向に回転可能な外側ジンバルと、該外側ジンバルの回転体内に防振機構を介して支持されるペイロード部とを有し、該ペイロード部が撮像装置の視軸を任意の方向に指向させる３軸支持部を備える構成の二重ジンバル機構における、前記３軸支持部に対する前記ペイロード部のマス・バランス調整の為の重心位置ズレ測定システムであって、
任意の周波数の正弦波加振を前記防振機構に対して与える加振装置と、
前記ペイロード部に設けられた角速度センサと、
前記３軸支持部付近に設けられた加速度センサと、
前記加振装置によって前記正弦波加振が行われたときに、前記加速度センサによって検出された加速度データと、前記角速度センサによって検出された角速度データとを入力し、該入力する加速度データ、角速度データと、予め記憶されている前記ペイロード部の質量及び慣性モーメントとに基づいて、前記ペイロード部の前記３軸支持部に対する重心位置ズレ量を算出するコンピュータと、
を有することを特徴とする重心位置ズレ測定システム。
【０１３３】
（付記９）  前記コンピュータは、前記正弦波加振に応じた時系列の前記加速度データ、角速度データを取得し、該時系列の加速度データから加速度最大値を求めると共に、該時系列の角速度データから時系列の角度データを求め、該時系列の角度データから角度最大値を求め、該求めた加速度最大値と角度最大値、及び前記質量と慣性モーメントとから、前記正弦波加振の周波数をｆ、重力加速度をｇとして、
（慣性モーメント×角度最大値÷質量）×（（２πｆ）2／加速度最大値×ｇ）
によって、前記重心位置ズレ量を算出することを特徴とする付記６〜８の何れかに記載の重心位置ズレ算出方法。
（付記１０）  コンピュータに、
ＡＺ軸が略重力方向となるように設置されたＡＺ軸回転機構とＥＬ軸回転機構から成る二軸ジンバルの前記ＥＬ軸回転機構に対して、加振装置によって略水平方向に任意の周波数の正弦波加振が与えられたときに、該二軸ジンバルにおける加振点付近に設けられた加速度センサによって検出された加速度データと、前記ＥＬ軸回転機構によって支持され回転する回転体に設けられた角速度センサによって検出された角速度データとを入力する機能と、
該記入力する加速度データ、角速度データと、予め記憶されている前記回転体の質量及び慣性モーメントとに基づいて、前記回転体の前記ＥＬ軸に対する重心位置ズレ量を算出する機能と、
を実現させる為のプログラム。
【０１３４】
（付記１１）  コンピュータに、
ＡＺ軸が略水平方向となるように設置されたＡＺ軸回転機構とＥＬ軸回転機構から成る二軸ジンバルの前記ＡＺ軸回転機構に対して、加振装置によって略水平方向に任意の周波数の正弦波加振が与えられたときに、該二軸ジンバルにおける加振点付近に設けられた加速度センサによって検出された加速度データと、前記ＥＬ軸回転機構を支持するフレームに設けられた角速度センサによって検出された角速度データとを入力する機能と、
該入力する加速度データ、角速度データと、予め記憶されている前記二軸ジンバルの質量及び慣性モーメントとに基づいて、前記二軸ジンバルの前記ＡＺ軸に対する重心位置ズレ量を算出する機能と、
を実現させる為のプログラム。
【０１３５】
（付記１２）  コンピュータに、
取り付け基部に対しＡＺ軸とＥＬ軸の二軸で任意方向に回転可能な外側ジンバルと、該外側ジンバルの回転体内に防振機構を介して支持されるペイロード部とを有し、該ペイロード部が撮像装置の視軸を任意の方向に指向させる３軸支持部を備える構成の二重ジンバル機構に対して、Ｘ軸／Ｙ軸／Ｚ軸の３軸各々の方向毎に、加振装置によって任意の周波数の正弦波加振が前記防振機構に対して与えられる毎に、前記ペイロード部に設けられた角速度センサによって検出された角速度データと、前記３軸支持部付近に設けられた加速度センサによって検出された加速度データとを入力する機能と、
該入力する加速度データ、角速度データと、予め記憶されている前記ペイロード部の質量及び慣性モーメントとに基づいて、前記ペイロード部の前記３軸支持部に対する重心位置ズレ量を算出する機能と、
を実現させる為のプログラム。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本例の二軸ジンバルの重心ズレ測定手法／重心調整手法を適用できる２軸ジンバルの正面図である
【図２】（ａ）、（ｂ）は、二軸ジンバルの動的マス・バランス測定用の加振器のセッティング例を示す図である。
【図３】ＥＬ軸廻りのマス・バランス測定における加振方法を説明する為の図である。
【図４】二軸ジンバルのEL軸回りの重心位置ズレ測定システムの一例を示す図である。
【図５】ＡＺ軸廻りのマス・バランス測定における加振方法を説明する為の図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、二軸ジンバルのAZ軸回りの重心位置ズレ測定システムの構成例を示す図である。
【図７】インナジンバルに係る重心位置ズレ計測方法／装置を説明する為の図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）はＸＹＺの３軸方向の測定の様子を示す図である。
【図９】ＰＣ（コンピュータ）のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図１０】プログラムを記録した記録媒体、プログラムのダウンロードの一例を示す図である。
【図１１】従来の二軸ジンバルの一例の構成図である。
【符号の説明】
【０１３７】
２  取付基部
１０  アウタジンバル
１１  ＡＺ回転機構
１２  ＥＬ支持枠部材
１２ａ  上部
１２ｂ  支持部
１３  ＥＬ回転機構
２０  ＥＬ組立体
２１  ＥＬ回転軸
２４  ELシェルフロントカバー
２５  ELシェルリアカバー
３１  カメラ
３２  冷却器
３３  検出器
４０  EL組立体
５０ａ  防振モジュール
５０ｂ  防振モジュール
５１  エアダンパ
５２  バネ付きストラット
５３ａ、５３ｂ  内側プレート
５４ａ、５４ｂ  外側プレート
６０  ペイロード部
６１  支柱
６２  球面軸受
６３  ペイロードフレーム
７１  加振器
７２  加振ジグ
７３  土台
８１  AZジンバル機体固定側
８２  ＡＺジンバル回転側
８３  ＥＬジンバル回転部
９１  加速度ピックアップ
９２  DTG-EL
９３  PC（パソコン）
１００  加振ジグ
１０１  組立て台
１１１  DTG-AZ
１１２  加速度ピックアップ
１２１  DTG
１２２  加速度ピックアップ
１２３  加振ジグ
２００  コンピュータ
２０１  ＣＰＵ
２０２  メモリ
２０３  入力装置
２０４  出力装置
２０５  外部記憶装置
２０６  媒体駆動装置
２０７  ネットワーク接続装置
２０８  バス
２１０  ネットワーク
２２０  外部のサーバ
２２１  記憶部
【図９】
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【図１０】
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【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１１】
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