JP3203855B2 - 光学装置 - Google Patents
光学装置Info
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- JP3203855B2 JP3203855B2 JP00988793A JP988793A JP3203855B2 JP 3203855 B2 JP3203855 B2 JP 3203855B2 JP 00988793 A JP00988793 A JP 00988793A JP 988793 A JP988793 A JP 988793A JP 3203855 B2 JP3203855 B2 JP 3203855B2
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- JP
- Japan
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- rotating
- gyro
- acceleration sensor
- feedback loop
- angular acceleration
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は航空機、船舶等に搭載
され、遠隔操作にて任意の方向にある目標物体の可視又
は赤外画像の得るために使用される光学装置に関するも
のであり、特に航空機、船舶等が動揺しても画像が振れ
ないようにするための空間安定化技術の改善に関するも
のである。
され、遠隔操作にて任意の方向にある目標物体の可視又
は赤外画像の得るために使用される光学装置に関するも
のであり、特に航空機、船舶等が動揺しても画像が振れ
ないようにするための空間安定化技術の改善に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来の光学装置を示す図である。
図において、１は固定部、２はこの固定部１に軸受３と
４を介して支持された回転部でありＡ0 軸まわりに回転
できる。５はこの回転部の上に搭載される撮像部、６は
回転部２を駆動するためのモータ、７はジャイロであり
Ａ1 軸まわりの絶対空間に対する角速度を検出する。Ａ
1 軸がＡ0 軸と平行となるようにジャイロ７は設置され
る。
図において、１は固定部、２はこの固定部１に軸受３と
４を介して支持された回転部でありＡ0 軸まわりに回転
できる。５はこの回転部の上に搭載される撮像部、６は
回転部２を駆動するためのモータ、７はジャイロであり
Ａ1 軸まわりの絶対空間に対する角速度を検出する。Ａ
1 軸がＡ0 軸と平行となるようにジャイロ７は設置され
る。
【０００３】図７は図６の装置を駆動し、撮像部５の視
軸を空間安定させるための制御系を示すブロック図であ
る。図においてθ. c は角速度指令、θ. は撮像部５の
絶対空間に対する角速度、θ. εは角速度誤差（θ. c
とθ. との差）、９は速度ループゲイン、１０はパワー
アンプ、１１〜１２は回転部２と撮像部５等回転する部
分の慣性ダイナミクス、１３はジャイロで検出したθ′
をフィードバックするジャイロループであり通常ＫG ＝
１である。Ｔｄは外乱トルクである。
軸を空間安定させるための制御系を示すブロック図であ
る。図においてθ. c は角速度指令、θ. は撮像部５の
絶対空間に対する角速度、θ. εは角速度誤差（θ. c
とθ. との差）、９は速度ループゲイン、１０はパワー
アンプ、１１〜１２は回転部２と撮像部５等回転する部
分の慣性ダイナミクス、１３はジャイロで検出したθ′
をフィードバックするジャイロループであり通常ＫG ＝
１である。Ｔｄは外乱トルクである。
【０００４】航空機、船舶等が動揺しても撮像した画像
が振れないようにするためには撮像部５の視軸を空間に
固定する必要がある。つまり航空機等が図６のＡ0 軸ま
わりに動揺したとき、航空機等に直接取りつけられた固
定部１も同じくＡ0 軸まわりに動揺するので撮像部５の
視軸を空間に固定するためにはモータ６により回転部２
を固定部１と逆方向に相対的に動かせる必要がある。こ
れを実現するためには図７においてθ. c ＝０とすれば
良く、このときθ. ≒０となるので視軸は空間安定され
る。
が振れないようにするためには撮像部５の視軸を空間に
固定する必要がある。つまり航空機等が図６のＡ0 軸ま
わりに動揺したとき、航空機等に直接取りつけられた固
定部１も同じくＡ0 軸まわりに動揺するので撮像部５の
視軸を空間に固定するためにはモータ６により回転部２
を固定部１と逆方向に相対的に動かせる必要がある。こ
れを実現するためには図７においてθ. c ＝０とすれば
良く、このときθ. ≒０となるので視軸は空間安定され
る。
【０００５】航空機等が動揺したときに生じる外乱トル
クＴｄには、回転部２のアンバランスに起因するもの
と、軸受３と４の摩擦に起因するものとがある。前者の
場合は動揺と同じ周波数の外乱となるが、後者の場合は
動揺よりも高い周波数の外乱となるのが特徴である。
クＴｄには、回転部２のアンバランスに起因するもの
と、軸受３と４の摩擦に起因するものとがある。前者の
場合は動揺と同じ周波数の外乱となるが、後者の場合は
動揺よりも高い周波数の外乱となるのが特徴である。
【０００６】図８は軸受等の摩擦特性を示す図である。
縦軸は摩擦トルクで、横軸は角速度である。軸受等の摩
擦は低速度ではクーロン摩擦に支配されるため角速度＝
０のところで摩擦の向きが反転する。
縦軸は摩擦トルクで、横軸は角速度である。軸受等の摩
擦は低速度ではクーロン摩擦に支配されるため角速度＝
０のところで摩擦の向きが反転する。
【０００７】図９はクーロン摩擦が支配的な系の空間安
定誤差の時間波形の例である。図８のようにθ. ＝０の
ところで摩擦トルクが−ＴF から＋ＴF にステップ状に
変化するため、ここでθ. εpeakを生じる。このような
状態では撮像部５で得た画像を見ると、周期的なスパイ
ク状の大きな画像振れとして感じられ非常に見づらいも
のである。
定誤差の時間波形の例である。図８のようにθ. ＝０の
ところで摩擦トルクが−ＴF から＋ＴF にステップ状に
変化するため、ここでθ. εpeakを生じる。このような
状態では撮像部５で得た画像を見ると、周期的なスパイ
ク状の大きな画像振れとして感じられ非常に見づらいも
のである。
【０００８】図１０はクーロン摩擦が支配的な系のブロ
ック図である。１４はクーロン摩擦特性である。図１０
と図７とを比べて見ると、図７のＴｄのところにＴF を
入れてやれば図９のθ. εpeakを知ることができること
がわかる。図７からθ. ε／Ｔｄを求めると“数１”と
なり、この“数１”に“数２”を代入すると“数３”と
なり、従って“数４”を得る。
ック図である。１４はクーロン摩擦特性である。図１０
と図７とを比べて見ると、図７のＴｄのところにＴF を
入れてやれば図９のθ. εpeakを知ることができること
がわかる。図７からθ. ε／Ｔｄを求めると“数１”と
なり、この“数１”に“数２”を代入すると“数３”と
なり、従って“数４”を得る。
【０００９】
【数１】
【００１０】
【数２】
【００１１】
【数３】
【００１２】
【数４】
【００１３】｜θ. εpeak｜を小さくするためにはωR
を大きくする方向もあるが、ジャイロの帯域及び系の安
定性の問題のため現実的な手段ではない。また先に述べ
たように摩擦に起因する誤差は周波数が高いことが特徴
であるから“数４”より慣性モーメントＪを大きくする
ことが最も効果的であることがわかる。
を大きくする方向もあるが、ジャイロの帯域及び系の安
定性の問題のため現実的な手段ではない。また先に述べ
たように摩擦に起因する誤差は周波数が高いことが特徴
であるから“数４”より慣性モーメントＪを大きくする
ことが最も効果的であることがわかる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来の光学装置は以上
のように構成されているので、より高い空間安定精度を
実現するためには慣性モーメントＪを大きくする他に効
果的な手段がなかった。しかし慣性モーメントを大きく
するためには重量または寸法を大きくするより他に手段
がないので、この種の航空機、船舶搭載用の装置に要求
される基本性能である小型・軽量と相入れない手段であ
る。従って小型・軽量を満足しつつ、さらに空間安定精
度を向上することはもはや不可能であるという問題点が
あった。あるいは“数４”より摩擦ＴF を小さくする手
段もあるが、摩擦は成熟した技術であるため摩擦トルク
低減は多大な技術的努力を要する他、静圧軸受の採用等
Ｈ／Ｗへのインパクトが大きいという問題点があった。
のように構成されているので、より高い空間安定精度を
実現するためには慣性モーメントＪを大きくする他に効
果的な手段がなかった。しかし慣性モーメントを大きく
するためには重量または寸法を大きくするより他に手段
がないので、この種の航空機、船舶搭載用の装置に要求
される基本性能である小型・軽量と相入れない手段であ
る。従って小型・軽量を満足しつつ、さらに空間安定精
度を向上することはもはや不可能であるという問題点が
あった。あるいは“数４”より摩擦ＴF を小さくする手
段もあるが、摩擦は成熟した技術であるため摩擦トルク
低減は多大な技術的努力を要する他、静圧軸受の採用等
Ｈ／Ｗへのインパクトが大きいという問題点があった。
【００１５】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、重量、寸法を増やすことなく高
い空間安定精度を有する光学装置を容易に得ることを目
的としており、さらに該装置を用いた場合のスルーイン
グモードにおけるじん速さの確保及びパワー効率の向上
を図ることを目的としている。
になされたものであり、重量、寸法を増やすことなく高
い空間安定精度を有する光学装置を容易に得ることを目
的としており、さらに該装置を用いた場合のスルーイン
グモードにおけるじん速さの確保及びパワー効率の向上
を図ることを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る光学装置
は、固定部と、この固定部に回転自由に支持された回転
部と、この回転部に搭載されている撮像部と、上記回転
部を回転させるためのモータとからなる光学装置におい
て、上記回転部に角速度を検出するジャイロを有しこの
ジャイロの検出信号をフィードバックすることにより上
記撮像部の視軸を空間安定させるとともに、上記回転部
に角加速度センサを有し、かつ上記ジャイロのフィード
バックループの内側に角加速度センサの出力信号のフィ
ードバックループを有する制御系を備えたものである。
は、固定部と、この固定部に回転自由に支持された回転
部と、この回転部に搭載されている撮像部と、上記回転
部を回転させるためのモータとからなる光学装置におい
て、上記回転部に角速度を検出するジャイロを有しこの
ジャイロの検出信号をフィードバックすることにより上
記撮像部の視軸を空間安定させるとともに、上記回転部
に角加速度センサを有し、かつ上記ジャイロのフィード
バックループの内側に角加速度センサの出力信号のフィ
ードバックループを有する制御系を備えたものである。
【００１７】また、固定部と、この固定部に回転自由に
支持された回転部と、この回転部に搭載されている撮像
部と、上記回転部を回転させるためのモータとからなる
光学装置において、上記回転部に角加速度センサを有し
この角加速度センサの出力の積分値をフィードバックす
ることにより上記撮像部の視軸を空間安定させるととも
に、この積分値のフィードバックループの内側に上記角
加速度センサの出力信号のフィードバックループを有す
る制御系を備えたものである。
支持された回転部と、この回転部に搭載されている撮像
部と、上記回転部を回転させるためのモータとからなる
光学装置において、上記回転部に角加速度センサを有し
この角加速度センサの出力の積分値をフィードバックす
ることにより上記撮像部の視軸を空間安定させるととも
に、この積分値のフィードバックループの内側に上記角
加速度センサの出力信号のフィードバックループを有す
る制御系を備えたものである。
【００１８】また、この固定部に回転自由に支持された
回転部と、この回転部に搭載されている撮像部と、上記
回転部を回転させるためのモータとからなる光学装置に
おいて、上記回転部に角速度を検出するジャイロを有し
このジャイロの検出信号をフィードバックすることによ
り上記撮像部の視軸を空間安定させるとともに、上記ジ
ャイロのフィードバックループの内側に上記ジャイロの
出力の微分値のフィードバックループを有する制御系を
備えたものである。
回転部と、この回転部に搭載されている撮像部と、上記
回転部を回転させるためのモータとからなる光学装置に
おいて、上記回転部に角速度を検出するジャイロを有し
このジャイロの検出信号をフィードバックすることによ
り上記撮像部の視軸を空間安定させるとともに、上記ジ
ャイロのフィードバックループの内側に上記ジャイロの
出力の微分値のフィードバックループを有する制御系を
備えたものである。
【００１９】さらに、角加速センサのフィードバックル
ープ内にスイッチを設けて空間安定化モード、スルーイ
ングモード等モードに応じてフィードバックループを開
閉できるように構成したものである。
ープ内にスイッチを設けて空間安定化モード、スルーイ
ングモード等モードに応じてフィードバックループを開
閉できるように構成したものである。
【００２０】
【作用】上記のように構成された光学装置においては、
角加速度をフィードバックすることにより慣性モーメン
トを増加させたことと同じ効果が得られるため空間安定
精度が向上する。
角加速度をフィードバックすることにより慣性モーメン
トを増加させたことと同じ効果が得られるため空間安定
精度が向上する。
【００２１】また、スイッチを設置することにより慣性
モーメントが大きい方が有利な空間安定化モードではス
イッチを閉じ、逆に慣性モーメントが小さい方が有利な
スルーイングモードではスイッチを開き、空間安定精度
と、じん速さ及びパワー効率の良さを兼ねそなえる。
モーメントが大きい方が有利な空間安定化モードではス
イッチを閉じ、逆に慣性モーメントが小さい方が有利な
スルーイングモードではスイッチを開き、空間安定精度
と、じん速さ及びパワー効率の良さを兼ねそなえる。
【００２２】
【実施例】実施例１ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
において１〜７は従来の光学装置と全く同じである。８
は角加速度センサであり回転部２の上に搭載されＡ2 軸
まわりの角加速度を検出する。Ａ2 軸がＡ0 軸及びＡ1
軸と平行となるように角加速度センサは設置される。
において１〜７は従来の光学装置と全く同じである。８
は角加速度センサであり回転部２の上に搭載されＡ2 軸
まわりの角加速度を検出する。Ａ2 軸がＡ0 軸及びＡ1
軸と平行となるように角加速度センサは設置される。
【００２３】図２は図１の装置を駆動し、撮像部５の視
軸を空間安定させるための制御系を示すブロック図であ
る。図においてθ..は回転部２及び撮像部５の絶対空間
に対する角加速度であり、角加速度センサ８により検出
される。１５は角加速度センサ８で検出した角加速度を
フィードバックする角加速度ループである。
軸を空間安定させるための制御系を示すブロック図であ
る。図においてθ..は回転部２及び撮像部５の絶対空間
に対する角加速度であり、角加速度センサ８により検出
される。１５は角加速度センサ８で検出した角加速度を
フィードバックする角加速度ループである。
【００２４】従来の光学装置の場合に述べたのと同様に
θ. ε／Ｔｄを求めると、“数５”となり、“数５”に
“数６”を代入して“数７”となり、従って“数８”を
得る。
θ. ε／Ｔｄを求めると、“数５”となり、“数５”に
“数６”を代入して“数７”となり、従って“数８”を
得る。
【００２５】
【数５】
【００２６】
【数６】
【００２７】
【数７】
【００２８】
【数８】
【００２９】“数８”と“数４”とを比較すると、“数
８”の方が｜θ. εpeak｜が小さい、すなわち空間安定
精度が高いことがわかる。特に既に述べたように摩擦に
起因する誤差は周波数が高いため現実的には
８”の方が｜θ. εpeak｜が小さい、すなわち空間安定
精度が高いことがわかる。特に既に述べたように摩擦に
起因する誤差は周波数が高いため現実的には
【００３０】
【数９】
【００３１】
【数１０】
【００３２】とすると空間安定精度を１ケタ改善でき
る。しかも図１から明らかなように従来の光学装置に角
加速度センサ８を追加したのみであるから重量、寸法は
従来の光学装置とほとんど変わらない。よって小型・軽
量を満足しつつ空間安定精度を大幅に向上することがで
きる。
る。しかも図１から明らかなように従来の光学装置に角
加速度センサ８を追加したのみであるから重量、寸法は
従来の光学装置とほとんど変わらない。よって小型・軽
量を満足しつつ空間安定精度を大幅に向上することがで
きる。
【００３３】実施例２ 上記実施例１ではジャイロ７と角加速度センサ８の２個
のセンサを搭載しているため、ややコスト高となる。本
実施例は図３のブロック図に示すとおりセンサ１個で同
様の機能・性能を提供するものである。図３において内
側のフィードバックループは角加速度センサ８の信号の
フィードバックであり、外側のループは角加速度センサ
８の信号を積分器１６をとおしてフィードバックしたも
のである。１７は角加速度センサの積分ループのゲイン
である。
のセンサを搭載しているため、ややコスト高となる。本
実施例は図３のブロック図に示すとおりセンサ１個で同
様の機能・性能を提供するものである。図３において内
側のフィードバックループは角加速度センサ８の信号の
フィードバックであり、外側のループは角加速度センサ
８の信号を積分器１６をとおしてフィードバックしたも
のである。１７は角加速度センサの積分ループのゲイン
である。
【００３４】本実施例における空間安定精度を図３から
求めると“数５”〜“数８”と全く同一となる。従って
実施例１と同様に小型・軽量かつ高い空間安定精度を得
られるとともに、ジャイロを省略できるため安価に実現
できる。
求めると“数５”〜“数８”と全く同一となる。従って
実施例１と同様に小型・軽量かつ高い空間安定精度を得
られるとともに、ジャイロを省略できるため安価に実現
できる。
【００３５】実施例３ 図４は低コストに高い空間安定精度を実現するための他
の実施態様を示すものである。図４において外側のルー
プはジャイロ７の信号のフィードバックであり、内側の
ループはジャイロ信号７を微分器１８をとおしてフィー
ドバックしたものである。１９はジャイロの微分ループ
のゲインである。この場合も空間安定精度は“数５”〜
“数８”と全く同一となり、角加速度センサが不要なた
め安価で小型・軽量かつ高い空間安定精度が得られる。
の実施態様を示すものである。図４において外側のルー
プはジャイロ７の信号のフィードバックであり、内側の
ループはジャイロ信号７を微分器１８をとおしてフィー
ドバックしたものである。１９はジャイロの微分ループ
のゲインである。この場合も空間安定精度は“数５”〜
“数８”と全く同一となり、角加速度センサが不要なた
め安価で小型・軽量かつ高い空間安定精度が得られる。
【００３６】実施例４ 上記実施例１は空間安定精度の向上を行なったが、その
ためにスルーイングモードで余分にパワーを必要とす
る。本実施例は高い空間安定精度を確保するとともにス
ルーイングモードでのパワー効率を良くしたものであ
る。図５は実施例４を示すブロック図であり、図中θc
は角度指令、θは撮像部５の角度、２０は角度ループゲ
イン、２１はポテンシオ等の角度センサにより検出した
角度をフィードバックする角度ループである。本実施例
では角加速度ループに第１のスイッチ２２が設置されて
いる。２３は第２のスイッチである。
ためにスルーイングモードで余分にパワーを必要とす
る。本実施例は高い空間安定精度を確保するとともにス
ルーイングモードでのパワー効率を良くしたものであ
る。図５は実施例４を示すブロック図であり、図中θc
は角度指令、θは撮像部５の角度、２０は角度ループゲ
イン、２１はポテンシオ等の角度センサにより検出した
角度をフィードバックする角度ループである。本実施例
では角加速度ループに第１のスイッチ２２が設置されて
いる。２３は第２のスイッチである。
【００３７】光学装置の機能として今まで述べてきたよ
うな空間安定化機能の他に、指示された方向に指向する
機能、サーチ機能、追尾機能等を要求される場合があ
る。これらは技術的には大きく２つに分けられる。１つ
は外乱に対し変動しないレギュレータ性能であり、後１
つは指令に対しすばやく追従するサーボ性能である。こ
れらを主なモードで分けて空間安定化モードとスルーイ
ングモードと呼ぶことにする。図５においては空間安定
化モードでは第２のスイッチ２３を開とする。これによ
り角速度ループの入力が零となり空間安定される。スル
ーイングモードでは第２のスイッチ２３を閉とし、θc
に任意の指令を入れることにより駆動できる。
うな空間安定化機能の他に、指示された方向に指向する
機能、サーチ機能、追尾機能等を要求される場合があ
る。これらは技術的には大きく２つに分けられる。１つ
は外乱に対し変動しないレギュレータ性能であり、後１
つは指令に対しすばやく追従するサーボ性能である。こ
れらを主なモードで分けて空間安定化モードとスルーイ
ングモードと呼ぶことにする。図５においては空間安定
化モードでは第２のスイッチ２３を開とする。これによ
り角速度ループの入力が零となり空間安定される。スル
ーイングモードでは第２のスイッチ２３を閉とし、θc
に任意の指令を入れることにより駆動できる。
【００３８】“数１”へ“数４”と“数５”〜“数８”
を比較すると、角加速度をフィードバックすることによ
り慣性モーメントがＪからＪ＋ＫＫT に増加したような
効果が出ていることがわかる。これが空間安定精度を向
上することは今まで述べてきたとおりである。しかし一
方スルーイングモードでは素速く動く必要があり、その
ためには慣性モーメントが小さい方が加速性能が良く有
利である。以上のことから空間安定化モードでは第１の
スイッチ２２を閉じることにより慣性モーメントが増加
し精度が上がり、スルーイングモードでは第１のスイッ
チ２２を開放し慣性モーメントをＪのままとすることに
よって加速性能を確保できる。空間安定精度を改善する
ため機械的に慣性モーメントを増やすとスルーイングモ
ードにおいて加速性能の低下をまねくか、又はより大き
なモータをつけなければならないことを考えると、第１
のスイッチ２２を切換えることにより質量、寸法のみな
らず消費パワーの低減も実現できる。
を比較すると、角加速度をフィードバックすることによ
り慣性モーメントがＪからＪ＋ＫＫT に増加したような
効果が出ていることがわかる。これが空間安定精度を向
上することは今まで述べてきたとおりである。しかし一
方スルーイングモードでは素速く動く必要があり、その
ためには慣性モーメントが小さい方が加速性能が良く有
利である。以上のことから空間安定化モードでは第１の
スイッチ２２を閉じることにより慣性モーメントが増加
し精度が上がり、スルーイングモードでは第１のスイッ
チ２２を開放し慣性モーメントをＪのままとすることに
よって加速性能を確保できる。空間安定精度を改善する
ため機械的に慣性モーメントを増やすとスルーイングモ
ードにおいて加速性能の低下をまねくか、又はより大き
なモータをつけなければならないことを考えると、第１
のスイッチ２２を切換えることにより質量、寸法のみな
らず消費パワーの低減も実現できる。
【００３９】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を有する。
れているので、以下に示すような効果を有する。
【００４０】角加速度センサの信号をフィードバックす
ることにより慣性モーメントを増加させたことと同じ効
果が得られるため、小型・軽量を満足しつつ空間安定精
度を大幅に向上することができるという効果がある。ま
た角加速度センサを搭載するのみなので摩擦低減のよう
な技術的努力やＨ／Ｗ変更を伴うことなく容易に実現で
きるという効果がある。
ることにより慣性モーメントを増加させたことと同じ効
果が得られるため、小型・軽量を満足しつつ空間安定精
度を大幅に向上することができるという効果がある。ま
た角加速度センサを搭載するのみなので摩擦低減のよう
な技術的努力やＨ／Ｗ変更を伴うことなく容易に実現で
きるという効果がある。
【００４１】角加速センサの出力信号の積分値を外側の
フィードバックループに用いることにより、ジャイロが
不要となるので安価に小型・軽量・高空間安定精度を実
現できる。
フィードバックループに用いることにより、ジャイロが
不要となるので安価に小型・軽量・高空間安定精度を実
現できる。
【００４２】ジャイロ信号の微分値を内側のフィードバ
ックループに用いることにより、角加速度センサが不要
となるので安価に小型・軽量・高空間安定精度を実現で
きる。
ックループに用いることにより、角加速度センサが不要
となるので安価に小型・軽量・高空間安定精度を実現で
きる。
【００４３】角加速度センサのフィードバックループに
スイッチを設け空間安定化モードではスイッチを閉じる
ことにより慣性モーメントを増加させ、スルーイングモ
ードではスイッチを開放することにより慣性モーメント
をもとのままにすることができるため、高空間安定精度
・高いサーボ性能・小型・軽量及び低い消費パワーが実
現でき、ひいては性能の良い光学装置を得られるという
効果がある。
スイッチを設け空間安定化モードではスイッチを閉じる
ことにより慣性モーメントを増加させ、スルーイングモ
ードではスイッチを開放することにより慣性モーメント
をもとのままにすることができるため、高空間安定精度
・高いサーボ性能・小型・軽量及び低い消費パワーが実
現でき、ひいては性能の良い光学装置を得られるという
効果がある。
【００４４】尚、実施例１〜４は全て１軸の場合につい
て説明したが、２軸もしくは３軸の場合も各軸毎にこの
発明を適用すれば同じ効果が得られる。また図１では撮
像部としてＴＶカメラをイメージした図で説明したが、
固定部にレンズとカメラヘッドを配置し、折り返しミラ
ーを回転部に搭載した場合にも、この発明を適用すれば
同じ効果が得られることは言うまでもない。
て説明したが、２軸もしくは３軸の場合も各軸毎にこの
発明を適用すれば同じ効果が得られる。また図１では撮
像部としてＴＶカメラをイメージした図で説明したが、
固定部にレンズとカメラヘッドを配置し、折り返しミラ
ーを回転部に搭載した場合にも、この発明を適用すれば
同じ効果が得られることは言うまでもない。
【図１】この発明の実施例１を示す図である。
【図２】この発明の実施例１の制御系を示すブロック図
である。
である。
【図３】この発明の実施例２の制御系を示すブロック図
である。
である。
【図４】この発明の実施例３の制御系を示すブロック図
である。
である。
【図５】この発明の実施例４の制御系を示すブロック図
である。
である。
【図６】従来の光学装置を示す図である。
【図７】従来の光学装置の制御系を示すブロック図であ
る。
る。
【図８】軸受等の摩擦特性を示す図である。
【図９】クーロン摩擦が支配的な系の空間安定誤差の時
間波形の例を示す図である。
間波形の例を示す図である。
【図１０】クーロン摩擦が支配的な系のブロック図であ
る。
る。
１ 固定部 ２ 回転部 ３ 軸受 ４ 軸受 ５ 撮像部 ６ モータ ７ ジャイロ ８ 角加速度センサ ９ 速度ループゲイン １０ パワーアンプ １１ 慣性ダイナミクス １２ 慣性ダイナミクス １３ ジャイロループ １４ クーロン摩擦特性 １５ 角加速度ループ １６ 積分器 １７ 角加速度センサの積分ループのゲイン １８ 微分器 １９ ジャイロの微分ループのゲイン ２０ 角度ゲイン ２１ 角度ループ ２２ 第１のスイッチ ２３ 第２のスイッチ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 5/222 - 5/257 G01C 19/00 G03B 5/00 G05D 3/00
Claims (4)
- 【請求項１】 固定部と、この固定部に回転自由に支持
された回転部と、この回転部に搭載されている撮像部
と、上記回転部を回転させるためのモータとからなる光
学装置において、上記回転部に角速度を検出するジャイ
ロを有しこのジャイロの検出信号をフィードバックする
ことにより上記撮像部の視軸を空間安定させるととも
に、上記回転部に角加速度センサを有し、かつ上記ジャ
イロのフィードバックループの内側に角加速度センサの
出力信号のフィードバックループを有する制御系を備え
たことを特徴とする光学装置。 - 【請求項２】 固定部と、この固定部に回転自由に支持
された回転部と、この回転部に搭載されている撮像部
と、上記回転部を回転させるためのモータとからなる光
学装置において、上記回転部に角加速度センサを有しこ
の角加速度センサの出力の積分値をフィードバックする
ことにより上記撮像部の視軸を空間安定させるととも
に、この積分値のフィードバックループの内側に上記角
加速度センサの出力信号のフィードバックループを有す
る制御系を備えたことを特徴とする光学装置。 - 【請求項３】 固定部と、この固定部に回転自由に支持
された回転部と、この回転部に搭載されている撮像部
と、上記回転部を回転させるためのモータとからなる光
学装置において、上記回転部に角速度を検出するジャイ
ロを有しこのジャイロの検出信号をフィードバックする
ことにより上記撮像部の視軸を空間安定させるととも
に、上記ジャイロのフィードバックループの内側に上記
ジャイロの出力の微分値のフィードバックループを有す
る制御系を備えたことを特徴とする光学装置。 - 【請求項４】 角加速度センサのフィードバックループ
内にスイッチを有し、このフィードバックループの開閉
を可能としたことを特徴とする請求項１記載の光学装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00988793A JP3203855B2 (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00988793A JP3203855B2 (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06225201A JPH06225201A (ja) | 1994-08-12 |
| JP3203855B2 true JP3203855B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=11732660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00988793A Expired - Fee Related JP3203855B2 (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3203855B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012146005A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Toshiba Corp | 位置決め装置及び位置決め方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4524157B2 (ja) * | 2004-08-31 | 2010-08-11 | 住友精密工業株式会社 | 角速度検出装置 |
-
1993
- 1993-01-25 JP JP00988793A patent/JP3203855B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012146005A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Toshiba Corp | 位置決め装置及び位置決め方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06225201A (ja) | 1994-08-12 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |