(57)【要約】【課題】  効率的に、かつ、効果的に制振できるようにする。【解決手段】振動発生源を駆動した際に発生する振動が、制振対象物に加わるのを抑制する振動源同期型制振装置であって、振動発生源を駆動した際の駆動信号が入力される信号入力部と、制振対象物が位置する制振点の振動を検出し、これを振動検出信号として出力する振動検出部と、振動検出信号の振幅を検出し、これを振幅信号として出力する振幅検出部と、振幅信号と駆動信号とを比較して、駆動信号を増幅する際のゲインを設定し、当該ゲインで駆動信号を増幅し、これを増幅信号として出力する増幅部と、振動検出信号の位相を検出し、これを位相信号として出力する位相検出部と、増幅信号が位相信号と逆位相になるように増幅信号に対する位相調整を行い、これをカウンタ信号として出力する位相調整部と、カウンタ信号に基づき制振対象物に振動を加える加振部と、を備えることを特徴とする振動源同期型制振装置。【選択図】      図１
2017048839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動発生源を駆動した際に発生する振動が、制振対象物に加わるのを抑制する振動源同期型制振装置であって、
前記振動発生源を駆動した際の駆動信号が入力される信号入力部と、
前記制振対象物が位置する制振点の振動を検出し、これを振動検出信号として出力する振動検出部と、
前記振動検出信号の振幅を検出し、これを振幅信号として出力する振幅検出部と、
前記振幅信号と前記駆動信号とを比較して、前記駆動信号を増幅する際のゲインを設定し、当該ゲインで前記駆動信号を増幅し、これを増幅信号として出力する増幅部と、
前記振動検出信号の位相を検出し、これを位相信号として出力する位相検出部と、
前記増幅信号が前記位相信号と逆位相になるように前記増幅信号に対する位相調整を行い、これをカウンタ信号として出力する位相調整部と、
前記カウンタ信号に基づき前記制振対象物に振動を加える加振部と、
を備えることを特徴とする振動源同期型制振装置。
【請求項２】
請求項１に記載の振動源同期型制振装置であって、
前記加振部は、少なくともＶＣＭ、ピエゾアクチュエータ、振動モータの１つを含むことを特徴とする振動源同期型制振装置。
【請求項３】
振動発生源を駆動した際に発生する振動が、制振対象物に加わるのを抑制する振動源同期型制振方法であって、
前記振動発生源を駆動した際の駆動信号が入力され、
前記制振対象物が位置する制振点の振動を検出し、これを振動検出信号として出力し、
前記振動検出信号の振幅を検出し、これを振幅信号として出力し、
前記振幅信号と前記駆動信号とを比較して、前記駆動信号を増幅する際のゲインを設定し、当該ゲインで前記駆動信号を増幅し、これを増幅信号として出力し、
前記振動検出信号の位相を検出し、これを位相信号として出力し、
前記増幅信号が前記位相信号と逆位相になるように前記増幅信号に対する位相調整を行い、これをカウンタ信号として出力し、
前記カウンタ信号に基づき前記制振対象物に振動を加える、
ことを特徴とする振動源同期型制振方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動発生源が発生させる振動周期で制振処理を行う振動源同期型制振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星等の高精度に指向制御が要求されるシステムにおいては、リアクションホイールや冷凍機等が発生する振動が望遠鏡等の指向方向を乱す原因となることが指摘されている。
【０００３】
かかる問題に対して、震動発生源における振動の発生を抑制するために、質量バランスを設け、また発生した振動の伝播を遮断又は抑制のためのメカニカルダンパを設ける等の対策が行われている。
【０００４】
また、アクティブ制振手法として、振動を検出して、その検出信号に基づき振動と逆位相の振動を発生させて、制振する提案もなされている。
【０００５】
例えば、特開２０００−２７６７５３号公報においては、ハードディスクにおけるディスクの回転によって発生する周期的な振動によるサーボ外れを低減できるようにした記録再生装置が提案されている。
【０００６】
具体的には、この記録再生装置は、ディスクの回転で発生する振動情報を検出し、該振動情報をディスクの１回転ごとにメモリに記憶する。そして、記憶情報に基づいてピックアップ内の対物レンズへのフォーカス方向及びトラッキング方向でのそれぞれの変位の影響を予測する。予測された振動の影響を除去するために、補正信号を生成してサーボ制御信号に加算したアクチュエータ駆動信号を生成して送出する。即ち、振動を検出し（振動情報）、その振動により制振対象物（対物レンズ）が受ける影響（振動）を予測し、粗良く結果に基づきカウンタ振動を発生させることにより、制振している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２７６７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、質量バランスの調整、発生した振動の伝播遮断等の方法では、制振精度を高めることが困難であった。即ち、質量バランスを調整する場合には、トライアンドエラーを繰り返して質量調整するが、非常に工数がかかり、コストとの兼ね合いとなってしまう。また、振動の伝搬を遮断等する方法では、伝搬路をなす構造体に変更が加えられたときには、伝搬遮断効果が低下してしまう。
【０００９】
これに対し、特開２０００−２７６７５３号公報が提案するカウンタ振動により振動をキャンセルする方法では、メカニカルに制振する方法に比べて、容易に制振精度を高めることができる利点がある。
【００１０】
しかし、カウンタ振動を発生させるためには、振動を検出しなければならないが、この検出された信号には複数の周波数の振動が存在する。例えば、振動発生源としてリアクションホイールと冷凍機とがある場合に、望遠鏡の利用に際して問題となる振動は冷凍機空の振動であったとする。このとき、特開２０００−２７６７５３号公報にかかる方法では、リアクションホイールと冷凍機とが発生する両方の振動キャンセルするように働く。このため、振動のキャンセルが効率よく行えない場合があった。
【００１１】
そこで、本発明の主目的は、効率的に、かつ、効果的に制振できるようにした振動源同期型制振装置及び振動源同期型制振方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、振動発生源を駆動した際に発生する振動が、制振対象物に加わるのを抑制する振動源同期型制振装置にかかる発明は、振動発生源を駆動した際の駆動信号が入力される信号入力部と、制振対象物が位置する制振点の振動を検出し、これを振動検出信号として出力する振動検出部と、振動検出信号の振幅を検出し、これを振幅信号として出力する振幅検出部と、振幅信号と駆動信号とを比較して、駆動信号を増幅する際のゲインを設定し、当該ゲインで駆動信号を増幅し、これを増幅信号として出力する増幅部と、振動検出信号の位相を検出し、これを位相信号として出力する位相検出部と、増幅信号が位相信号と逆位相になるように増幅信号に対する位相調整を行い、これをカウンタ信号として出力する位相調整部と、カウンタ信号に基づき制振対象物に振動を加える加振部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、振動発生源を駆動した際に発生する振動が、制振対象物に加わるのを抑制する振動源同期型制振方法にかかる発明は、振動発生源を駆動した際の駆動信号が入力され、制振対象物が位置する制振点の振動を検出し、これを振動検出信号として出力し、振動検出信号の振幅を検出し、これを振幅信号として出力し、振幅信号と駆動信号とを比較して、駆動信号を増幅する際のゲインを設定し、当該ゲインで駆動信号を増幅し、これを増幅信号として出力し、振動検出信号の位相を検出し、これを位相信号として出力し、増幅信号が位相信号と逆位相になるように増幅信号に対する位相調整を行い、これをカウンタ信号として出力し、カウンタ信号に基づき制振対象物に振動を加える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、効率的に、かつ、効果的に制振できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】振動源同期型制振装置のブロック図である。
【図２】振動源同期型制振装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態にかかる振動源同期型制振装置のブロック図である。なお、図１においては、振動発生源としてコンプレッサ６を想定し、制振目的対象物としてカメラ７を例にするが、これらに限定するものではない。例えば、振動発生源としてリアクションホイールや冷凍機等でもよい。
【００１７】
振動源同期型制振装置２は、信号入力部１１、増幅部１２、振幅検出部１３、位相調整部１４、位相検出部１５、振動検出部１６、加振部１７を含んでいる。各要素の詳細を、図２に示すフローチャートに従い説明する。
【００１８】
先ず、コンプレッサ駆動回路５は、駆動信号Ｇ１をコンプレッサ６に出力して、当該コンプレッサ６を駆動する。そのとき、駆動信号Ｇ１は、振動源同期型制振装置２のインタフェース回路をなす信号入力部１１にも入力する。
【００１９】
本発明の特徴として、振動発生源が特定されており（ここでは、コンプレッサ６）、かつ、その周波数が既知としている。振動発生源がリアクションホイールのように、複数のホイールの回転が振動発生源である場合には、各ホイールに対する駆動信号が信号入力部１１に入力することになる。
【００２０】
ステップＳ１，Ｓ２：  信号入力部１１は、駆動信号Ｇ１の検出待ちとなっている。このとき、コンプレッサ駆動回路５がコンプレッサ６に駆動信号Ｇ１を出力すると、当該コンプレッサ６は駆動されて振動が発生することになる。そこで、信号入力部１１は、駆動信号Ｇ１を受信すると、振動が発生したと判断して、その周波数の信号（周波数信号）Ｇ２を出力する。なお、周波数信号Ｇ２に駆動信号Ｇ１の高調波信号を含めることは可能である。
【００２１】
ステップＳ３：  振動検出部１６は、加速度計等の振動検出デバイスであって、制振対象物（ここではカメラ７）が載置されている場所の振動（制振対象物の振動ではない）を検出する。そして、この検出信号Ｇ３は振幅検出部１３、及び、位相検出部１５に入力する。
【００２２】
ステップＳ４：  振幅検出部１３は、検出信号Ｇ３の振幅を抽出し、これを振幅信号Ｇ４として増幅部１２に出力する。
【００２３】
ステップＳ５：  増幅部１２は、現在出力している増幅信号Ｇ６と、振幅信号Ｇ４とを比較する。そして、これらの振幅が一致するようにゲインを設定し、当該ゲインで駆動信号Ｇ１を増幅して、新たな増幅信号Ｇ６として出力する。
【００２４】
ステップＳ６：  一方、検出信号Ｇ３は、位相検出部１５にも入力している。そこで、位相検出部１５は、検出信号Ｇ３の位相を検出し、これを位相信号Ｇ５として位相調整部１４に出力する。
【００２５】
ステップＳ７：  位相調整部１４は、増幅部１２からの増幅信号Ｇ６の位相を位相信号Ｇ５が示す位相と逆位相になるように設定し、これをカウンタ信号Ｇ７として加振部１７に出力する。
【００２６】
ステップＳ８：  加振部１７は、カウンタ信号Ｇ７に基づき図示しないアクチュエータを駆動し、これによりコンプレッサ６から制振対象物であるカメラ７に加わる振動に対するカウンタ振動を発生させる。なお、振動はカメラ７に加えられ、制振点には加えない。カメラが載置されている位置（制振点）にカウンタ信号を加えると、振動検出部１６が振動を検出しない場合が生じ、カウンタ信号の発生が停止してしまう事が生じるためである。しかし、この場合であっても、振動発生源が駆動されている間は振動が発生している。従って、制振制御は停止と動作とを繰り返す事になってします。そこで、振動が停止したと誤認識するのを防止するために、カウンタ振動は制振対象物が設置されている制振点には加えない。
【００２７】
このように、振動発生源が発生する周波数が既知であるので当該周波数のカウンタ信号を生成して、カウンタ振動を発生させる。従って、効率的な制振が可能になる。
【００２８】
具体例としては、カメラがＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、このＣＣＤに外光を集光させるレンズを備えている場合に、振動発生源がレンズの光軸に沿って振動を発生させている場合には、レンズとＣＣＤとの間の距離を保つ。このような場合に、加振源１７としてＶＣＭ（Ｖｏｉｃｅ  Ｃｏｉｌ  Ｍｏｔｏｒ）を用い、カウンタ信号によりレンズの位置を調整する。
【００２９】
なお、加振源１７としてＶＣＭ意外に、例えばピエゾアクチュエータ、振動を発生する振動モータ等が可能である。
【符号の説明】
【００３０】
２    振動源同期型制振装置
５    コンプレッサ駆動回路
６    コンプレッサ
７    カメラ
１１    信号入力部
１２    増幅部
１３    振幅検出部
１４    位相調整部
１５    位相検出部
１６    振動検出部
１７    加振源
【図１】
2017048839.tif 000003
【図２】
2017048839.tif 000004