JP2002528762A

JP2002528762A - 知的モータ制御装置を有する望遠鏡装置

Info

Publication number: JP2002528762A
Application number: JP2000578689A
Authority: JP
Inventors: ダブリュ．ボーン，ケネス; ジー．ティンジー，ブライアン; エイチ．デュワン，スタンリー
Original assignee: ミードインストゥルメンツコーポレイション
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2002-09-03
Also published as: US6563636B1; CN1354841A; WO2000025167A1; WO2000025167A9; EP1125155A1; CA2356340A1; AU1906000A

Abstract

(57)【要約】望遠鏡装置（１０）が、空の対象の配置を容易にするため及び望遠鏡が動いて空の対象の追跡を容易にする時の速度を精密に制御するために、望遠鏡位置を正確に制御するため知的モータ制御装置（５０）を有する。光学エンコーダ（６２）が、望遠鏡位置決めモータ（５２）のサーボ制御を向上するための２基の光検知器を使用しており、キャリブレーション回路が光学エンコーダ（６２）の組み立てにおいてＬＥＤのテストの必要性を排除しており、更にブラッシュレスな設置台が、設置台が高度角おいて回転する際に設置台周りの電気ケーブルの不要な巻き付きによる問題を緩和する方法で、それのフォーク（１９）に設置された高度角駆動モータ（８５）に電気的に連絡する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】・発明の分野本発明は一般的に、空の対象を観察／写真撮影するために通常使用される望遠
鏡等の、望遠鏡に関する。本発明はより特別には、望遠鏡位置を正確に制御する
ため及び望遠鏡が動いて空の対象の追跡を容易にする時の速度を精密に制御する
ための知的モータ制御装置を有する望遠鏡装置に関する。本発明は直交（ｑｕａ
ｄｒａｔｕｒｅ）で稼働して望遠鏡位置決めモータのためのサーボ制御を向上す
る２基の光検知器を使用する光学エンコーダと、明るさ特性の変化及び／又は光
検知器の感度の変化を有するＬＥＤによるエンコーダの信頼可能な運転を確保す
るためのキャリブレーション回路と、それのフォークに設置された高度角（ａｌ
ｔｉｔｕｄｅ）駆動モータに電気的に連絡する時に、設置台が回転する際に設置
台周りの動力／制御ケーブルの不要な巻き付き（ｗｒａｐｐｉｎｇ）による問題
を緩和する回転可能な設置台と、を更に具備する。

【０００２】・発明の背景惑星、月、星、銀河、小惑星、彗星、星雲等の、空の目標の観察／写真撮影の
ための望遠鏡は良く知られている。その様な望遠鏡には、小型の持ち運び容易な
ものから天文台に永久的に設置された大型の固定式のものまでの寸法範囲がある
。より小型の望遠鏡は、学生、趣味人及びアマチュアの天文学者により通常使用
されており、より大きな望遠鏡は一般的に、研究者及び職業天文学者によっての
み使用される。

【０００３】一般的なタイプの望遠鏡としては、屈折望遠鏡、反射式望遠鏡、Ｓｃｈｍｉｄ
ｔ−Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ望遠鏡、Ｍａｋｓｕｔｏｖ−Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ望
遠鏡を含む。屈折望遠鏡は、接眼レンズに集光の焦点を合わせる集光物体レンズ
を有する。接眼レンズは、物体レンズとの協働して、必要な倍率を提供する。

【０００４】反射式望遠鏡は、集光のために第１の鏡と、望遠鏡管の開口を介して接眼レン
ズへの集光を反射する第２の鏡とを使用する。接眼レンズは前記管上で一般的に
その管の前部付近に設置されており、管に垂直に配置される。接眼レンズは、必
要な倍率を提供するために第１の鏡と協働する。

【０００５】Ｓｃｈｍｉｄｔ−Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ望遠鏡は、Ｓｃｈｍｉｄｔ−Ｃａｓｓ
ｅｇｒａｉｎ望遠鏡の第２の鏡が管内の開口を介する代わりに第１の鏡の開口を
介して集光を反射する以外は、反射式望遠鏡と同様である。この状態において接
眼レンズは、第１の鏡の後に直接的に設置可能であり、それはある種のタイプの
観測及び撮影に好適である。加えて、補正板（ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｐｌａｔ
ｅ）として知られる薄い二側面非球面（ａｓｐｈｅｒｉｃ）レンズを介して、光
はＳｃｈｍｉｄｔ−Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ望遠鏡に入る。更に第２の鏡は凸であ
り、第１の鏡の有効な焦点距離を増大する。

【０００６】Ｍａｋｓｕｔｏｖ−Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ望遠鏡は、Ｍａｋｓｕｔｏｖ−Ｃａ
ｓｓｅｇｒａｉｎ望遠鏡において光が、凹凸レンズを介して望遠鏡に入り、特大
の第１の鏡が背景がぼけない視界を形成するように使用される以外は、Ｓｃｈｍ
ｉｄｔ−Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ望遠鏡と同様である。

【０００７】任意のタイプの望遠鏡で空の対象を見る場合に、空の対象に望むように整列す
るように望遠鏡を保持するように、望遠鏡を連続的に動かす必要がある。これに
は宇宙に対して地球の回転を相殺する（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅ）事が必要である
。従って望遠鏡のその様な連続的な再整列は、地球がその軸の周りを回転する際
に、望遠鏡の視野の範囲内に必要な空の対象を保持する。

【０００８】反射式、屈折式、Ｓｃｈｍｉｄｔ−Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ、Ｍａｋｓｕｔｏｖ
−Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ又は任意の別の望むタイプの、より小型の可搬式望遠鏡
は一般的に、例えば地面、道路又は駐車場等の舗装面あるいは任意の別の望む面
等の平らでない屋外の面での望遠鏡の可搬性及び使用を容易にするために、三脚
に設置される。

【０００９】２つの異なるタイプの設置台、高度角方位角式及び赤道儀式（ｅｑｕａｔｏｒ
ｉａｌ）が、三脚に望遠鏡を取り外し可能に取り付けるために通常使用される。
高度角方位角（ａｌｔ−ａｚｉｍｕｔｈ）設置台は望遠鏡用の比較的堅固で安定
した設置台であるが、望遠鏡を手動で目標決めしている時は、望む空の対象との
整列を保持することはより困難である。高度角方位角設置台は、回転の垂直軸を
２つしか持っていないので、高度角方位角望遠鏡を赤道儀望遠鏡に比べて本来的
により堅固で安定させている。回転の高度角軸により望遠鏡は水平軸の周りで設
置台に対して旋回可能であり、回転の方位角軸により望遠鏡は垂直軸の周りで旋
回可能である。高度角方位角設置台を有する望遠鏡の望む空の対象に対する整列
を維持するために、空の対象の位置は一般的に、地球が自転する際に、高度角及
び方位角を共に変化するので、高度角及び方位角軸の両軸の周りで望遠鏡を動か
すことが一般的に必要である。

【００１０】赤道儀設置台は、望む空の対象と望遠鏡の整列を保持するために単一の軸の周
りだけを動かさなければならないので、その様な整列のより容易な保持を促進す
る。赤道儀設置台において、２つの垂直な軸は、２つの軸の一方が地球の回転軸
に平行になるように容易に整列可能であるように、形成される。一旦地球の回転
軸とのその様な整列が完成すると、望遠鏡を望む空の対象との整列を維持するた
めには、その後は望遠鏡をもう一方の軸の周りに動かすことがわずかに必要であ
るだけである。従って赤道儀設置台に関しては、その様な整列を維持するために
は、望遠鏡の単一の軸を動かすことだけが必要になる。

【００１１】しかし赤道儀設置台では、１つの軸が地球の回転軸に平行になるように整列を
促進するために、整列の２つの別の垂直な軸を具備する必要がある（高度角方位
角設置台の場合と同様に）。従って赤道儀設置台は実際には、高度角方位角設置
台に加えて２つの追加の軸を具備しており、従って全部で４つの異なる整列軸を
有する。赤道儀設置台は４つの異なる整列軸を具備するので、更に各軸は本来は
設置台の安定性を低下するので、高度角方位角設置台（２つの整列軸しか持って
いない）と比較可能な安定性のある赤道儀設置台を製作することは困難である。

【００１２】しかしその様な現代の望遠鏡は、意図した目的に関して一般的に有用であるこ
とが分かっているが、それらはそれらの全体の効率を低下させる不備を持ってい
る。例えば動力化された望遠鏡は、より高い倍率で使用される場合に、よりぼん
やりした空の対象を信頼可能に設置する（コンピュータ制御により）ことが必要
な精密さを欠くことが良くある。従って望む空の対象を望遠鏡の視野の中央に設
置し、位置決めするためには、退屈な手動調整を頻繁にすることが必要である。

【００１３】空の興味の対象を、望遠鏡の視野の過度な手動調整の必要なしで、全体的に設
置するための十分な精度を有する動力化された望遠鏡装置を提供することが要望
される。

【００１４】更に、多くの動力化された望遠鏡は、地球の回転に従いそれが空を横切って動
く際に、空の対象を正確に追跡する（やはりコンピュータ制御により）ことが出
来ない。動力化された望遠鏡が特定の追跡能力を頻繁に使用する場合に、空の写
真撮影を容易にするほど十分に正確でないことがよくある。望遠鏡の位置が望む
空の対象と実質的に整列しないように決定される場合に、その様な追跡が、望遠
鏡駆動モータを単に段階的に動かすことにより実施されることが良くある。これ
は望遠鏡の急で散発的な動きを生じるので、高度な品質の写真撮影には不安定過
ぎる。

【００１５】従来技術では追跡時に連続的に動く望遠鏡駆動モータを使用することによるこ
の問題の克服が試みられてきたが、その様な望遠鏡装置はまだ全体的に不満足な
結果を提供する傾向がある。その様なモータの速度は、必要な追跡を維持するよ
うに、頻繁に変化されなければならない。モータ速度のその様な変動は、追跡さ
れる空の対象が一定速度で動くので、本来的に整列エラーを生じる。更に、安定
した速度を保持したとしても、保持される速度が撮影される空の対象の位置を視
野内の大体同じ位置内に保持するように、必要な追跡速度に十分近いものでない
限り、空の写真撮影は容易にはならない。もちろん望遠鏡の視野範囲で撮影され
る空の対象の望まれる配置の保持能力は、高倍率及び／又は長露光時間が必要な
場合に、最も重要である。

【００１６】望遠鏡駆動モータが追跡時に実質的に安定で正確な速度で稼働するので、撮影
される空の対象が長い時間で望遠鏡の視野範囲内の望まれる位置を保持する、動
力化した望遠鏡装置を提供することが望まれる。

【００１７】更に動力化した望遠鏡の手動調整は、その駆動モータが初期の位置決め工程に
おいて望む空の対象の位置を通り過ぎた場合に、必要であっても良い。駆動モー
タが、望遠鏡の位置が望む空の対象との整列に近づくにつれて速度を落とさない
限り、慣性は望遠鏡を目標整列位置から少し行き過ぎさせる可能性がある。この
ことはより高倍率でより一層起こりがちである。従って望遠鏡の光学的な性能が
改善し続けるので、望遠鏡を正確に且つ信頼可能に位置決めするモータ駆動装置
の能力はよりクリティカルになる。

【００１８】望遠鏡を動かして望む空の対象に整列させる場合に、通り過ぎを緩和する望遠
鏡駆動装置を提供することが望まれる。更に動力化された望遠鏡に位置のフィードバックを提供する光学的エンコーダ
の製作上で生じる問題には、エンコーダアセンブリのためのＬＥＤの選定が含ま
れる。その様なＬＥＤには、エンコーダアセンブリにおいて適切に機能するため
に、必要な範囲内にある明るさが必要である。もしＬＥＤの明るさが不十分であ
り、その場合エンコーダにより発生するパルスは不十分な幅を有するので、２つ
の光検知器からのパルスは重なる必要がある場合に、それらは重ならない、更に
ＬＥＤの明るさが過度である場合には、パルスの幅は大き過ぎるので、２つの光
検知器からのパルスは、それらが重なってはならない時に重なる。この様にＬＥ
Ｄの不適切な明るさはエンコーダアセンブリの適切な直交の（ｑｕａｄｒａｔｕ
ｒｅ）オペレーションを妨害する。

【００１９】光検知器が、実質的に四角形の、即ちパルスの角部が認識可能なほど丸くなく
、パルスの上下する角部の傾斜が一般的に垂直であるような、波形を有する出力
を提供することが望まれる。これは、光検知器の出力がマイクロコントローラに
直接的に発信可能にするために必要である。もしパルスの波形が実質的に低品質
であると、即ち実質的に丸い角部及び／又は過剰に傾斜した上下角部を有する場
合に、光検知器の出力は、マイクロコントローラへの入力として適切な信号を発
信するように調整されなければならない。一般的にマイクロコントローラは、与
えられた時間内でそれへのパルス入力を数えるように使用されるので、パルスが
発生する速度を決定する。十分良好に形成されないパルスは数えられないで、望
遠鏡駆動モータの位置及び／又は速度は間違って決定される。その様なモータの
位置及び／又は速度の間違った決定は、望遠鏡を正確に位置決めする駆動モータ
装置の能力を低下するように作用する。

【００２０】ＬＥＤ出力が弱すぎる場合には、それから形成される光検知器の出力パルスは
丸くなる傾向がある。パルスのピークの振幅は、エンコーダが光を光検知器に対
するゲートを開けた（ｇａｔｅｄ）後のある程度の時間まで届かない場合がある
。これはパルスを狭すぎるものにし、振幅を減少する可能性がある。パルスの上
昇する角部の形成状態が悪く、パルスはマイクロコントローラにより認識できな
い可能性がある。

【００２１】ＬＥＤ出力が強すぎる場合には、出力パルスは広くなり過ぎる傾向があり、隣
接するパルスに重なり始める場合もあり、特にモータがより高速の場合において
、お互いを識別できなくする。これは、ＬＥＤからの光が囲んでいる構造により
反射されて、エンコーダが整列して光に対するゲートを開ける（ｇａｔｅｄ）前
に光が光検知器に到達し始め更にエンコーダが光に対してゲートを開けることを
終えた後でも光検知器に到達し続けるので、生じる。この例においてマイクロコ
ントローラは個別のパルスを認識しないので、やはり不正確な計数を提供する。

【００２２】この問題を緩和する試みにおいて、現状の実践では、ＬＥＤはエンコーダアセ
ンブリに組み込まれる前にテストされて、望まれる範囲内の明るさを有するＬＥ
Ｄだけが使用されることが必要である。しかしその様なテストは時間を要し、高
価なプロセスを要するものである。

【００２３】更に光検知器の感度は実質的に変化可能である。実際に適合するＬＥＤ／光検
知器の対は、光検知器の変化（ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ）及び感度と同様に、ＬＥ
Ｄの変化及び明るさを測るように、一般的に販売される。

【００２４】エンコーダアセンブリの精度及び信頼性を低下しないで、エンコーダアセンブ
リにおいて広い範囲の強さを有するＬＥＤの使用及び広い範囲の感度を有する光
検知器を提供することが望まれる。

【００２５】動力化された望遠鏡の使用において時々発生する問題は、空の対象が長時間観
測又は撮影のために追跡される場合に、望遠鏡が方位角で動く際に望遠鏡周囲の
制御及び／又は動力ケーブルの望まれない捻れ又はまき付きである。動力化され
た望遠鏡の高度角モータは、一般的にはフォークである、望遠鏡設置台の回転部
に設置される。従って、望遠鏡が方位角において回転する際に、電力及び／又は
電気制御信号を高度角モータに送る電気ケーブルは設置台の周りを囲む傾向があ
る。

【００２６】もし電気ケーブルが設置台の周りできつく巻き付いてしまった場合には、それ
らには損傷が発生する場合がある。ケーブル及び／又はそれれらのコネクタは、
設置台が動き続けて電気ケーブルを更にきつく引くと、破損する可能性がある。
その様な電気ケーブルの巻き付きは、きつく引かれると、望遠鏡を倒す可能性さ
えある。望遠鏡の転倒は、望遠鏡に対して実質的な且つ費用を要する損傷を発生
する可能性が高い。望遠鏡又は付近の人を傷つける可能性すらある。

【００２７】設置台の周りの電気ケーブルのその様なまき付きに関係する問題を緩和する試
みにおいて、スリップリングが望遠鏡設置台の静止部分からそれの回転部分への
動力及び／又は制御信号を送るために使用されてきた。しかしその様なスリップ
リングは、摩耗及び汚染により引き起こされる問題を生じ易い。摩耗及び汚染は
共に、スリップリングの電気的接触に欠陥を生じ、それらの保守を困難にし信頼
性を無くする。望遠鏡が方位角において回転する際に望遠鏡設置台の周りに巻き付く電気ケー
ブルに関係する問題を緩和するための機構を提供することが望まれる。

【００２８】・発明の概要本発明は従来技術に関連する上記の不備を取り扱い更に軽減する。より特別に
は本発明は、空の対象を観測／撮影するために一般的に使用されるタイプの望遠
鏡装置を具備する。本発明は本明細書により、空の対象の観測／撮影に使用され
るとして説明されるにもかかわらず、当業者には、その様な望遠鏡はまた地球上
の対象を観測／撮影するために通常に使用されることが認識できる。例えば望遠
鏡は、遠くから写真撮影することを容易にするために、自然撮影で頻繁に使用さ
れるので、野生動物が妨げられることがない。従って本明細書の空の観測／撮影
の説明は、例としてのみのものであって、制限を設けるものではない。

【００２９】より特別には本発明は、望遠鏡と、望遠鏡を支持する三脚と、三脚に望遠鏡を
取り付けて２つの一般的に垂直な軸の周りでの望遠鏡の回転を容易にする設置台
と、２つの一般的に垂直な軸の少なくとも一つの周りでの望遠鏡の必要な回転を
実施するために少なくとも一つの制御装置／モータ駆動アセンブリとを具備する
、望遠鏡装置を具備する。本発明は２つの制御装置／モータ駆動アセンブリを具
備することが好ましく、２つの制御装置／モータ駆動アセンブリの内の１つは、
２つの一般的に垂直な軸の各１つの周りで必要な回転を実施する。

【００３０】各制御装置／モータ駆動アセンブリは、２つの一般的に垂直な軸の１つの周り
で望遠鏡を動かすように接続する電動モータと、モータを駆動するために接続す
る制御回路と、モータから制御回路へのフィードバックを提供して望遠鏡の向上
した位置制御を容易にするように接続するエンコーダとを具備する。制御回路は
、エンコーダと協働して、必要に応じて、モータにより望遠鏡の位置決めをする
ように形成される。

【００３１】モータはＤＣモータを具備することが好ましい。当業者は認識しているように
、ＤＣモータは安価であり、ＤＣモータの速度及び方向は、それに適用される電
圧及び／又はパルス幅を変えること（パルス幅変調制御等において）により簡単
に制御可能である。

【００３２】制御回路は、好適にはＰＩＣ１６Ｃ５４又は同様なマイクロコントローラ等の
、マイクロコントローラを具備することが好ましい。当業者には、汎用のマイク
ロプロセッサがその代わりに使用されても良いことが認識される。更に専用の（
ｄｅｄｉｃａｔｅｄ）回路、好適には超集積回路（ＶＬＳＩ）が使用されても良
い。

【００３３】エンコーダは、交互に光を遮断及び通過する幅付き（ｓｐｏｋｅｄ）又は歯付
き車輪を有するタイプの光学エンコーダを具備することが好ましい。これとは別
に種々の別のタイプのエンコーダ、例えば磁性、電気等が、同様に使用されても
良い。

【００３４】本発明の好適な実施の形態に従い、エンコーダ車輪は、モータ軸に直接取り付
けられる。しかし当業者には理解できるように、エンコーダ車輪はこれとは別に
、モータから望遠鏡に回転運動を伝達する減速機列に沿うどこかに設置されても
良い。しかし、解決方法は、減速機列の他の部分に比べて回転がより速いモータ
の近位にエンコーダを設置することにより向上する。

【００３５】本発明の好適な実施の形態に従い、ＬＥＤはエンコーダ車輪に向かって光を照
射しており、２つの光検知器はエンコーダからの光を受けて、以下で詳細に説明
するように、直交（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）でエンコーダのオペレーションを容
易にする。

【００３６】制御回路は、望遠鏡が動く速度を制御して、観測／撮影される空の対象の正確
な追跡を容易にするように形成されることが好ましい。更に制御回路は、望遠鏡
がその所定の位置に近づいた際に、モータが望遠鏡を駆動する速度を減じて、望
遠鏡の行き過ぎを緩和するように形成されることが好ましい。

【００３７】選択可能に制御回路は、望遠鏡が動かされるべき角度を表す信号を受信するよ
うに形成されており、その角度で望遠鏡を動かすように形成される。選択可能に
制御回路は、望遠鏡の現在位置を記憶し、望遠鏡の所定の新規位置を受信し、望
遠鏡の現在位置と望遠鏡の所定の新規位置の間の相違を計算し、更に概略的に計
算された相違により望遠鏡を動かすように更に形成される。

【００３８】本発明の好適な実施の形態に従い、複数のセンサ、好適には２つの光検知器は
、光がエンコーダ車輪を通過した後で、例えばＬＥＤ等の光源から光を受ける。
エンコーダ車輪は、交互に、光源から光センサへの光の伝達、及び光の光源から
光センサへの伝達阻止を可能にする。エンコーダ車輪の動きはモータの速度に比
例するので、光センサの出力はモータの速度を表す。光センサは、電動モータの
速度を示して電動モータのサーボ制御を容易にする制御回路に信号を送信するよ
うに接続する。

【００３９】２つの光センサは、直交（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）で稼働してエンコーダ車輪
の回転位置の改善された解決を提供するように形成されることが好ましい。２つ
の光センサは、エンコーダ車輪の半径方向に伸張する歯又はスプロケットの概略
１／２の距離でお互いから離れて配置されるので、それらは、１つだけの光セン
サが使用された場合には検知できないエンコーダ車輪の中間位置を検知可能であ
る。より特別には直交（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）で稼働するように形成された２
つの光センサの使用により、エンコーダ車輪の以下の４つの位置の検知を容易に
する。両センサが遮られている場合、第１のセンサは遮られず第２のセンサが遮
られている場合、第１のセンサが遮られていて第２のセンサが遮られていない場
合、両センサが遮られている場合である。１つだけの光センサの使用は、エンコ
ーダ車輪の２つの位置だけの検知、即ち遮断か又は非遮断を促進するので、直交
の（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）オペレーションはエンコーダ車輪の解決方法を２重
にしており（ｄｏｕｂｌｅ）、従って望遠鏡の改善された位置制御を提供する。
より特別には直交（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）の使用は、モータの回転方向の決定
を容易にする。

【００４０】本発明の好適な実施の形態に従い、キャリブレーション回路は、制御回路及び
光源に接続して、光源の明るさを所定のレベルに設定する。光センサは、光源の
明るさを示す信号を制御回路に送信するように接続しており、制御回路は信号に
より光源の明るさを決定するように形成される。制御回路は、光源の明るさを変
化して、所定の範囲内に光源の明るさを保持するように形成される。

【００４１】光源の明るさを変化して、所定の範囲内に明るさを保持することにより、テス
トされないＬＥＤと光検知器を具備するエンコーダアセンブリの製造を可能にす
る。従ってＬＥＤの明るさ及び光検知器の感度は、エンコーダアセンブリの製造
前に確認される必要はない。ＬＥＤ及び光検知器のその様なテスト又は事前選択
の必要の排除は、エンコーダアセンブリの製造費用を実質的に低減する。

【００４２】更にＬＥＤの明るさを変える能力は、ＬＥＤの経年変化及び／又は汚れによる
、ＬＥＤの寿命に渡っての明るさの変化による問題を緩和する。当業者には認識
されるように、ＬＥＤはその寿命において明るさが変化する傾向がある。またＬ
ＥＤの汚染又は汚れは、その明るさを実質的に減少させるので、エンコーダアセ
ンブリの不要で無駄な時間を要する保守が必要になる場合がある。

【００４３】キャリブレーション回路は、ＬＥＤに直列に選択的に設置されてそれの所定の
明るさを提供する方法でＬＥＤを通過する電流を制限するように形成される複数
のレジスタを具備することが好ましい。制御回路はＬＥＤの明るさを検知して必
要な明るさを提供するために必要なレジスタを選択する。レジスタはお互いに並
列でＬＥＤには直列になるように設置するために切り替え可能であることが好ま
しい。

【００４４】本発明の好適な実施の形態に従い、動力化された設置台は、望遠鏡を三脚に取
り付けて、必要に応じて望遠鏡の位置決めを容易にする。動力化された設置台は
、三脚に固定するように取り付けられたベースを具備する。フォークは、フォー
クピボットを経由してベースに旋回するように取り付けられて、方位角における
望遠鏡の動きを容易にする。望遠鏡はフォークに旋回するように取り付けられて
、高度角における望遠鏡の動きを容易にする。方位角モータはべースに取り付け
られて、フォークを回転するように接続する。高度角モータはフォークに取り付
けられて、望遠鏡を回転するように接続する。電気ケーブルは、好適には制御装
置／モータインターフェース又は手で保持されるモータ制御のいずれかから高度
角モータへの電気的な連絡を形成するために、好適にはフォークを介して、ベー
スから高度角モータへ伸張する。

【００４５】設置台及び／又は三脚の周りの電気ケーブルの巻き付きに関係する問題を緩和
するために、止めが方位角軸周りの望遠鏡の回転を制限するために具備される。
より特別には、ベースの止めはベース上に形成されており、フォーク止めはフォ
ーク上に形成されており、中間止めはベース及びフォークに対して独立に回転す
るように形成される。フォーク止めは、中間止めに隣接しており（ａｂｕｔ）、
中間止めは、フォークがベースに対して２回転より少なく回転するときに、ベー
ス止めに隣接する。フォークがベースに対して２回転より少ない回転で制限され
ることにより、フォークピボット、設置台及び／又は三脚の周りのケーブルの巻
き付きが制限される。

【００４６】フォーク止めは、フォーク上に形成されていてそれから下方に伸張するポスト
（柱）を具備することが好ましい。同様にベース止めは、ベースに対して形成さ
れていてそれから上方に伸張するポストを具備することが好ましい。フォーク止
め及びベース止めは、フォークがベースに関して回転する際に、それらがお互い
に干渉しないように形成される。

【００４７】中間止めはフォークピボットの周りで回転するように形成されることが好まし
い。中間止めは、フォークピボットから伸張するレバーにより形成されることが
好ましく、それに回転可能に取り付けられる。

【００４８】従って本発明は、望遠鏡の位置を正確に制御するため、及び望遠鏡がそれと共
に空の目標の追跡を容易にするように動く時の速度を精密に制御するための知的
モータ制御装置を有する望遠鏡装置を具備する。本発明は更に、２つのＬＥＤを
使用してそれの望遠鏡位置決めモータの改善されたサーボ制御を提供する光学的
エンコーダと、変化する明るさ特性を有するＬＥＤと共にエンコーダの信頼可能
なオペレーションの確保のためのキャリブレーション回路と、それのフォークに
設置される高度角駆動モータとの電気的な連絡を形成するためのブラッシュレス
設置台とを具備する。本発明のこれら及び別の特徴、形態及び利点は、以下の詳細な説明、記載の請
求項及び添付図面を検討した場合に、より十分に理解されると考えられる。

【００４９】・好適な実施の形態の詳細な説明添付図に関連して以下に記載する詳細な説明は、本発明の現状の好適な実施の
形態の説明として意図するものであって、本発明が製作されるか又は使用されて
も良い形態だけを表す意図ではない。説明には本発明の構造及び機能と同様に図
解される実施の形態に関連する本発明を運転するための手順の工程も記載する。
しかし同様な又は同等な機能が、本発明の精神及び範囲内に含まれることもまた
意図される異なる実施の形態により実施されても良いことが理解されるべきであ
る。

【００５０】本発明の知的（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ）モータ制御装置を有する望遠鏡装置
は図１から１２に示されており、それは現状の好適な実施の形態を表す。図１を参照すると本発明の望遠鏡装置１０は、三脚１４により支持されていて
ベース７８により形成される設置台に取り付けられる望遠鏡１２と、ベース板８
４と、アーム８７と８９とを具備する。アーム８７と８９は、ベース板８４に固
定するように取り付けられており、それから伸張する。ベース板８４及びアーム
８７と８９は、ベース７８に回転可能に取り付けられるフォーク１９を形成する
。ベース７８とフォーク１９は、２つの垂直な軸、即ち望遠鏡１２をフォーク１
９に対して回転可能にする第１のピボットにより形成される高度角軸及びフォー
ク１９をベース７８に対して回転可能にする第２のピボットにより形成される方
位角軸、の周りで望遠鏡１２の回転を容易にする。

【００５１】本発明は、三脚が取り外し可能であり、望遠鏡が、机の頂部等の平らな面に設
置可能であって、それが設置台によって支持されるように形成されることが好ま
しい。望遠鏡が平らで水平な面上で使用される場合には、設置台の垂直軸は方位
角軸を形成し、設置台の水平軸は高度角軸を形成する。

【００５２】三脚１４の脚は、これらの軸の方向を調整可能であり、それらは厳密には高度
角又は方位角のいずれかにおいても実際には動きに影響しないので、「高度角」
及び「方位角」の用語は本明細書では広範に定義されることが認識される。実際
には、設置台が赤道儀設置台の様に機能するように、三脚の脚を調整可能である
。しかし本明細書で使用されるように、これらの用語は、当業者によりそれらに
一般的に与えられた定義とは矛盾せず、更に本発明の構造的な形態に明らかに一
致している。その上三脚１４の脚が、ベース１６が水平であるように取り外され
る場合に、用語「高度角」及び「方位角」はそれらのより一般的な定義で想定さ
れる。

【００５３】図２を参照すると、図１の望遠鏡のための方位角モータ／減速機／ウォームギ
アアセンブリ５０が示される。モータ５２は概略０から概略１５，０００ＲＰＭ
までの回転数で作動して方位角軸の周りで望遠鏡１２を回転するための十分なト
ルクを提供することが好ましい。モータ５２はＤＣモータを具備しており、その
速度はそれに適用される一連のパルスの電圧及び／又はパルス幅を単に変えるこ
とにより変えられることが好ましい。減速機アセンブリ５４は、概略２０５．３
対１のギア比を具備することにより回転速度を減少し、トルクを増加する。モー
タ５２と減速機アセンブリ５４はプラットフォーム５６に設置される。モータ５
２は、衝撃／振動遮断設置台を経由してプラットフォーム５６に設置されて、そ
の様な振動が望遠鏡１２の視野の不要な動きを引き起こすモータ５２から望遠鏡
１２への不必要な振動の伝達を緩和することが好ましい。プラットフォーム５６
に対して、詳細に下記するごとく、同様に衝撃／振動が遮断される。

【００５４】第１のギア５８は、モータ５２の軸６２に取り付けられる。エンコーダ車輪６
０はまた、モータ５２の軸６２に取り付けられており、第１のギア５８に設けら
れることが好ましい。第１のギア５８は中間ギア６４を駆動しており、中間ギア
６４は出力ギア６６を駆動して所定のギア比を形成する。出力ギア６６はウォー
ムギアアセンブリ７０へのそれの取り付けを容易にするために、それに設けられ
る出力カップリング６８を有する。ウォームギアアセンブリ７０の軸７２は、出
力カップラー６８内に収容されており、それに係合することが好ましく、出力ギ
ア６６の回転運動は軸７２に伝達されることが好ましい。ウォーム７４が形成さ
れるウォームギアアセンブリ７０の軸７２は、以下に詳細に記載するごとく、ウ
ォーム設置台７６からの衝撃／振動が遮断される。

【００５５】図３を参照すると、方位角モータ／減速機／ウォームギアアセンブリ５０が望
遠鏡設置台ベース７８に、好適にはボルト又はスクリュー等のねじ切られた固定
具を経由して、取り付けられる。モータ／減速機／ウォームギアアセンブリ５０
のプラットフォーム５６は、ゴムのＯリング等の衝撃／振動遮断装置を経由して
ベース７８に設置されており、前記衝撃／振動遮断装置は、プラットフォーム１
１４のアーム８７への取り付けに関して図５に示すものと同様な方法で、プラッ
トフォーム５６をベースに取り付けるねじ切られた固定具の周りに位置すること
が好ましい。ベース７８は三脚ヘッドに固定するように取り付けられる。図３に
示すベース７８は上下ひっくり返されており、そこに設置されたモータ／減速機
／ウォームギアアセンブリ５０を明示している。ウォーム７４は、クラッチを経
由して方位角ピボット軸８２に取り付けられるウォームギア８０を駆動する。ウ
ォーム７４のウォームギア８０への接続は、約６０対１のギア比を具備すること
が好ましい。軸８２は、ベース７８に回転可能に取り付けられており、回転する
ベース板８４（図４）に固定するように取り付けられており、前記ベース板８４
には望遠鏡設置台フォークが、方位角において望遠鏡１２の回転を容易にするよ
うに取り付けられる。モータ制御回路は、以下に記載のごとくプリント回路基板
５１に形成される。

【００５６】図４を参照すると図３のベース７８が右側が上で（図３に対して逆）示される
。回転するベース板８４上にはフォーク１９及び望遠鏡１２が設置されており、
ベース板８４は、方位角ピボット軸８２を介して、回転するベース板８４の回転
をベース７８に対して２回転より少なく制限する方法で、ベース７８に取り付け
られる。これは同様に、望遠鏡１２の回転を、三脚１４に対して２回転より少な
く制限する。その様な回転の制限により、動力及び／又は制御信号を高度角駆動
モータ８５（図５）に供給する電気ケーブル（図示されない）の不要な巻き付き
を緩和しており、高度角駆動モータ８５は、望遠鏡１２が旋回可能に取り付けら
れるフォークの１つのアーム８７内に設置されている。電気ケーブルはベース７
８（その場合電気ケーブルは回転するベース板８４内の開口を通りベース７８か
らアーム８７まで通過する）内に設置されるか又はベース７８の外側に設置され
るかのいずれでも良い。もしケーブルがベース７８内に設置される場合には、ケ
ーブルは、ベース板８４が回転する際に、方位角ピボット軸８２の周りに巻き付
く傾向がある。もしケーブルがベース７８、フォーク又は三脚の外側に設置され
る場合には、ケーブルは、ベース板８４が回転する際に、ベース７８の周りに巻
き付く傾向がある。いずれの例においてもその様なまき付きは上記のように望ま
れないものである。

【００５７】より特別にはベース板８４は、下方に伸張するポスト（柱）８６により形成さ
れることが好ましい止めを具備しており、ベース７８は同様に、上方に伸張する
ポスト９６により形成されることが好ましい止めを具備する。下方に伸張するポ
スト８６及び上方に伸張するポスト９６は、ベース板８４がベース７８に対して
回転する際に、お互いに干渉しないように形成される。

【００５８】中間止め８８は、好適には方位角ピボット軸８２の周りで旋回するように形成
される。中間止め８８は、ベース板８４がベース７８に対して２回より少なく回
転する場合に、下方に伸張するポスト８６が中間止め８８に隣接し、中間止め８
８は上方に伸張するポスト９６に隣接して、電気ケーブルの望まれない巻き付き
を緩和する方法で、ベース７８に対するベース板８４の更なる回転を停止させる
ように形成される。

【００５９】本発明の好適な実施の形態によると、中間の止め８８は、方位角ピボット軸８
２の周りを環で囲み更に回転するリングにより形成される。中間止め８８は、ベ
ース７８上に形成されたボス１１２に旋回するように取り付けられることが好ま
しい。中間止め８８は、第１の突起９０と、第２の突起９２と及び第３の突起９
４と、を具備することが好ましい。第１の突起９０は、ベース板８４が時計方向
に回転するときに、ベース７８の上方に伸張するポスト９６に接触して、第１の
突起９０は、ベース板８４が反時計方向に回転するときに、ベース板８４の下方
に伸張するポスト８６に接触する。同じ状態で、第３の突起９４は、ベース板８
４が時計方向に回転するときに、下方に伸張するポスト８６に接触して、第３の
突起９４は、ベース板８４が反時計方向に回転するときに、上方に伸張するポス
ト９６に接触する。

【００６０】第１の突起９０及び第３の突起９４は、下方に伸張するポスト８６が中間止め
８８に隣接しており中間止め８８が上方に伸張するポスト９６に隣接する場合に
少し曲がるように十分フレキシブルであるので、ベース板８４の回転の結果的な
中止のクッションとして作用する。中間止め８８の第２の突起は、第１の突起９
０及び第３の突起９４のその様な曲げを制限する。第１の突起９０及び第３の突
起９４のベースに形成された切り欠き９８は、その様な曲げを促進するように、
それの柔軟性を改善する。

【００６１】制御装置／モニターインターフェース１００は、手で保持されるモータ制御装
置の方位角モータ５２と高度角モータへのジャック１０４を介する電気的な接続
を容易にする。補助ジャック１０２と１１０は、データロガー、パーソナルコン
ピュータ、ＧＰＳ（衛星航法システム）、電子式レベラー、ＣＣＤカメラ、ＲＳ
−２３２Ｃポート、インターネット接続部等の、付加的装置への電気的な接続を
促進する。電源ジャック１０６は、方位角駆動モータ５２及び高度角駆動モータ
８５への電源の接続を容易にする。電源表示ライト１０７は、電力が電源ジャッ
ク１０６を経由して供給されたとき及びスウィッチがオンされたときに点灯する
。

【００６２】図５を参照すると望遠鏡１２が旋回可能に取り付けられてそれの高度角調整を
容易にするフォークのアーム８７が図示される。高度角モータ／減速機／ウォー
ムギアアセンブリ１１２は、図２と３の方位角モータ／減速機／ウォームギアア
センブリ５０と類似しており、アーム８７内に設置される。モータ８５及びプラ
ットフォーム１１４のための衝撃／振動設置台は、以下で詳細に説明されるもの
と同様に具備される。ねじ切られた固定具１２０はプラットフォーム１１４をア
ーム８７に取り付ける。ゴムのＯリング１２４は、プラットフォーム１１４のそ
れぞれの側部の各ねじ切られた固定具１２０に設置されるので、プラットフォー
ム１１４はＯリング１２４間に挟まれる。プラスティックのブッシング又はスリ
ーブワッシャー１２２は、ねじ切られた固定具１２０が締めつけ可能な程度を制
限することにより、Ｏリングの過度な圧縮を防止する。

【００６３】高度角モータ／減速機／ウォームギアアセンブリ１１２の物理的形態又は配置
は、方位角モータ／減速機／ウォームギアアセンブリ５０とは幾分異なるが、こ
の相違は、アーム８７の梱包（ｐａｃｋｉｎｇ）要求に対して、ベース７８のそ
れに対照するように、単に収容するためである。高度角モータ／減速機／ウォー
ムギアアセンブリ１１２の構成要素（特に、それのモータ８５、減速機アセンブ
リ１１３及びウォームギアアセンブリ１１１）は方位角モータ／減速機／ウォー
ムギアアセンブリ５０のものと構造及び機能に関して他については同様である。

【００６４】ウォームギア１１５は、ウォーム１０９により駆動されており、クラッチを経
由して高度角ピボット軸（図示されない）に取り付けられており、前記高度角ピ
ボット軸は順に、望遠鏡設置台ブラケット１１６に、好適にはそれのキー１１７
を経由して、堅固に連結する。望遠鏡設置台ブラケット１１６は、好適には開口
１１８内に設置されるねじ切られた固定具を介して、望遠鏡に堅固に連結するの
で、ウォームギア１１５の回転は望遠鏡１２を同様に回転させる。

【００６５】図６と７を参照すると、高度角モータ８５と高度角減速機アセンブリ１１３の
更に詳細が示される。モータ８５は、ゴムのＯリング１３０及び弾性のあるモー
タ設置台１３２により形成される衝撃／振動遮断装置を経由して、下部プラット
フォーム部１１４ａ及び上部プラットフォーム部１１４ｂにより形成される、プ
ラットフォーム１１４に設置される。Ｏリング１３０はモータ８５のボス１３４
の周りに設置されており、下部プラットフォーム部１１４ａ及び上部プラットフ
ォーム部１１４ｂそれぞれの、切り欠き１３６と１３８により保持される。弾性
のある設置台１３２は、モータ８５の後部に取り付けられており、モータ８５の
後部をプラットフォーム１１４に設置する。

【００６６】モータ駆動部、特により大型の望遠鏡装置のものは、実質的な量の可聴騒音を
発する傾向がある。実際により大型の望遠鏡装置が発生する可聴騒音量には悩ま
され得る。Ｏリング１３０及び弾性のある設置台１３２は実質的に発生する可聴
騒音量を低減する。

【００６７】第１のギア１４０は、モータ８５の軸１４２に取り付けられる。エンコーダ車
輪１４４は第１のギア１４０との一体式ユニットとして形成されることが好まし
い。中間ギア１５０，１５２，１５４，１５６は、第１のギア１４０により駆動
されており、必要な減速比を具備するように形成される。出力ギア１６０は、減
速機アセンブリ１１３のウォームギアアセンブリ１１１（図５）へのギア１６１
を介しての取り付けを容易にする。中間ギア１５２と１５４は、軸１５５上に配
置されており、中間ギア１５０と１５６は、出力ギア１６０と同様に、軸１５７
上に配置される。モータ制御回路は、以下で詳細に説明するごとく、モータ８５の精密な制御を
提供するためにプリント回路基板１６２に形成される。

【００６８】図８と９を参照すると、ウォーム７４，１０９は、モータから望遠鏡への振動
の不要な伝達を緩和するために、衝撃／振動遮断されることが好ましい。方位角
モータ／減速機／ウォームギアアセンブリ５０のウォーム７４及び高度角モータ
／減速機／ウォームギアアセンブリ１１３のウォーム１０９は、実質的に同一で
あり、以下で一緒に説明される。

【００６９】衝撃／振動遮断装置は、ウォーム７４、１０９をブラケット１７０に、２つの
弾性のあるＯリング１７２の様に、弾性のある材料を介して取り付けることによ
り具備される。弾性のあるＯリング１７２は、その中でウォームの軸７２が回転
する中間ブラケット１７０及びブッシング１７４により保持される（図９に最も
良く示すように）。Ｂｅｌｖｉｌｌｅワッシャー１７６は、軸７２の一方の端部
でナット１８０により、及びねじ切られた固定具１７６を介して軸７２の対向す
る端部で取り付けられる出力ギア６８，１６１により、隣接する平らなワッシャ
ー１７８に対して圧縮される。ねじ切られた固定具１７８はウォームブラケット
１７０をベース７８及びアーム８７に取り付ける。

【００７０】弾性のあるＯリングは望遠鏡の必要な振動減衰の実質的な量を提供する。当業
者が認識するように、不注意に望遠鏡をたたいたり、ぶつけると、望遠鏡の振動
又は揺れが生じ、３０秒以上継続する傾向が時々ある。その様な望遠鏡の振動又
は揺れは、視界を実質的に動かし従って観測及び／又は撮影を妨げるので、それ
らは非常に望ましくないものである。ウォーム７４を設置するためのその様な弾
性のあるＯリング１７２の使用は、望遠鏡のその様な望ましくない振動又は揺れ
を実質的に減少することが分かっている。

【００７１】図１０を参照すると、モータ５２，８５の駆動のための回路の電気系統図が示
される。方位角モータ５２及び高度角モータ８５の駆動のための回路は実質的に
同一であるので、それらについて以下で一緒に説明する。

【００７２】制御回路２００は、エンコーダ回路２０４からサーボフィードバック信号を受
信して、モータ駆動信号をモータ５２、８５の駆動に必要な動力を提供する駆動
回路２０６に送信しており、前記モータ駆動信号の振幅及び／又はパルス幅はモ
ータ５２、８５の速度を決定している。キャリブレーション回路２０８は以下で
説明するように、エンコーダの適切なオペレーションを確保する。

【００７３】制御回路２００は、入力ＲＢ０及びＲＢ１信号をエンコーダ回路２０４のそれ
ぞれの光検知器２１２と光検知器２１４から受信するために接続するＰＩＣ１６
Ｃ５４マイクロコントローラ２０２を具備することが好ましく、エンコーダ回路
２０４はモータ５２、８５の速度及び相対的な回転位置を示す。エンコーダ回路
は、光をエンコーダ車輪６０，１４４に発するＬＥＤ２１０を具備する。エンコ
ーダ車輪６０，１４４のスポーク又は歯間を通過する光は、２基の光検知器２１
２と２１４により受信されており、前記光検知器は直交（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ
）で稼働して、以下で説明するように、サーボフィードバック制御のための改善
された解決方法を提供する。

【００７４】マイクロコントローラ２０２はモータ駆動制御信号をそれの出力ＲＡ２とＲＡ
３からモータ駆動回路２０６に伝送するように接続する。ＤＣモータは望遠鏡１
２を必要に応じて位置決めするように、いずれの方向で駆動されても良い。信号
がマイクロコントローラ２０２の出力ＲＡ２に出力される場合に、ＦＥＴ（電界
効果トランジスタ）２１６と２１８は、第１の極性の駆動信号をモータ５２，８
５に送信するように協働して、第１の方向でモータ５２，８５を駆動しており、
信号がマイクロコントローラ２０２の出力ＲＡ３に出力される場合に、ＦＥＴ２
２０と２２２は、第２の極性の駆動信号をモータ５２，８５に送信するように協
働して、第２の方向でモータ５２，８５を駆動する。バイポーラトランジスタ２
２４と２２６は、ＦＥＴ２１８と２２２それぞれと協働して、ＦＥＴ２１８と２
２２により、ＦＥＴ２１６と２２０それぞれにより形成されたものから反対の極
性の信号をモータ５２，８５に送信させる。従ってＦＥＴ２１６，２１８，２２
０と２２２は、マイクロコントローラ２０２による指令に従って、所定の速度及
び所定の方向でモータ５２，８５を駆動するために動力を供給するように協働す
る。

【００７５】駆動モータ５２，８５の速度は、パルス幅変調（ＰＷＭ）により制御されるこ
とが好ましく、モータの速度は、既知の原理に従って、それに提供される一連の
パルスの各パルスの幅に比例する。従って望遠鏡をより速い速度で動かしたい場
合には、パルス幅は増大され、望遠鏡をより遅い速度で動かしたい場合には、パ
ルス幅は減少大される。選択可能にパルス数及び／又はパルス電圧もまた、既知
の原理に従って、所定の制御を実施するために変化可能である。

【００７６】ＬＥＤ２１０の明るさは、マイクロコントローラ２０２の入力ＲＢ０とＲＢ１
上の光検知器からの信号の振幅を決定することにより、マイクロコントローラ２
０２により決定可能である。マイクロコントローラは、キャリブレーション回路
２０８に１から６の間の出力を送信して、ＬＥＤ２１０が必要な明るさを有する
ようにする。より特別には、出力ＲＢ２からＲＢ７は、レジスタ２３０から２３
５のスウィッチを選択的に切り替えてＬＥＤ２１０に直列に接続する（そしてお
互いに関しては並列にする）ので、ＬＥＤ２１０を介して電流を変化させ、それ
によりＬＥＤ２１０の明るさを変化する。この状態においてＬＥＤ２１０の明る
さは、上記で説明したように、所定の範囲内に保持される。

【００７７】電圧調整器２４０は、コンデンサ２４２と２４４及びコイル（ｉｎｄｕｃｔｏ
ｒ）２４６と協働して、コネクタＪＰ２から１２ＶＤＣを供給されており、調整
されたＶＣＣを提供する。水晶発振子２４８は、コンデンサ２５０と２５２と協
働して、マイクロコントローラ２０２のための時計信号の発生を容易にする。こ
れとは別にセラミック振動子が水晶発振子２４８の代わりに結合されても良い。

【００７８】図１１と１２を参照すると、電気接続部２６０は、手で保持するコントローラ
、例えばハンドボックス、の動力化された望遠鏡設置台のモータとの接続を容易
にする。接続部２６０はインターフェース１００と代替可能であるが、両者が必
要であれば使用されても良い。接続部２６０は、高度角方位角望遠鏡設置台のモ
ータ又は赤道儀設置台のモータのいずれかを収納する。４ピンのＲＪ−１１Ｉ／
Ｏポート２７０は、８ピンのＲＪ−１１Ｉ／Ｏポート２６２に接続する手で保持
するコントローラからの必要な補助装置への、補助的データ及び補助的時計信号
の接続を容易にする。４ピンのＲＪ−１１Ｉ／Ｏポート２６８は、８ピンＲＪ−
１１Ｉ／Ｏポート２６２を経由しての偏角（ｄｅｃｌｉｎａｔｉｏｎ）モータ（
赤道儀設置台）又は高度角モータ（高度角方位角設置台）のいずれかと、手で保
持されるコントローラとの接続を容易にする。同様に、４ピンのＲＪ−１１Ｉ／
Ｏポート２６６は、８ピンＲＪ−１１Ｉ／Ｏポート２６２を経由しての右の上昇
モータ（赤道儀設置台）又は方位角モータ（高度角方位角設置台）のいずれかと
、手で保持されるコントローラとの接続を容易にする。ＬＥＤ２７２は、１２Ｖ
ＤＣがコネクタ２７６に供給されたときに、点灯する。レジスタ２７４は、ＬＥ
Ｄ２７２を通る電流を制限する。１２ＶＤＣは、電源コネクタ２７６から、各４
ピンのＲＪ−１１Ｉ／Ｏポート２６６，２６８，２７０及び８ピンＲＪ−１１Ｉ
／Ｏポート２６２に供給される。より特別には補助データ及び補助時計信号は、
４ピンのＲＪ−１１Ｉ／Ｏポート２７０への２つの別個の導線を介して、８ピン
ＲＪ−１１１Ｉ／Ｏポート２６２により送信される。偏角／高度角クロック及び
偏角／高度角データ信号は、４ピンのＲＪ−１１Ｉ／Ｏポート２６８への２つ別
個の導線を介して、８ピンＲＪ−１１Ｉ／Ｏポート２６２により送信される。同
様に、右の上昇／方位角クロック及び右の上昇／方位角データ信号は、４ピンの
ＲＪ−１１Ｉ／Ｏポート２６６への２つ別個の導線を介して、８ピンＲＪ−１１
Ｉ／Ｏポート２６２により送信される。従って、２線インターフェース（クロッ
ク及びデータ）は、手で保持されるコントローラにより、望遠鏡駆動モータの制
御を容易にするために具備される。

【００７９】本明細書で説明されていて図面で示される例示の望遠鏡装置は、単に本発明の
現状の好適な実施の形態であることが理解される。事実、種々の修正及び追加が
、本発明の精神と範囲から逸脱しないで、その様な実施の形態に実施されても良
い。例えば、高度角及び方位角設置、及びモータ制御に適用可能であるという、
本発明の説明は例としてのみのものであり、制限としてのものではない。従って
当業者には、本発明が赤道儀及び／又は任意の別の望まれるタイプの望遠鏡設置
台に同様に適用可能であることが、理解されると考えられる。従ってこれら及び
別の修正及び追加は当業者にとって明白であって良く、種々の異なる用途での使
用に関して本発明を適用実施しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、望遠鏡装置の立体図であり、望遠鏡が三脚により支持されている。

【図２】図２は、図１の望遠鏡の方位角モータ／減速機／ウォームギアアセンブリの平
面図である。

【図３】図３は、図１の動力化された設置台のベースの立体図であり、ベースが上下ひ
っくり返されて、それの方位角モータ／減速機／ウォームギアアセンブリ及びモ
ータ制御装置プリント回路基板が示されている。

【図４】図４は、図１の動力化された設置台のベースの立体図であり、フォークアセン
ブリの底部（ベース板）、ベース止め、フォーク止め及び中間止めが示されてい
る。

【図５】図５は、フォークアセンブリの１つのアームの立体図であり、それの高度角モ
ータ／減速機／ウォームギアアセンブリが示されている。

【図６】図６は、図５の高度角モータ／減速機アセンブリの分解立体図である。

【図７】図７は、図５の高度角モータ／減速機アセンブリの平面図である。

【図８】図８は、本発明による振動遮断されたウォームアセンブリの立体図である。

【図９】図９は、図８の振動遮断されたウォームアセンブリの横断面図である。

【図１０】図１０は、本発明のモータ制御装置の電気系統図である。

【図１１】図１１は、本発明の制御装置／モータインターフェースの電気系統図である。

【図１２】図１２は、図１１の制御装置／モータインターフェースのコネクタの立体図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ティンジー，ブライアンジー．アメリカ合衆国，カリフォルニア 92708，ファウンテンバレー，キャブリロコート 18246 (72)発明者デュワン，スタンリーエイチ．アメリカ合衆国，カリフォルニア 92688，ランチョサンタマルガリータ，キャルサンルイスレイ１Ｆターム(参考） 2H039 AA01 AB53 AB57 AC02 AC04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空の目標を観測／写真撮影するように通常使用されるタイプ
の望遠鏡装置において、この望遠鏡装置が、望遠鏡と、望遠鏡を支持する三脚と、三脚に望遠鏡を取り付けて２つの一般的に垂直な軸の周りでの望遠鏡の回転を
容易にする設置台と、少なくとも一つの制御装置／モータアセンブリとを具備しており、各制御装置／モータアセンブリは、２つの一般的に垂直な軸の１つの周りで望遠鏡を動かすように接続する電
動モータと、モータを駆動するために接続する制御回路と、モータから制御回路へのフィードバックを提供して望遠鏡の向上した位置
制御を容易にするように接続するエンコーダと、を具備しており、制御回路は、エンコーダと協働して、必要に応じて、モータにより望遠鏡の位
置決めをするように形成されており、空の目標の向上した配置及び追跡を容易に
する望遠鏡装置。
【請求項２】モータがＤＣモータを具備する請求項１に記載の望遠鏡装置
。
【請求項３】制御回路がマイクロコントローラを具備する請求項１に記載
の望遠鏡装置。
【請求項４】制御回路がＰＩＣ１６Ｃ５４マイクロコントローラを具備す
る請求項１に記載の望遠鏡装置。
【請求項５】制御回路がマイクロプロセッサを具備する請求項１に記載の
望遠鏡装置。
【請求項６】エンコーダが光学エンコーダを具備する請求項１に記載の望
遠鏡装置。
【請求項７】エンコーダがエンコーダ車輪を具備する請求項１に記載の望
遠鏡装置。
【請求項８】エンコーダが、モータの軸上に配置されるエンコーダ車輪を
具備する請求項１に記載の望遠鏡装置。
【請求項９】エンコーダが、モータの軸上に配置されるエンコーダ車輪と、エンコーダ車輪に向かって光を照射するＬＥＤと、光がモータの速度を示すように調整されるようにエンコーダからの光を受ける
一対のフォトダイオードと、を具備する請求項１に記載の望遠鏡装置。
【請求項１０】制御回路は、望遠鏡が動く速度を制御して、観測／写真撮
影される空の対象の追跡を容易にするように形成される請求項１に記載の望遠鏡
装置。
【請求項１１】制御回路は、望遠鏡がその所定の位置に近づいた際に、望
遠鏡が動かされる速度を減じて、望遠鏡の行き過ぎを緩和するように形成される
請求項１に記載の望遠鏡装置。
【請求項１２】制御回路は、望遠鏡が動かされるべき角度を表す信号を受
信するように形成されており、概略その角度で望遠鏡を動かすように形成される
請求項１に記載の望遠鏡装置。
【請求項１３】制御回路は、望遠鏡の現在位置を記憶し、望遠鏡の所定の
新規位置を受信し、望遠鏡の現在位置と望遠鏡の所定の新規位置の間の相違を計
算し、更に概略的に計算された相違により望遠鏡を動かすように形成される請求
項１に記載の望遠鏡装置。
【請求項１４】空の目標を観測／写真撮影するように通常使用されるタイ
プの望遠鏡のための制御装置／モータアセンブリにおいて、この制御装置／モー
タアセンブリが、２つの一般的に垂直な軸の１つの周りで望遠鏡を動かすように接続する電動モ
ータと、モータを駆動するために接続する制御回路と、モータから制御回路へのフィードバックを提供して望遠鏡の向上した位置制御
を容易にするように接続するエンコーダと、を具備しており、制御回路は、エンコーダと協働して、必要に応じて、モータにより望遠鏡の位
置決めをするように形成されており、空の目標の向上した配置及び追跡を容易に
する制御装置／モータアセンブリ。
【請求項１５】モータがＤＣモータを具備する請求項１４に記載の制御装
置／モータアセンブリ。
【請求項１６】制御回路がマイクロコントローラを具備する請求項１４に
記載の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項１７】制御回路がＰＩＣ１６Ｃ５４マイクロコントローラを具備
する請求項１４に記載の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項１８】制御回路がマイクロプロセッサを具備する請求項１４に記
載の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項１９】エンコーダが光学エンコーダを具備する請求項１４に記載
の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項２０】エンコーダがエンコーダ車輪を具備する請求項１４に記載
の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項２１】エンコーダが、モータの軸上に配置されるエンコーダ車輪
を具備する請求項１４に記載の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項２２】エンコーダが、モータの軸上に配置されるエンコーダ車輪と、エンコーダ車輪に向かって光を照射するＬＥＤと、光がモータの速度を示すように調整されるようにエンコーダからの光を受ける
一対のフォトダイオードと、を具備する請求項１４に記載の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項２３】制御回路は、望遠鏡が動く速度を制御して、観測／写真撮
影される空の対象の追跡を容易にするように形成される請求項１４に記載の制御
装置／モータアセンブリ。
【請求項２４】制御回路は、望遠鏡がその所定の位置に近づいた際に、望
遠鏡が動かされる速度を減じて、望遠鏡の行き過ぎを緩和するように形成される
請求項１４に記載の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項２５】制御回路は、望遠鏡が動かされるべき角度を表す信号を受
信するように形成されており、概略その角度で望遠鏡を動かすように形成される
請求項１４に記載の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項２６】制御回路は、望遠鏡の現在位置を記憶し、望遠鏡の所定の
新規位置を受信し、望遠鏡の現在位置と望遠鏡の所定の新規位置の間の相違を計
算し、更に概略的に計算された相違により望遠鏡を動かすように形成される請求
項１４に記載の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項２７】空の目標を観測／写真撮影するように通常使用されるタイ
プの望遠鏡装置において、この望遠鏡装置が、望遠鏡と、望遠鏡を支持する三脚と、三脚に望遠鏡を取り付ける設置台と、三脚に対して望遠鏡を動かすための、少なくとも一つの制御装置／モータアセ
ンブリとを具備しており、各制御装置／モータ駆動アセンブリは、電動モータと、電動モータを駆動するために接続する制御回路と、光源と、光源から光を受ける複数の光センサと、交互に、光源から光センサへの光の伝達及び光源から光センサへの光の伝
達阻止を可能にするエンコーダ車輪であって、エンコーダ車輪の動きは駆動モー
タの動きを示しているエンコーダ車輪と、を具備しており、光センサは、電動モータの動きを示して電動モータのサーボ制御を容易にする
制御回路に信号を送信するように接続する望遠鏡装置。
【請求項２８】光源が発光ダイオード（ＬＥＤ）を具備する請求項２７に
記載の望遠鏡装置。
【請求項２９】複数の光センサが２つの光センサを具備する請求項２７に
記載の望遠鏡装置。
【請求項３０】複数の光センサが直交で作動するように形成される２つの
光センサを具備する請求項２７に記載の望遠鏡装置。
【請求項３１】複数の光センサが光ダイオードを具備する請求項２７に記
載の望遠鏡装置。
【請求項３２】エンコーダ車輪が、半径方向に伸張する複数のスポークを
具備して、交互に、光源から光センサへの光の伝達及び光源から光センサへの光
の伝達阻止を可能にする請求項２７に記載の望遠鏡装置。
【請求項３３】電動モータがＤＣモータを具備する請求項２７に記載の望
遠鏡装置。
【請求項３４】空の目標を観測／写真撮影するように通常使用されるタイ
プの望遠鏡を動かすための制御装置／モータアセンブリにおいて、この制御装置
／モータアセンブリが、電動モータと、電動モータを駆動するために接続する制御回路と、光源と、光源から光を受ける複数の光センサと、交互に、光源から光センサへの光の伝達及び光源から光センサへの光の伝達阻
止を可能にするエンコーダ車輪であって、エンコーダ車輪の動きは駆動モータの
動きを示しているエンコーダ車輪と、を具備しており、光センサは、電動モータの動きを示して電動モータのサーボ制御を容易にする
制御回路に信号を送信するように接続する制御装置／モータアセンブリ。
【請求項３５】光源が発光ダイオード（ＬＥＤ）を具備する請求項３４に
記載の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項３６】複数の光センサが２つの光センサを具備する請求項３４に
記載の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項３７】複数の光センサが直交で作動するように形成される２つの
光センサを具備する請求項３４に記載の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項３８】複数の光センサが光ダイオードを具備する請求項３４に記
載の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項３９】エンコーダ車輪が、半径方向に伸張する複数のスポークを
具備して、交互に、光源から光センサへの光の伝達及び光源から光センサへの光
の伝達阻止を可能にする請求項３４に記載の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項４０】電動モータがＤＣモータを具備する請求項３４に記載の制
御装置／モータアセンブリ。
【請求項４１】空の目標を観測／写真撮影するように通常使用されるタイ
プの望遠鏡装置において、この望遠鏡装置が、望遠鏡と、望遠鏡を支持する三脚と、三脚に望遠鏡を取り付ける設置台と、三脚に対して望遠鏡を動かすための、少なくとも一つの制御装置／モータアセ
ンブリとを具備しており、各制御装置／モータ駆動アセンブリは、電動モータと、電動モータを駆動するために接続する制御回路と、光源と、光源から光を受ける少なくとも一つの光センサと、交互に、光源から光センサへの光の伝達及び光源から光センサへの光の伝
達阻止を可能にするエンコーダ車輪であって、エンコーダ車輪の動きは駆動モー
タの動きを示しているエンコーダ車輪と、制御回路と光源に接続して光源の明るさを望まれるレベルに設定するキャ
リブレーション回路と、を具備しており、光センサは、電動モータの動きを示して電動モータのサーボ制御を容易にする
制御回路に信号を送信するように接続する望遠鏡装置。
【請求項４２】キャリブレーション回路が、光源に供給される電流を変化
するために、光源に直列の状態で選択的に切り替え可能な複数の電流制限レジス
タを具備する請求項４１に記載の望遠鏡装置。
【請求項４３】制御回路が光源の明るさを決定するように形成される請求
項４２に記載の望遠鏡装置。
【請求項４４】空の目標を観測／写真撮影するように通常使用されるタイ
プの望遠鏡のための制御装置／モータアセンブリにおいて、この制御装置／モー
タアセンブリが、電動モータと、電動モータを駆動するために接続する制御回路と、光源と、光源から光を受ける少なくとも一つの光センサと、交互に、光源から光センサへの光の伝達及び光源から光センサへの光の伝
達阻止を可能にするエンコーダ車輪であって、エンコーダ車輪の動きは駆動モー
タの動きを示しているエンコーダ車輪と、制御回路と光源に接続して光源の明るさを望まれるレベルに設定するキャ
リブレーション回路と、を具備しており、光センサは、電動モータの動きを示して電動モータのサーボ制御を容易にする
制御回路に信号を送信するように接続する制御装置／モータアセンブリ。
【請求項４５】キャリブレーション回路が、光源に供給される電流を変化
するために、光源に直列の状態で選択的に切り替え可能な複数の電流制限レジス
タを具備する請求項４４に記載の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項４６】制御回路が光源の明るさを決定するように形成される請求
項４５に記載の制御装置／モータアセンブリ。
【請求項４７】空の目標を観測／写真撮影するように通常使用されるタイ
プの望遠鏡装置において、この望遠鏡装置が、望遠鏡と、望遠鏡を支持する三脚と、望遠鏡の位置決めのために望遠鏡を三脚に取り付けていて、動力化された設置
台を具備しており、その動力化された設置台は、三脚に固定するように取り付けられたベースと、フォークピボットを経由してベースに旋回するように取り付けられて、方
位角における望遠鏡の動きを容易にするフォークであって、望遠鏡はフォークに
旋回するように取り付けられて、高度角における望遠鏡の動きを容易にするフォ
ークと、べースに取り付けられていて、フォークを回転するように接続する方位角
モータと、フォークに取り付けられていて、望遠鏡を回転するように接続する高度角
モータと、高度角モータへの電気的な連絡を形成するために、ベースから高度角モー
タへ伸張するケーブルと、ベースに形成されるベース止めと、フォークに形成されるフォーク止めと、ベース及びフォークに独立に回転するように形成される中間止めと、を具備しており、フォーク止めは、中間止めに隣接しており、中間止めは、フォークがベースに
対して２回転より少ない回転するときに、ベース止めに隣接して、フォークピボ
ットの周りのケーブルの巻き付きが制限される望遠鏡装置。
【請求項４８】フォーク止めは、フォーク上に形成されていてそれから下
方に伸張するポストを具備しており、ベース止めは、ベースに対して形成されて
いてそれから上方に伸張するポストを具備する請求項４７に記載の望遠鏡装置。
【請求項４９】中間止めはフォークピボットの周りで回転するように形成
される請求項４７に記載の望遠鏡装置。
【請求項５０】中間止めは、フォークピボットに回転するように取り付け
られるレバーを具備する請求項４７に記載の望遠鏡装置。
【請求項５１】望遠鏡の位置決めのための三脚に、空の目標を観測／写真
撮影するように通常使用されるタイプの望遠鏡装置を取り付けるための動力化さ
れた設置台において、この動力化された設置台が、三脚に固定するように取り付けられたベースと、フォークピボットを経由してベースに旋回するように取り付けられて、方
位角における望遠鏡の動きを容易にするフォークであって、望遠鏡はフォークに
旋回するように取り付けられて、高度角における望遠鏡の動きを容易にするフォ
ークと、べースに取り付けられていて、フォークを回転するように接続する方位角
モータと、フォークに取り付けられていて、望遠鏡を回転するように接続する高度角
モータと、高度角モータへの電気的な連絡を形成するために、ベースから高度角モー
タへ伸張するケーブルと、ベースに形成されるベース止めと、フォークに形成されるフォーク止めと、ベース及びフォークに独立に回転するように形成される中間止めと、を具備しており、フォーク止めは、中間止めに隣接しており、中間止めは、フォークがベースに
対して２回転より少ない回転するときに、ベース止めに隣接して、フォークピボ
ットの周りのケーブルの巻き付きが制限される動力化された設置台。
【請求項５２】フォーク止めは、フォーク上に形成されていてそれから下
方に伸張するポストを具備しており、ベース止めは、ベースに対して形成されて
いてそれから上方に伸張するポストを具備する請求項５１に記載の動力化された
設置台。
【請求項５３】中間止めはフォークピボットの周りで回転するように形成
される請求項５１に記載の動力化された設置台。
【請求項５４】中間止めは、フォークピボットに回転するように取り付け
られるレバーを具備する請求項５１に記載の動力化された設置台。