JP2551372B2 - Mirror holding mechanism - Google Patents

Mirror holding mechanism

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JP2551372B2 JP34195893A JP34195893A JP2551372B2 JP 2551372 B2 JP2551372 B2 JP 2551372B2 JP 34195893 A JP34195893 A JP 34195893A JP 34195893 A JP34195893 A JP 34195893A JP 2551372 B2 JP2551372 B2 JP 2551372B2
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arm
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良彦 勝山
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、人工衛星等の宇宙航行
体に搭載される光学センサ内の走査用のミラーを保持す
る機構に関し、特に、ミラーに発生する歪みを小型,軽
量かつ単純な構造により防止するミラーの保持機構に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mechanism for holding a scanning mirror in an optical sensor mounted on a spacecraft such as an artificial satellite. In particular, distortion generated in the mirror is small, lightweight and simple. The present invention relates to a holding mechanism for a mirror that is prevented by a structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】人工衛星等の宇宙航行体に搭載される各
種光学センサ内には、地上撮像等のための走査用のミラ
ーが備えてあり、通常、光学センサ内に設けられた保持
アームにより保持,固定されている。この走査用のミラ
ーは、一般に反射鏡面に高精度の無歪状態が要求される
のであるが、ミラーを保持アームに固定して保持する方
法では、ミラーと保持アームの平面度が十分に調整され
ていない場合、ミラーに歪みが生じてしまう。また、温
度環境の変化によって、ミラー,保持アーム等に熱膨張
が生じた場合にも、ミラーと保持アームの膨張率の差な
どに起因してミラーに歪みの生じることがある。特に、
温度変化の激しい宇宙空間に置かれる人工衛星内の走査
用ミラーにおいては、このような熱膨張による歪みは深
刻な問題であった。
2. Description of the Related Art Various optical sensors mounted on spacecraft such as artificial satellites are equipped with scanning mirrors for terrestrial imaging and the like, and are usually provided by a holding arm provided in the optical sensor. It is held and fixed. This scanning mirror generally requires a highly accurate distortion-free state on the reflecting mirror surface, but the method of fixing and holding the mirror on the holding arm does not sufficiently adjust the flatness of the mirror and the holding arm. If not, the mirror will be distorted. Further, even when thermal expansion occurs in the mirror, the holding arm, etc. due to a change in the temperature environment, the mirror may be distorted due to a difference in expansion coefficient between the mirror and the holding arm. In particular,
Such distortion due to thermal expansion has been a serious problem in scanning mirrors in artificial satellites placed in outer space where temperature changes drastically.

【0003】そこで、従来は、ミラーと保持アームの接
合部分に球面すべり軸受とボールスライド軸受を組み合
わせた保持機構を用いることにより、ミラーの歪み発生
を防止していた。図4を参照して、従来のミラー保持機
構について説明する。図4は従来のミラー保持機構を示
し、(a)は全体を示す斜視図、(b)は保持機構の一
部断面平面図、(c)は同正面図である。これらの図に
おいて、1は走査用のミラーであり、2はこのミラー1
を保持する保持アームである。4はミラー1と保持アー
ム2を接合する保持機構で、保持アーム2を軸支するボ
ールスライド軸受41と、このボールスライド軸受41
を回動自在に支持する球面すべり軸受42と、この球面
すべり軸受42を保持するホルダー43とからなり、ホ
ルダー43の下面はミラー1の裏面に固定されている。
5は保持アーム2を支持している駆動シャフトで、両端
が光学センサ内に固定されたバランスアーム6に保持さ
れている。
Therefore, conventionally, by using a holding mechanism in which a spherical slide bearing and a ball slide bearing are combined at the joint portion of the mirror and the holding arm, the distortion of the mirror is prevented. A conventional mirror holding mechanism will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a conventional mirror holding mechanism, (a) is a perspective view showing the whole, (b) is a partial sectional plan view of the holding mechanism, and (c) is a front view thereof. In these figures, 1 is a scanning mirror, and 2 is this mirror 1.
Is a holding arm for holding. Reference numeral 4 denotes a holding mechanism that joins the mirror 1 and the holding arm 2 to each other, and a ball slide bearing 41 that axially supports the holding arm 2 and the ball slide bearing 41.
It is composed of a spherical plain bearing 42 that rotatably supports and a holder 43 that holds the spherical plain bearing 42, and the lower surface of the holder 43 is fixed to the rear surface of the mirror 1.
A drive shaft 5 supports the holding arm 2, and both ends thereof are held by a balance arm 6 fixed in the optical sensor.

【0004】このような構成からなる従来のミラー保持
機構によれば、ボールスライド軸受41により保持アー
ム2の軸方向及び軸回転方向の動きを吸収するととも
に、球面すべり軸受42により保持アーム2の上下,左
右方向への傾動を吸収することができ、これによってミ
ラー1と保持アーム2の平面度調整が十分でない場合
や、ミラー1と保持アームの間に熱による膨張差が生じ
た場合にも、ミラー1の歪み発生を有効に防止してい
た。
According to the conventional mirror holding mechanism having such a structure, the ball slide bearing 41 absorbs the movement of the holding arm 2 in the axial direction and the axial rotation direction, and the spherical slide bearing 42 moves the holding arm 2 up and down. , It is possible to absorb the tilting in the left-right direction, so that when the flatness adjustment of the mirror 1 and the holding arm 2 is not sufficient, or when a difference in expansion due to heat occurs between the mirror 1 and the holding arm, The distortion of the mirror 1 was effectively prevented.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のミラー保持機構は、特にボールスライド軸受41が複
雑な構造を有するため非常に大型化してしまい、その結
果、保持機構全体が、延いては人工衛星等の宇宙航行体
自体が大型化,大重量化してしまうという問題があっ
た。ここで、ボールスライド軸受41は、保持アーム2
の軸方向の動きを広範囲にわたって吸収できるという特
徴を有しているが、実際にミラー1に歪みが発生する場
合における保持アーム2の軸方向の動きは、ごく僅かな
ものであり、ボールスライド軸受41内のボールも僅か
に回転するだけで歪みの発生を防止していた。従って、
歪みの発生防止の観点からすると、ボールスライド軸受
41のような大掛かりな構造のものは必ずしも必要でな
く、むしろボールスライド軸受41を用いることによる
人工衛星等の大型化,大重量化の方が深刻な問題であっ
た。
However, the conventional mirror holding mechanism described above becomes extremely large, especially because the ball slide bearing 41 has a complicated structure, and as a result, the entire holding mechanism is extended. There has been a problem that spacecraft such as artificial satellites themselves become large and heavy. Here, the ball slide bearing 41 is used for the holding arm 2
Although the axial movement of the holding arm 2 can be absorbed over a wide range, the axial movement of the holding arm 2 when the mirror 1 is actually distorted is very small, and the ball slide bearing The ball in 41 was prevented from being distorted by rotating slightly. Therefore,
From the viewpoint of preventing the occurrence of distortion, a large-scale structure such as the ball slide bearing 41 is not always necessary, but rather the use of the ball slide bearing 41 makes it more serious to increase the size and weight of an artificial satellite or the like. It was a problem.

【0006】なお、特開平1−209419号の公報に
は、走査ミラーの保持に関する技術が提案されている
が、ミラーの反射鏡面の歪みを防止するという観点から
の技術は何ら開示されていない。
[0006] Although Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-209419 proposes a technique for holding the scanning mirror, it does not disclose any technique from the viewpoint of preventing distortion of the reflecting mirror surface of the mirror.

【0007】本発明は、このような従来の技術の有する
課題を解決するために提案されたものであり、ミラーに
発生する歪みを防止する軽量,小型かつ単純な構造のミ
ラー保持機構の提供を目的とする。
The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art as described above, and provides a lightweight, small-sized and simple structure of a mirror holding mechanism for preventing the distortion generated in the mirror. To aim.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のミラー保持機構は、走査用のミラーとこれを保
持する保持アームとを接合する保持機構であって、前記
走査用のミラーの裏面、及び前記保持アームの前記ミラ
ー裏面と対向する側面に設けた一対の軸受部と、この一
対の軸受部にそれぞれ回動自在に嵌め込まれ、軸受部と
ともに球面すべり軸受を構成する一対の球体と、この一
対の球体を連結するシャフトとで構成してあり、好まし
くは前記ミラー保持機構を、前記ミラー裏面と保持アー
ム側面の間の三ケ所に設けた構成としてある。
In order to achieve the above object, a mirror holding mechanism of the present invention is a holding mechanism for joining a scanning mirror and a holding arm for holding the scanning mirror. A pair of bearings provided on the back surface and a side surface of the holding arm that faces the mirror back surface; and a pair of spherical bodies that are rotatably fitted into the pair of bearings and that form a spherical plain bearing together with the bearings. The mirror holding mechanism is preferably provided in three places between the mirror back surface and the holding arm side surface.

【0009】[0009]

【作用】上記構成からなる本発明のミラー保持機構によ
れば、ミラーと保持アーム間の平面度調整が十分でない
場合や、ミラーと保持機構間に熱による膨張差などが発
生した場合に生ずるミラーの歪みを、走査用のミラーと
保持アームに設けた一対の球面すべり軸受と、この一対
の球面すべり軸受を連結するシャフトの作用によって吸
収する。
According to the mirror holding mechanism of the present invention having the above structure, the mirror generated when the flatness between the mirror and the holding arm is not sufficiently adjusted, or when a difference in expansion due to heat occurs between the mirror and the holding mechanism. Distortion is absorbed by the action of the pair of spherical plain bearings provided on the scanning mirror and the holding arm, and the shaft connecting the pair of spherical plain bearings.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明のミラー保持機構の一実施例に
ついて、図面を参照して説明する。図1(a)は走査用
のミラーの斜視図を示し、図1(b)はミラーに保持機
構を取り付けた状態の斜視図を示す。図2は本発明のミ
ラー保持機構の一実施例の要部断面図で、(a)は保持
アームの半径方向縦断面、(b)は保持アームの長手方
向縦断面を示す。図3は図2(b)における作動状態を
示す。これらの図において、1は走査用のミラー、2は
保持アームであって、本実施例のミラー保持機構は、こ
れら走査用のミラー1と保持アーム2を接合している。
なお、保持アーム2は、駆動シャフト5に支持されてお
り、この駆動シャフト5は光学センサ内に固定されたバ
ランスアーム6に両端が保持されている。保持機構3は
一対の軸受部31と、この軸受部31に回動自在に嵌め
込まれ軸受部31とともに球面すべり軸受を構成する一
対の球体32と、この一対の球体32を連結するシャフ
ト33と、前記一対の軸受部31の周縁部をそれぞれ保
持する一対のホルダー34とからなっている。なお、こ
のホルダー34は本実施例においては有底形状となって
いるが、球面軸受部31を保持する手段であれば形状等
は特に限定されない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the mirror holding mechanism of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A shows a perspective view of a scanning mirror, and FIG. 1B shows a perspective view of a state in which a holding mechanism is attached to the mirror. 2A and 2B are cross-sectional views of an essential part of an embodiment of a mirror holding mechanism of the present invention, wherein FIG. FIG. 3 shows the operating state in FIG. 2 (b). In these figures, 1 is a scanning mirror, and 2 is a holding arm. In the mirror holding mechanism of the present embodiment, these scanning mirror 1 and holding arm 2 are joined.
The holding arm 2 is supported by a drive shaft 5, and the drive shaft 5 is held at both ends by a balance arm 6 fixed in the optical sensor. The holding mechanism 3 includes a pair of bearings 31, a pair of spheres 32 that are rotatably fitted into the bearings 31 to form a spherical plain bearing together with the bearings 31, and a shaft 33 that connects the pair of spheres 32. It comprises a pair of holders 34 for holding the peripheral portions of the pair of bearing portions 31, respectively. The holder 34 has a bottomed shape in this embodiment, but the shape or the like is not particularly limited as long as it is a means for holding the spherical bearing portion 31.

【0011】本実施例においては、保持アーム2の各端
を有底形状の保持部21により保持し、この保持部21
の底面にホルダー34を固定しているが、保持部21を
設けず直接保持アーム2にホルダー34を取り付けるこ
ともできる。また、ホルダー34を設けず、軸受部31
を直接ミラー1及び保持アームに固定させて取り付ける
こともできる。一方、保持アーム2は図1に示すように
T字形状となっており、保持機構3を三ケ所の先端部に
設けてあるが、これに限定されることはなく、平面度を
調整でき、かつ歪みを吸収できる形態でミラー1を保持
できる限り、保持アーム2の形状や保持機構3の数は限
定されない。また、本実施例では保持アーム2を駆動シ
ャフト5を介して光学センサ内に固定されたバランスア
ーム6に固定しているが、これに限らず、光学センサ内
壁等に直接固定する場合もある。
In this embodiment, each end of the holding arm 2 is held by a bottomed holding portion 21.
Although the holder 34 is fixed to the bottom surface of the holder, the holder 34 can be directly attached to the holding arm 2 without providing the holding portion 21. Moreover, the holder 34 is not provided, and the bearing 31
Can also be directly fixed to the mirror 1 and the holding arm and attached. On the other hand, the holding arm 2 has a T-shape as shown in FIG. 1, and the holding mechanism 3 is provided at the tip of three places, but the present invention is not limited to this, and the flatness can be adjusted, In addition, the shape of the holding arm 2 and the number of holding mechanisms 3 are not limited as long as the mirror 1 can be held in a form capable of absorbing distortion. Further, in the present embodiment, the holding arm 2 is fixed to the balance arm 6 fixed inside the optical sensor via the drive shaft 5, but not limited to this, it may be fixed directly to the inner wall of the optical sensor or the like.

【0012】このようにして、本実施例のミラー保持機
構によってミラー1を保持すると、ミラー1と保持アー
ム2との平面度の調整が十分でない場合、あるいはミラ
ー1及び保持アーム2が熱膨張し、その膨張率が異なる
場合などには、図3に示すように、一対の球面すべり軸
受31,32が、それぞれ回動してシャフト33を傾斜
させ、ミラー1と保持アーム2の相対的位置を変える。
これにより、ミラー1と保持アーム2間の平面度が調整
され、また熱膨張率の差によるミラー1と保持アーム2
間の変位量の差を全て吸収するので、ミラー1に歪みが
発生することはない。なお、ここでミラー1の保持安定
性が不足するような場合には、例えば三ケ所に設けた本
実施例のミラー保持機構の一ケ所を、保持機構によらず
ミラー1と保持アーム2を直接固定して保持することで
ミラー1の安定性を確保することもできる。また、一対
の球体32を連結するシャフト33は、可撓性を有する
部材によって構成することもできる。このようにする
と、ミラーと保持アーム間の変位量の差をより滑らかに
吸収して歪みを確実に吸収することができる。
In this way, when the mirror 1 is held by the mirror holding mechanism of this embodiment, when the flatness of the mirror 1 and the holding arm 2 is not sufficiently adjusted, or the mirror 1 and the holding arm 2 are thermally expanded. When the expansion rates are different, as shown in FIG. 3, the pair of spherical plain bearings 31 and 32 respectively rotate to incline the shaft 33, so that the relative positions of the mirror 1 and the holding arm 2 are changed. Change.
Thereby, the flatness between the mirror 1 and the holding arm 2 is adjusted, and the mirror 1 and the holding arm 2 are caused by the difference in the coefficient of thermal expansion.
Since any difference in the amount of displacement between them is absorbed, the mirror 1 is not distorted. When the holding stability of the mirror 1 is insufficient here, for example, one place of the mirror holding mechanism of the present embodiment provided at three places is directly connected to the mirror 1 and the holding arm 2 without using the holding mechanism. The stability of the mirror 1 can be secured by fixing and holding it. Further, the shaft 33 that connects the pair of spherical bodies 32 may be formed of a flexible member. By doing so, the difference in the amount of displacement between the mirror and the holding arm can be absorbed more smoothly and the distortion can be reliably absorbed.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上説明したように本発明のミラー保持
機構によれば、軽量,小型かつ単純な構造のみによっ
て、ミラーに発生する歪みを未然に防止することができ
る。
As described above, according to the mirror holding mechanism of the present invention, the distortion that occurs in the mirror can be prevented in advance only by the lightweight, small size and simple structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は走査用のミラーの斜視図を示し、
(b)はミラーに保持機構を取り付けた状態の斜視図を
示す。
FIG. 1A is a perspective view of a scanning mirror,
(B) shows a perspective view of a state in which a holding mechanism is attached to the mirror.

【図2】本発明のミラー保持機構の一実施例の要部断面
図で、(a)は保持アームの半径方向縦断面、(b)は
保持アームの長手方向縦断面を示す。
2A and 2B are cross-sectional views of a main part of an embodiment of a mirror holding mechanism of the present invention, in which FIG. 2A is a longitudinal sectional view of a holding arm in a radial direction, and FIG. 2B is a longitudinal sectional view of the holding arm.

【図3】図2(b)における作動状態を示す。FIG. 3 shows an operating state in FIG. 2 (b).

【図4】従来のミラー保持機構を示し、(a)はミラー
に保持機構を取り付けた状態を示す斜視図、(b)は保
持機構の一部断面平面図、(c)は同正面図を示す。
FIG. 4 shows a conventional mirror holding mechanism, (a) is a perspective view showing a state where the holding mechanism is attached to a mirror, (b) is a partial sectional plan view of the holding mechanism, and (c) is a front view thereof. Show.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ミラー 2…保持アーム 3…保持機構 4…従来の保持機構 5…駆動シャフト 6…バランスアーム 21…保持部 31…軸受部 32…球体 33…シャフト 34…ホルダー 41…ボールスライド軸受 42…球面すべり軸受 43…ホルダー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mirror 2 ... Holding arm 3 ... Holding mechanism 4 ... Conventional holding mechanism 5 ... Drive shaft 6 ... Balance arm 21 ... Holding part 31 ... Bearing part 32 ... Sphere 33 ... Shaft 34 ... Holder 41 ... Ball slide bearing 42 ... Spherical surface Slide bearing 43 ... Holder

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 走査用のミラーと、この走査用のミラー
を保持する保持アームとを接合する保持機構であって、 前記走査用のミラーの裏面、及び前記保持アームの前記
ミラー裏面と対向する側面に設けた一対の軸受部と、 この一対の軸受部にそれぞれ回動自在に嵌め込まれ、軸
受部とともに球面すべり軸受を構成する一対の球体と、 この一対の球体を連結するシャフトと、 からなることを特徴とするミラー保持機構。
1. A holding mechanism for joining a scanning mirror and a holding arm for holding the scanning mirror, the holding mechanism facing the back surface of the scanning mirror and the mirror back surface of the holding arm. A pair of bearings provided on the side surfaces, a pair of spheres that are rotatably fitted into the pair of bearings and constitute a spherical plain bearing together with the bearings, and a shaft that connects the pair of spheres. A mirror holding mechanism characterized in that
【請求項2】 前記ミラー保持機構を、前記ミラー裏面
と保持アーム側面の間の三ケ所に設けてある請求項1記
載のミラー保持機構。
2. The mirror holding mechanism according to claim 1, wherein the mirror holding mechanism is provided at three positions between the rear surface of the mirror and the side surface of the holding arm.
【請求項3】 前記一対の球体を連結するシャフトを可
撓性部材により構成した請求項1又は2記載のミラー保
持機構。
3. The mirror holding mechanism according to claim 1, wherein the shaft connecting the pair of spheres is made of a flexible member.
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