(57)【要約】【課題】プリズムの枚数が増えても、駆動機構の大きさをできるだけ小さく抑えることのできる構成を提供する。【解決手段】プリズム駆動機構は、モータのステータを組み込んだ固定部と、モータのロータが組みつけられた回転可能な回転部とからなる。プリズム駆動機構を２つ直列に併置するばあい、２つのプリズム駆動機構の間に４点接触型ベアリングを設け、一方のプリズム駆動機構の回転部を、該４点接触型ベアリングの外輪に、他方のプリズム駆動機構の回転部を、該４点接触型ベアリングの内輪に組み付け、２つの回転部が独立に回転できるようにするとともに、ベアリングをモータの両側に設けることにより、回転部にかかるモーメント荷重を支えるようにした。【選択図】図１
2009223133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に対し固定された第１固定部と、１枚以上のプリズムを含む光学系を回転軸の周りに回転可能に支持する第１回転部とを備える第１の駆動手段と、
外部に対し固定された第２固定部と、１枚以上のプリズムを含む光学系を該回転軸の周りに回転可能に支持する第２回転部とを備える第２の駆動手段と、
該第１回転部を内輪に、該第２回転部を外輪に組み付けた、１つのベアリングと、
を備えることを特徴とするプリズム駆動機構。
【請求項２】
前記第１固定部に設けられたステータと、前記第１回転部に設けられたロータからなるモータによって該第１回転部が駆動され、
前記第２固定部に設けられたステータと、前記第２回転部に設けられたロータからなるモータによって該第２回転部が駆動される、
ことを特徴とする請求項１に記載のプリズム駆動機構。
【請求項３】
前記ベアリングは、アンギュラベアリングを2つ組み合わせて予圧をかけ、軸受の内部すきまを小さくすることによって構成されることを特徴とする請求項１に記載のプリズム駆動機構。
【請求項４】
前記ベアリングは、４点接触型ベアリングであることを特徴とする請求項１に記載のプリズム駆動機構。
【請求項５】
前記光学系は、赤外線用光学系であることを特徴とする請求項１に記載のプリズム駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、2つのプリズムを使用した視軸指向機構の駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤外線カメラや可視カメラの撮影方向を変える方法として、カメラ全体の向きを変える方法が行われていたが、これは、カメラの駆動機構が大きくなってしまうので、あまり好ましくない。そこで、カメラの前に赤外線や可視光線の光束の入射方向を偏向する、赤外線用プリズムや可視光線用プリズムを搭載した光学系を設け、この光学系の光束の偏向方向を変えることによって、カメラの撮影方向を変えることが考えられている。このようなプリズム光学系とプリズム光学系の駆動機構とは、カメラの視軸の指向方向を変えるという意味で、視軸指向機構と呼ばれる。
【０００３】
図３〜図５は、従来の技術を説明する図である。
2枚の楔形プリズム（ウェッジプリズム）４を使用した視軸指向機構においては、プリズムを高精度に回転駆動させる必要がある。一般に、高精度回転には、アンギュラベアリングを2つ組み合わせて予圧をかけ、軸受の内部すきまを小さくする方法、または、あらかじめ予圧をかけた状態で製作される4点接触型ベアリング７を使用する（図３）という方法が使用される。
【０００４】
図３において、２つのウェッジプリズム４は、それぞれ、２つのプリズム駆動機構９の内部口に搭載されている。プリズム駆動機構９−１、９−２は、固定部３と回転部２からなっている。固定部３は、たとえば、カメラ等に対し固定された構成であり、回転部２は、ウェッジプリズム４を保持しつつ、固定部３に対して、内部で回転可能となっている。固定部３と回転部２は、４点接触型ベアリング７によって互いに保持されており、ベアリングの回転によって、回転部２は、固定部３に対し回転可能となっている。また、固定部３には、モータのステータ６が、回転部２には、モータのロータ５が設けられ、ステータ６とロータ５でモータを構成し、回転部２が固定部３に対して回転するときの駆動力を与える。プリズム駆動機構９−１と９−２は、回転軸が同じな別構成となっており、互いに、相手に対して独立に回転部を回転可能としている。
【０００５】
図３の構造において、プリズム回転駆動時の応答性を上げたい（高い周波数での往復運動）場合や、大きなプリズムまたは複数のプリズムを組み込んで負荷が増える場合、モータを大きくする必要がある。すると、重心位置がベアリングよりも離れていくため、ベアリングにかかるモーメント荷重が大きくなり、最悪の場合、回転に歳差運動が生じてしまうことになる（図４）。すなわち、図４においては、ウェッジプリズム４が、それぞれのプリズム駆動機構９−１、９−２に複数枚ずつ搭載されており、モータの駆動力を上げるため、ロータ５とステータ６の幅が図３に比べ大きくなっている。このため、４点接触型ベアリング７の固定部３と回転部２の支持位置がプリズム駆動機構９−１、９−２の全体から見て偏った位置になってしまい、図４の矢印によって示されているように、図３の場合よりも、ウェッジプリズム４と回転部２の総合した重心位置が４点接触型ベアリング７から離れた位置となる。これにより、これにより、４点接触型ベアリング７にかかるモーメント荷重が大きくなる。
【０００６】
これを防ぐためには、モータの反対側にもベアリングを設けることが必要となるが、ベアリングの分だけ全長が伸び（2個分伸びる）、伸びた分だけ、光束のケラレを防ぐためにプリズム径または回転部内径を大きくする（径方向の寸法が増える）必要が生じてくる（図５）。図５においては、４点接触型ベアリング７にかかるモーメント荷重による影響
を緩和しようとするために、プリズム駆動機構９−１、９−２のそれぞれに、４点接触型ベアリング１０を設けている。これにより、モータ（ロータ５、ステータ６）は、両側から支持されることになるので、ベアリングにかかるモーメント荷重の悪影響を防ぐことができる。しかし、図５から明らかなように、プリズム駆動機構９−１と９−２の合わせた全長がベアリング２個分伸びることになる。したがって、図５のように、ウェッジプリズム４で屈折される光束は、プリズム駆動機構９−２の入り口付近でケラレることになる。ケラレると、入射する光（赤外線等）の量が減るので、光学系としては好ましくない状態となる。したがって、これを防ぐために、プリズム径または回転部２内径を大きくする必要があるが、これにより、プリズム駆動機構９−１と９−２を合わせた大きさが、さらに大きくなってしまうという問題が生じる。
【０００７】
特許文献１には、赤外線誘導装置であって、赤外線検知器の前に、ウェッジプリズムからなる構成を設け、これを駆動することにより、さまざまな方向の目標物を検地するようにした技術が開示されている。２眼視のカメラシステムにおいて、小型の装置で確実に眼球運動を模擬できる技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３２９７４４号公報
【特許文献２】特開平６−７５１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本プリズム駆動機構の課題は、プリズムの枚数が増えても、駆動機構の大きさをできるだけ小さく抑えることのできる構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本プリズム駆動機構は、外部に対し固定された第１固定部と、１枚以上のプリズムを含む光学系を回転軸の周りに回転可能に支持する第１回転部とを備える第１の駆動手段と、外部に対し固定された第２固定部と、１枚以上のプリズムを含む光学系を該回転軸の周りに回転可能に支持する第２回転部とを備える第２の駆動手段と、該第１回転部を内輪に、該第２回転部を外輪に組み付けた、１つのベアリングと、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本プリズム駆動機構によれば、プリズムの枚数が増えても、駆動機構の大きさをできるだけ小さく抑えることのできる構成を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本実施形態の断面図であり、図２は、本実施形態の分解図である。
本実施形態では、中央の1個のベアリングで両側の回転部を支持する。
片方の回転部に中央のベアリングの外輪を、もう片方の回転部に中央のベアリングの内輪を組み付けることで、両側の回転部を一体化しつつ、歳差運動を防いで高精度な回転が可能になり、また、ベアリング1個分＋αの全長の伸びにとどめることができ、その分ウェッジプリズム内を透過する光束のケラレがなくなるので、径方向の寸法の増加も抑えることができる。
【００１２】
このような、本実施形態により、プリズム駆動機構の寸法増加を抑えて回転軸を高精度に回転させることができるプリズム駆動機構を提供することが可能となる。
図１において、プリズム駆動機構は、2つのプリズム駆動機構９−１と９−２から構成されている。
【００１３】
図３〜図５の従来技術では、2つのプリズム駆動機構９−１と９−２はそれぞれ独立した構造になっているが、本実施形態では、プリズム機構9−２の片方の回転部2−２に4点
接触型ベアリング7の外輪を、もう片方のプリズム機構9−１の回転部2−１に4点接触型ベアリング7の内輪を組み付けることで、両側の回転部を一体化して歳差運動を防ぎつつ高精度な回転が可能になる。また、全長の伸びはベアリング1個分＋αにとどめることができ、その分ウェッジプリズム4内を透過する光束8のケラレがなくなるので径方向の寸法の増加も抑えることができる。
【００１４】
図１において、それぞれのプリズム駆動機構９−１、９−２は、複数枚のウェッジプリズム４を回転部２−１、２−２内に搭載しており、プリズム駆動機構９−１、９−２の幅が大きくなっている。したがって、４点接触型ベアリング７にかかるモーメント荷重の悪影響を緩和するには、モータ（ロータ５、ステータ６）の反対側にもベアリングを設ける必要がある。図１では、この反対側のベアリングを１個の４点接触型ベアリング７ａでまかない、プリズム駆動機構９−１、９−２の回転部２−１、２−２を１個の４点接触型ベアリング７ａに固定するようにしている。その際、プリズム駆動機構９−１の回転部２−１とプリズム駆動機構９−２の回転部２−２は互いに回転軸１の周りを独立して回転できなければならないので、回転部２−２を４点接触型ベアリング７ａの外輪に取り付け、回転部２−１を４点接触型ベアリング７ａの内輪に取り付けるようにしている。このような構成によれば、プリズム駆動機構９−１、９−２の全体の長さは、ベアリング１個分と、ベアリングに回転部２−１と２−２を取り付けるための構成が取る長さ（α）だけ長くなるだけであるので、図３の従来技術に比べ小さくでき、したがって、光束のケラレも起こりづらくなる。
【００１５】
図２の分解図からわかるように、プリズム駆動機構９−２には、回転部２−２に取り付けられた取り付け部１５−２が設けられ、プリズム駆動機構９−１には、回転部２−１に取り付けられた取り付け部１５−１が設けられる。そして、取り付け部１５−２の内面Ａ’と４点接触型ベアリング７ａの外輪Ａが組みつけられ、取り付け部１５−１の外面Ｂ’と４点接触型ベアリング７ａの内輪Ｂが組みつけられる。そして、モータ（ロータ５とステータ６）が回転部２−１、２−２を駆動することにより、回転部２−１、２−２は回転するが、回転部２−１と２−２は、４点接触型ベアリング７ａで支持されているので、互いに独立に回転が可能となっている。
【００１６】
なお、上記実施形態では、ベアリングとして、４点接触型ベアリングを用いるとして説明したが、アンギュラベアリングを2つ組み合わせて予圧をかけ、軸受の内部すきまを小さくした構成のベアリングでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態を示す分解図である。
【図３】従来のプリズム駆動機構の図である。
【図４】複数のウェッジプリズムを組み込んだ、従来のプリズム駆動機構の図である。
【図５】モータの両側にベアリングを組み込んだ、従来のプリズム駆動機構の図である。
【符号の説明】
【００１８】
１      回転軸
２、２−１、２−２      回転部
３      固定部
４      ウェッジプリズム
５      モータ（ロータ）
６      モータ（ステータ）
７、７ａ、１０      4点接触型ベアリング
８      光束
９−１、９−２      プリズム駆動機構
１５−１、１５−２      取り付け部
【図１】
2009223133.tif 000003
【図２】
2009223133.tif 000004
【図３】
2009223133.tif 000005
【図４】
2009223133.tif 000006
【図５】
2009223133.tif 000007