JP7352150B2

JP7352150B2 - ビーム反射機構、反射鏡駆動機構及び反射鏡アンテナ装置

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Publication number: JP7352150B2
Application number: JP2019154871A
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Inventors: 将士奥野; 友宏水野
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Priority date: 2019-08-27
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Publication date: 2023-09-28
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Description

この発明は、反射鏡部（アンテナ部）が集束したビームを反射する第１ミラー及び第２ミラーが内部に配置されたビーム反射機構、反射鏡駆動機構及び反射鏡アンテナ装置に関するものである。

従来、電波、マイクロ波、ミリ波、サブミリ波、光波（光）などの電磁波のビームを受信（受光）する反射鏡アンテナ装置（光学望遠鏡、電波望遠鏡を含む）には、方位方向に反射鏡部を回転させる回転軸であるアジマス軸（ＡＺｉｍｕｔｈ軸：ＡＺ軸）、仰角方向に反射鏡部を回転させる回転軸であるエレベーション軸（ＥＬｅｖａｔｉｏｎ軸：ＥＬ軸）を有するもの（例えば、特許文献１参照）や、ＡＺ軸、ＥＬ軸に加え、ＥＬ軸と交差する軸であるクロスエレベーション軸（Ｃｒｏｓｓ－ＥＬｅｖａｔｉｏｎ軸：クロスＥＬ軸）を回転軸として、反射鏡部を回転させるものがある（例えば、特許文献２参照）。一般的に、クロスＥＬ軸は、Ｃｒｏｓｓ－ＥＬ軸、ＣｒｏｓｓＥＬ軸、ｘ－ＥＬ軸、ｘＥＬ軸などとも表記される場合がある。

反射鏡アンテナ装置などの給電部には、複数の集束反射鏡（ミラー）によってビームを伝搬させる方式（集束ビーム方式）と、導波管（複数の導波管を接続したものを含む）を使ったビームを伝搬させる方式がある。一般的には、特許文献３に開示されているように、集束反射鏡を使うよりも導波管を使ってビームを伝搬させると損失が大きいといわれている。

特開平１０－１２６１４８号公報特開２００２－２１７６３２号公報特開２００２－２２３１１７号公報

特許文献１に記載の従来技術は、複数の集束反射鏡（ミラー）によってビームを伝搬させる方式を採用している。しかし、反射鏡部（アンテナ部）が集束したビームを反射する第１ミラー及び第２ミラーと、回転軸（ＥＬ軸）との関係が複雑になってしまうという課題がある。一方、特許文献２に記載の従来技術は、集束ビーム方式との関係が明示されていない。

この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、反射鏡部が集束したビームを反射する第１ミラー及び第２ミラーと、第１ミラーを回転させる回転軸（ＥＬ軸）との関係が簡便なビーム反射機構、反射鏡駆動機構及び反射鏡アンテナ装置を得ることを目的とする。

この発明に係るビーム反射機構は、反射鏡部と対向する第1ミラーと、前記第１ミラーと対向する第２ミラーと、前記第１ミラー及び前記第２ミラーが内部に配置された管状部とを備え、前記管状部は、側面に前記反射鏡部が集束した受信ビーム又は前記第１ミラーが反射して前記反射鏡部へ向かう送信ビームが通過する第１通過口を有し、前記第１通過口と対向して前記第１ミラーが内部に配置され、前記第１ミラー及び前記第２ミラーの間の光軸を回転軸として、前記第１ミラーとともに回転する第１ハウジング部と、前記第２ミラーが内部に配置され、側面に前記第２ミラーが反射した前記受信ビーム又は前記第２ミラーに向かう前記送信ビームが通過する第２通過口を有する第２ハウジング部と、前記第１ハウジング部と前記第２ハウジング部とをつなぎ、前記第１ハウジング部を回転可能に支持する第１回転支持部とを有し、第１ハウジング部および第２ハウジング部は、第１ミラー及び第２ミラーの間の光軸を含む平面で分割した構造を有し、第１ハウジング部の一方に第１ミラーが在り、第２ハウジング部の一方に第２ミラーが在り、第１ハウジング部の他方を一方に嵌合しており、第２ハウジング部の他方を一方に嵌合していることを特徴とするものである。

以上のように、この発明によれば、管状部の内部に第１ミラー及び第２ミラーが配置され、第１ミラー及び第２ミラーの間の光軸を回転軸として、第１ミラーとともに管状部の一部が回転するので、簡便な構造のビーム反射機構、反射鏡駆動機構及び反射鏡アンテナ装置を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置の斜視図（正面、平面及び右側面を表す図）である。この発明の実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置の一部を透視した斜視図（正面、平面及び右側面を表す図）である。この発明の実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置の正面図である。この発明の実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置の右側面図である。この発明の実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置の背面図である。この発明の実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置の左側面図である。この発明の実施の形態１に係る反射鏡駆動機構（ビーム反射機構）の斜視図である。この発明の実施の形態１に係る反射鏡駆動機構（ビーム反射機構）の透視した斜視図である。この発明の実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置の斜視断面図（正面、平面及び右側面を表す図の一部断面図）である。この発明の実施の形態１に係る反射鏡駆動機構（ビーム反射機構）の斜視した断面図（正面、平面及び右側面を表す図の一部断面図）である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図１から図１０を用いて説明する。実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置は、実施の形態１に係る反射鏡駆動機構と反射鏡部４０とを備えたものである。実施の形態１に係る反射鏡駆動機構は、実施の形態１に係るビーム反射機構と第１鏡面支持部４１とを備えたものである。実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置は、光学望遠鏡や電波望遠鏡を含むものとする。また、実施の形態１に係るビーム反射機構、反射鏡駆動機構及び反射鏡アンテナ装置は、送信又は受信のいずれか一方の機能を有してもよいし、送信と受信の両方の機能を有してもよい。全体の理解を促進するため、反射鏡駆動機構（ビーム反射機構）を図示した図７、図８、図１０以外は、ビーム反射機構及び反射鏡駆動機構を組み込んだ反射鏡アンテナ装置を図示した図面である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。図中、Ｚ軸は、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置（反射鏡駆動機構）のＡＺ軸と平行な軸である。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれ直交している。

実施の形態１．（ビーム反射機構）
まず、実施の形態１に係るビーム反射機構を説明する。図１から図１０において、反射鏡部４０（アンテナ部４０）は、電波、マイクロ波、ミリ波、サブミリ波、光波（光）などの電磁波のビーム（以下、「ビーム」と称する）を集束するものである。なお、ビームには、受信用の受信ビームと送信用の送信ビームとがある。受信ビーム又は送信ビームのいずれであってもよい場合は、前述のように「ビーム」と称する。実施の形態１に係るビーム反射機構の構成は、第１ミラー１（第１集束反射鏡１）及び第２ミラー２（第２集束反射鏡２）に加え、次の通り、管状の部材で、内部がビームの光路となっている管状部１０である。例えば、管状部１０は円筒状や、円柱状の管が考えられる。

図１から図１０において、管状部１０は、少なくとも、第１ミラー１及び第２ミラー２が管の内部に配置されている。第１ミラー１は、反射鏡部４０が集束した受信ビームを反射するものである。第２ミラー２は、第１ミラー１が反射して到達した受信ビームを別の方向に反射するものである。また、第２ミラー２は、到達した送信ビームを第１ミラー１の方向に反射するものである。第１ミラー１は、第２ミラー２が反射して到達した送信ビームを反射鏡部４０の方向に反射するものである。つまり、実施の形態１に係るビーム反射機構は、反射鏡部４０が集束したビーム（受信ビーム）を反射する第１ミラー１と、第１ミラー１が反射して到達したビーム（受信ビーム）を別の方向に反射する第２ミラー２と、第１ミラー１及び第２ミラー２が内部に配置された管状部１０とを備えているといえる。同じく、実施の形態１に係るビーム反射機構は、到達したビーム（送信ビーム）を反射する第２ミラー２と、第２ミラー２が反射して到達したビーム（送信ビーム）を反射鏡部４０へ反射する第１ミラー１と、第２ミラー２及び第１ミラー１が内部に配置された管状部１０とを備えているといえる。

詳しくは、反射鏡部４０と対向する第1ミラー１と、第１ミラー１と対向する第２ミラー２とが内部に配置された管状部１０は、管状の部材である、第１ハウジング部１１、第２ハウジング部１２、第１回転支持部２１を少なくとも有している。第１ハウジング部１１は、管の側面に反射鏡部４０が集束した受信ビーム又は第１ミラー１が反射して４０反射鏡部へ向かう送信ビームが通過する第１通過口を有している。この第１通過口と対向して第１ミラー１が第１ハウジング部１１の内部に配置されている。そして、が第１ハウジング部１１は、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸を回転軸として、第１ミラーとともに回転するものである。第１通過口は、図示するように、第１ハウジング部１１の円柱低面（後述する駆動軸支持部５側の底面）寄りの第１ハウジング部１１の円柱側面に、反射鏡部４０に向かって開いた開口である部分を意味している。これによって、第１ハウジング部１１と反射鏡部４０とは、光学的に連続している。なお、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸は、前述のＸ軸と平行な軸である。

第２ハウジング部１２は、第２ミラー２が内部に配置され、管の側面に第２ミラー２が反射した受信ビーム又は第２ミラー２に向かう送信ビームが通過する第２通過口を有するものである。第２通過口は、図示するように、第２ハウジング部１２の円柱低面（後述する駆動軸支持部５とは反対側の底面）寄りの第２ハウジング部１２の円柱側面に、第３ハウジング部１３の円柱底面（第４ハウジング部１４とは反対側の底面）が接続されたような部分を意味している。これによって、第２ハウジング部１２と第３ハウジング部１３は、連通している。第１回転支持部２１は、第１ハウジング部１１と第２ハウジング部１２とをつなぎ、第１ハウジング部１１を、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸を回転軸として回転可能に支持するものである。第１回転支持部２１は、例えば、第１回転継手部２１が好適である。第１回転継手部２１は、ベアリングを使った転がり軸受や、滑り軸受などが考えられる。

好ましくは、実施の形態１に係るビーム反射機構の構成は、さらに、第３ミラー３（第３集束反射鏡３）及び第４ミラー４（第４集束反射鏡４）をさらに備えていてもよい。図１から図１０において、第３ミラー３は、第２ミラー２が反射して到達した受信ビームを別の方向に反射し、第４ミラー４は、第３ミラー３が反射して到達した受信ビームを別の方向に反射するものである。同じく、第３ミラー３は、第４ミラー４が反射して到達した送信ビームを第２ミラー２の方向に反射し、第２ミラー２は、第３ミラー３が反射して到達した送信ビームを第１ミラー１の方向に反射するものである。ここで、管状部１０は、第３ミラー３及び第４ミラー４を管の内部に配置するために、第３ハウジング部１３及び第４ハウジング部１４をさらに備えている。

図１から図１０において、第４ハウジング部１４は、第４ハウジング部１４の一端側で第３ミラー３が内部に配置され、管の側面に第２ミラー２が反射した受信ビーム又は第３ミラー３が反射して第２ミラー２に向かう送信ビームが通過する第３通過口を有している。第３通過口は、図示するように、第４ハウジング部１４の円柱低面（後述する駆動軸支持部５とは反対側の底面）寄りの第４ハウジング部１４の円柱側面に、第２ハウジング部１２と反対側の第３ハウジング部１３の円柱底面が接続されたような部分を意味している。これによって、第３ハウジング部１３と第４ハウジング部１４は、連通している。また、第４ハウジング部１４は、第４ハウジング部１４の他端側で第４ミラー４が内部に配置され、管の側面に第４ミラー４が反射した受信ビーム又は第４ミラー４に向かう送信ビームが通過する第４通過口を有している。第４通過口は、図示するように、第４ハウジング部１４の円柱低面（後述する駆動軸支持部５側の底面）寄りの第４ハウジング部１４の円柱側面に、後述するハウジング支持部１６（円筒状、又は、円柱状の管）の円柱底面が接続されたような部分を意味している。これによって、第４ハウジング部１４とハウジング支持部１６とは、連通している。第３ハウジング部１３は、第２ハウジング部１２の第２通過口と第４ハウジング部１４の第３通過口と接続するものである。第２通過口と第３通過口とは、第３ハウジング部１３側の構成としてもよい。

第３ハウジング部１３は、第２ハウジング部１２又は第４ハウジング部１４の少なくとも一方と一体でもよい。なお、第３ハウジング部１３が二つの管状の部材を連結した構成としてもよく、この場合、第２ハウジング部１２側の部分の第３ハウジング部１３は、第２ハウジング部１２と一体でもよい。同じく、第４ハウジング部１４側の部分の第３ハウジング部１３は、第４ハウジング部１４と一体でもよい。つまり、第２通過口は、第２ハウジング部１２と第３ハウジング部１３との領域の境界を示すものといえ、第２通過口は、管状部１０が組み立てられた後は、実際に外部に空いた開口ではなくなる。同じく、第３通過口は、第３ハウジング部１３と第４ハウジング部１４との領域の境界を示すものといえ、第３通過口は、管状部１０が組み立てられた後は、実際に外部に空いた開口ではなくなる。

よって、管状部１０において、第２ハウジング部１２及び第３ハウジング部１３が一体構成の場合、又は、組み立てられて一体となった後の場合、第２通過口は、管状部１０の内部の光路の折り返し地点付近（第２ミラー２付近）を示すものとなる。同じく、管状部１０において、第３ハウジング部１３及び第４ハウジング部１４が一体構成の場合、又は、組み立てられて一体となった後の場合、第３通過口は、管状部１０の内部の光路の折り返し地点付近（第３ミラー３付近）を示すものとなる。すなわち、管状部１０において、第２ハウジング部１２、第３ハウジング部１３、第４ハウジング部１４が一体構成の場合、又は、組み立てられて一体となった後の場合、第２通過口、第３通過口は、管状部１０の内部の光路の折り返し地点付近（第２ミラー２、第３ミラー３付近）を示すものとなる。

第２ハウジング部１２及び第４ハウジング部１４は、第２ミラー２及び第３ミラー３の間の光軸が、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸と平行になる位置に、それぞれ第２通過口及び第３通過口を配置することが好ましい。また、第４ハウジング部１４は、第３ミラー３及び第４ミラー４の間の光軸が、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸と平行になる位置に、第３ミラー３及び第４ミラー４を配置することが好ましい。第４ハウジング部１４は、第４ミラー４が反射した受信ビーム又は第４ミラー４へ向かう送信ビームの光軸が、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸と平行になる位置に、又は、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸と一致する位置に、第４ミラー４を配置することが好ましい。

さらに、好ましくは、実施の形態１に係るビーム反射機構は、管状部１０の姿勢や形状の維持のために、駆動軸支持部５をさらに備えていてもよい。なお、反射鏡部４０（アンテナ部４０）を支持する場合は、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸が、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置（反射鏡駆動機構）のＥＬ軸に相当するため、駆動軸支持部５はＥＬ軸支持部５といえる。

図１から図１０において、駆動軸支持部５は、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸の方向における第２ハウジング部１２とは反対側で、第１ハウジング部１１を回転可能に支持するものである。例えば、第１ハウジング部１１から第２ハウジング部１２とは反対に突起した軸部材（ＥＬ軸の部材）を回転可能に支持するものでよい。もちろん、回転可能に支持する構成が、第１回転支持部２１と同じような構成でもよい。

さらに、駆動軸支持部５は、駆動軸支持部５の一端側で第１ハウジング部１１を回転可能に支持し、駆動軸支持部５の他端側が第４ハウジング部１４に固定されている。詳しくは、駆動軸支持部５は、第４ハウジング部１４の他端側で第４ハウジング部１４に固定されている。なお、第４ハウジング部１４の他端とは、第４ハウジング部１４に第３ハウジング部１３が接続された部分（第４ハウジング部１４の一端）とは反対側の端部である。駆動軸支持部５は、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸と平行に配置された板状の部材である。反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸は、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置（反射鏡駆動機構）のＡＺ軸に相当する。

図９及び図１０の断面図に示すように、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸（ＡＺ軸）と、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸（ＥＬ軸）とが通る仮想平面に第１ハウジング部１１及び第２ハウジング部１２（管状部１０）が延在している。この場合、第１ハウジング部１１及び第２ハウジング部１２（管状部１０）は、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸（ＡＺ軸）と、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸（ＥＬ軸）とが通る仮想平面で分割した分割構造として、第１ミラー１及び第２ミラー２を分割した、管状部１０の一方に設置してから、管状部１０の他方を一方に嵌合させて、第１ミラー１及び第２ミラー２を管状部１０に固定してもよい。

図１から図１０に示すように、第３ハウジング部１３又は第４ハウジング部１４（管状部１０）も、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸（ＡＺ軸）と、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸（ＥＬ軸）とが通る仮想平面に延在している場合は、第３ハウジング部１３又は第４ハウジング部１４も分割構造とできる。すなわち、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸（ＡＺ軸）と、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸（ＥＬ軸）とが通る仮想平面で分割した分割構造として、第３ミラー３及び第４ミラー４を分割した、管状部１０の一方に設置してから、管状部１０の他方を一方に嵌合させて、第３ミラー３及び第４ミラー４を管状部１０に固定してもよい。もちろん、最終的に、管状部１０が延在する仮想平面がどのようなものであっても、前述のような管状部１０を分割構造としてもよい。特に、第１ハウジング部１１、第２ハウジング部１２、第３ハウジング部１３、第４ハウジング部１４がそれぞれ別体である場合は、個別に、分割構造にすることで、第１ミラー１、第２ミラー２、第３ミラー３、第４ミラー４が固定しやすい。

図１から図４、図７、図８に示すように、管状部１０は、第１駆動部３１をさらに備えていてもよい。図３は、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置の正面図であり、Ｘ軸とＺ軸とが交差する平面を正面から見た図である。図４は、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置の右側面図であり、Ｙ軸とＺ軸とが交差する平面を右側から見た図である。なお、図５は、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置の背面図であり、Ｘ軸とＺ軸とが交差する平面を背面から見た図である。図６は、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置の左側面図であり、Ｙ軸とＺ軸とが交差する平面を左側から見た図である。図７及び図８は、ぞれぞれ、図１及び図２に示す実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置における反射鏡駆動機構（ビーム反射機構）に相当する部分を拡大して示したものである。

図１から図４、図７、図８に示すように、第１駆動部３１は、一部が第２ハウジング部１２に固定されている。第１駆動部３１は、第１ハウジング部１１を回転させるものである。なお、実施の形態１に係るビーム反射機構が反射鏡部４０（アンテナ部４０）を支持する場合は、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸が、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置（反射鏡駆動機構）のＥＬ軸に相当するため、第１駆動部３１はＥＬ軸駆動部３１といえる。第１駆動部３１（ＥＬ軸駆動部３１）は、例えば、モータとピニオンギアを有し、第１ハウジング部１１又は第１回転支持部２１に形成されたセクタギアに嵌め合わせたピニオンギアをモータが回転させることで、セクタギアの回転により第１ハウジング部１１を、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸（ＥＬ軸）を回転軸として回転させる。

図９及び図１０に、簡略的に示すように、実施の形態１に係るビーム反射機構（反射鏡駆動機構、反射鏡アンテナ装置）は、給電部６をさらに備えていてもよい。図９及び図１０において、給電部６は簡略的に示しており、断面を図示しているものではない。給電部６は、第４ミラー４が反射した受信ビームを受けるもの、又は、第４ミラーへ送信ビームを送るものである。例えば、給電部６は、ホーンアンテナと受信部とを有する構成が考えられる。第４ミラー４は、反射した受信ビームの光軸、又は、給電部６から第４ミラーに向かう送信ビームの光軸が、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸と平行になる位置に、又は、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸と一致する位置に、第４ミラー４を配置するように第４ハウジング部１４を形成することを前述した。よって、給電部６は、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸と平行になる軸上、又は、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸上に配置されることになる。

図１から図１０に示すように、実施の形態１に係るビーム反射機構は、管状支持台１５をさらに備えていてもよい。管状支持台１５は、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸と直交する、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸（ＡＺ軸）を回転軸として、管状部１０（第４ハウジング部１４）を回転させるものである。管状支持台１５は、給電部６を反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸上に配置する場合は、次のような構成が好ましい。

すなわち、管状支持台１５は、第４ハウジング部１４を支持し、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸（ＥＬ軸）と直交する、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸（ＡＺ軸）を回転軸として、第４ハウジング部１４とともに回転するハウジング支持部１６と、管状部１０（ビーム反射機構）の基部となり、内部に給電部６が収納された給電部収納部１７と、ハウジング支持部１６と給電部収納部１７とをつなぎ、ハウジング支持部１６を回転可能に支持する第２回転支持部２２とを有する。前述のように、ハウジング支持部１６は、管状部１０と同様に、円筒状や、円柱状の管が考えられる。もちろん、実施の形態１に係るビーム反射機構は、管状支持台１５（給電部収納部１７）の外部に、給電部６を配置してもよい。

この場合は、給電部収納部１７は、例えば管状のハウジング支持基部１７となる。この場合においても、給電部６と第４ミラーの間に、ミラー（集束反射鏡）などの光路を曲げる光学部材が無い場合、給電部６の配置は、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸と平行になる軸上、又は、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸上であればよい。

管状支持台１５がハウジング支持基部１７を有する場合、管状支持台１５は、第４ハウジング部１４を支持し、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸（ＥＬ軸）と直交する、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸（ＡＺ軸）を回転軸として、第４ハウジング部１４とともに回転するハウジング支持部１６と、管状部１０（ビーム反射機構）の基部であるハウジング支持基部１７をと、ハウジング支持部１６とハウジング支持基部１７とをつなぎ、ハウジング支持部１６を回転可能に支持する第２回転支持部２２とを有する。第２回転支持部２２は、例えば、第２回転継手部２２が好適である。第２回転継手部２２は、ベアリングを使った転がり軸受や、滑り軸受などが考えられる。

また、第４通過口は、ハウジング支持部１６側の構成としてもよい。さらに、ハウジング支持部１６と第４ハウジング部１４とが一体でもよい。なお、ハウジング支持部１６が二つの管状の部材を連結した構成としてもよく、この場合、第４ハウジング部１４側の部分のハウジング支持部１６は、第４ハウジング部１４と一体でもよい。つまり、第４通過口は、第４ハウジング部１４とハウジング支持部１６（管状支持台１５）との領域の境界を示すものといえ、第４通過口は、管状部１０、又は、ハウジング支持部１６（管状支持台１５）が組み立てられた後は、実際に外部に空いた開口ではなくなる。

よって、管状部１０において、第４ハウジング部１４及びハウジング支持部１６が一体構成の場合、又は、組み立てられて一体となった後の場合、第４通過口は、管状部１０の内部の光路の折り返し地点付近（第４ミラー４付近）を示すものとなる。すなわち、管状部１０において、第２ハウジング部１２、第３ハウジング部１３、第４ハウジング部１４、ハウジング支持部１６が一体構成の場合、又は、組み立てられて一体となった後の場合、第２通過口、第３通過口、第４通過口は、管状部１０の内部の光路の折り返し地点付近（第２ミラー２、第３ミラー３、第４ミラー４付近）を示すものとなる。

このような、ハウジング支持部１６、給電部収納部１７（ハウジング支持基部１７）、第２回転支持部２２を有する管状支持台１５は、第２駆動部３２をさらに備えていてもよい。第２駆動部３２は、ハウジング支持部１６を介して第４ハウジング部１４（管状部１０）を回転させるものである。なお、実施の形態１に係るビーム反射機構が反射鏡部４０（アンテナ部４０）を支持する場合は、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸が、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置（反射鏡駆動機構）のＡＺ軸に相当するため、第２駆動部３２はＡＺ軸駆動部３２といえる。

第２駆動部３２（ＡＺ軸駆動部３２）は、例えば、モータとピニオンギアを有し、ハウジング支持部１６又は第２回転支持部２２に形成されたセクタギアに嵌め合わせたピニオンギアをモータが回転させることで、セクタギアの回転によりハウジング支持部１６を、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸（ＡＺ軸）を回転軸として回転させる。なお、第４ミラー４が反射した受信ビーム、又は、給電部６から第４ミラーに向かう送信ビームの進行方向（光路）が、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸と一致しない場合、つまり、第４ミラー４が反射した受信ビーム、又は、給電部６から第４ミラーに向かう送信ビームが通過する第４通過口と、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸とがずれている場合は、第２駆動部３２（ＡＺ軸駆動部３２）は次の通りである。

第２駆動部３２（ＡＺ軸駆動部３２）は、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸（ＡＺ軸）を回転軸として、管状部１０を回転させるものであるため、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸（ＡＺ軸）を通る部分で管状支持台１５が管状部１０を支持する必要がある。例えば、第３ハウジング部１３側の第４ハウジング部１４の端部（一端）と、第３ハウジング部１３に対して反対側の第４ハウジング部１４の端部（他端）との間に、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸（ＡＺ軸）を通る場合は、その部分で、管状支持台１５（ハウジング支持部１６）が第４ハウジング部１４を支持すればよい。

一方、第３ハウジング部１３に対して反対側の第４ハウジング部１４の端部（他端）に対して、第３ハウジング部１３側の第４ハウジング部１４の端部（一端）と反対側を、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸（ＡＺ軸）を通る場合は、第４ハウジング部１４が存在しない。この場合は、第４ハウジング部１４から延長した延長部を管状部１０に形成して、管状支持台１５（ハウジング支持部１６）が延長部を支持すればよい。この延長部に関しては、第３ハウジング部１３又は第４ハウジング部１４（管状部１０）が、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸（ＡＺ軸）と、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸（ＥＬ軸）とが通る仮想平面に延在していない場合でも実現できる。

図示するように、実施の形態１に係るビーム反射機構（管状部１０）において、第１ミラー１は、反射鏡部４０及び第１ミラー１の間の光軸、又は、ＡＺ軸に対して、４５°傾斜していることが好ましい。第１ミラー１は、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸、又は、ＥＬ軸に対して、４５°傾斜していることが好ましい。第２ミラー２は、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸、又は、ＥＬ軸に対して、４５°傾斜していることが好ましい。第２ミラー２は、第２ミラー２及び第３ミラー３の間の光軸、又は、ＡＺ軸に対して、４５°傾斜していることが好ましい。第３ミラー３は、第２ミラー２及び第３ミラー３の間の光軸、又は、ＡＺ軸に対して、４５°傾斜していることが好ましい。第３ミラー３は、第３ミラー３及び第４ミラー４の間の光軸、又は、ＥＬ軸に対して、４５°傾斜していることが好ましい。第４ミラー４は、第３ミラー３及び第４ミラー４の間の光軸、又は、ＥＬ軸に対して、４５°傾斜していることが好ましい。第４ミラー４は、第４ミラー４及び給電部６の間の光軸、又は、ＡＺ軸に対して、４５°傾斜していることが好ましい。

実施の形態１．（反射鏡支持構造）
次に、実施の形態１に係る反射鏡支持構造を説明する。前述の通り、実施の形態１に係る反射鏡駆動機構は、実施の形態１に係るビーム反射機構と第１鏡面支持部４１とを備えたものである。第１鏡面支持部４１は、第１ハウジング部１１に接続され、反射鏡部４０を支持するものである。

好ましくは、第１鏡面支持部４１は、反射鏡部４０を支持し、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸（ＥＬ軸）と交差する軸（クロスＥＬ軸）を回転軸として、反射鏡部４０とともに回転する鏡面支持部４２と、第１ハウジング部１１に接続されたハウジング接続部４３と、鏡面支持部４２とハウジング接続部４３とをつなぎ、鏡面支持部４２を回転可能に支持する第３回転支持部２３とを有している。

ハウジング接続部４３は、第１通過口と光学的に連通する開口部４４と、第１ハウジング部１１の側へ延伸した複数の脚部４５とを有し、脚部４５が第１ハウジング部１１に接続されている。二つの脚部４５と開口部４４とが第１通過口を覆うように、第１ハウジング部１１を二つの脚部４５と開口部４４とが跨いだような配置になっている。

第１鏡面支持部４１は、第３駆動部３３をさらに備えていてもよい。第３駆動部３３は、鏡面支持部４２（反射鏡４０）を回転させるものである。第３駆動部３３は、鏡面支持部４２を介して反射鏡部４０を回転させるものである。例えば、第３回転支持部２３及び第３駆動部３３は、ジャッキが考えられる。ジャッキの場合は、第３回転支持部２３がジャッキの伸縮するシャフト部に相当し、第３駆動部３３がシャフトを駆動する駆動部に相当するといえる。

前述の通り、実施の形態１に係る反射鏡支持構造が反射鏡部４０（アンテナ部４０）を支持する場合は、第１ミラー及び第２ミラーの間の光軸と交差する軸が、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置（反射鏡駆動機構）のクロスＥＬ軸に相当するため、第３駆動部３３はクロスＥＬ軸駆動部３３といえる。鏡面支持部４２が、反射鏡部４０を支持しているため、ジャッキによって、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸（ＥＬ軸）と交差する軸（クロスＥＬ軸）を回転軸として、反射鏡部４０が回転する。

第３回転支持部２３及び第３駆動部３３がジャッキの場合を例示したが、第３回転支持部２３及び第３駆動部３３は、前述の第２回転支持部２２及び第２駆動部３２と同じような構成でもよい。この場合、第３回転支持部２３は、例えば、第３回転継手部２３が好適である。第３回転継手部２３は、ベアリングを使った転がり軸受や、滑り軸受などが考えられる。

よって、第３駆動部３２（クロスＥＬ軸駆動部３３）は、例えば、モータとピニオンギアを有し、鏡面支持部４２に形成されたセクタギアに嵌め合わせたピニオンギアをモータが回転させることで、セクタギアの回転により鏡面支持部４２を、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸（ＥＬ軸）と交差する軸（クロスＥＬ軸）を回転軸として回転させる。鏡面支持部４２が、反射鏡部４０を支持しているため、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸（ＥＬ軸）と交差する軸（クロスＥＬ軸）を回転軸として、反射鏡部４０が回転する。

実施の形態１．（反射鏡アンテナ装置）
次に、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置を説明する。前述の通り、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置は、実施の形態１に係る反射鏡駆動機構と反射鏡部４０とを備えたものである。実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置は、光学望遠鏡や電波望遠鏡を含むものとする。

反射鏡部４０は、第１鏡面支持部４１（鏡面支持部４２）に支持された主鏡４６と、主鏡４６が集束したビームを反射して第１ミラー１へ到達させる、又は、第１ミラー１が反射した送信ビームを反射して主鏡４６へ到達させる副鏡４７と、主鏡４６と副鏡４７との間に介在し、副鏡４７を支持する第２鏡面支持部４８とを備えている。第２鏡面支持部４８は、主鏡４６と副鏡４７との間に介在するステー４８（支持ビーム４８）が考えられる。図中では、三つのステーの一端が主鏡４６に固定され、三つのステーは副鏡４６に近づくにつれ互いの距離が縮まっていき、三つのステーの他端で副鏡４７を支持している。

第２鏡面支持部４８の主鏡４６側（第２鏡面支持部４８の一端側）については、主鏡４６の鏡面の一部を貫通し、主鏡４６の鏡面を支持している第１鏡面支持部４１（鏡面支持部４２）に、又は主鏡４６の鏡面の反対面である背面に接続することが好ましい。もちろん、主鏡４６の鏡面の外周に、第２鏡面支持部４８（ステー４８）を配置して、外周経由で、主鏡４６の鏡面を支持している第１鏡面支持部４１（鏡面支持部４２）に、又は主鏡４６の鏡面の反対面である背面に接続してもよい。

第２鏡面支持部４８の副鏡４７側（第２鏡面支持部４８の他端側）については、副鏡４７の鏡面の反対面である背面を、例えば図示するような三角形の鏡支持体４９で支持し、鏡支持体４９の三つの頂点に、三つのステーの他端をそれぞれ接続することが好ましい。さらに、副鏡４７の背面と鏡支持体４９との間には、副鏡４７の背面にパッドなどを介して固定された鏡固定部５０が形成されている。鏡固定部５０は、鏡支持体４９の一部としてよい。鏡固定部５０の数は三の倍数が好ましい。第２鏡面支持部４８（ステー４８）は、鏡支持体４９、又は、鏡支持体４９及び鏡固定部５０を含むものとしてもよい。主鏡４６と副鏡４７とは、互いの鏡面を対向させて配置されている。主鏡４６の中心部には、副鏡４７が反射した受信ビーム又は第１ミラー１が反射した送信ビームが通過する鏡面開口５１が開いている。そのため、主鏡４６の鏡面開口５１と副鏡４７とが対向しているともいえる。

これまで、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置は、ＥＬ軸、ＡＺ軸、クロスＥＬ軸の三軸が駆動するものを例として説明した。このような三軸駆動のアンテナ装置（反射鏡アンテナ装置）は、衛星などを追尾するためのアンテナ装置として使用する場合、追尾対象が天頂付近を通過する場合でも追尾が容易に可能となる。一方、ＥＬ軸－ＡＺ軸マウントやＸ－Ｙ軸マウントなどの二軸駆動のアンテナ装置（反射鏡アンテナ装置）は、追尾対象が天頂付近を通過する場合に理論的に追尾が不可能な領域が生じてしまう。

もちろん、実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置は、クロスＥＬ軸を除く、ＥＬ軸、ＡＺ軸の二軸が駆動するものでも実施が可能である。この場合、好ましくは、第１鏡面支持部４１は、反射鏡部４０を支持する鏡面支持部４２と、第１ハウジング部１１に接続されたハウジング接続部４３と、鏡面支持部４２とハウジング接続部４３とをつなぐ支持部２３とを有しておればよい。鏡面支持部４２と支持部２３とは一体でもよい。さらに、鏡面支持部４２及び支持部２３に加えて、ハウジング接続部４３も一体でよい。

よって、第１鏡面支持部４１は、第１通過口と光学的に連通する開口部４４と、第１ハウジング部１１の側へ延伸した複数の脚部４５とを有し、脚部４５が第１ハウジング部１１に接続されているといえる。同じく、二つの脚部４５と開口部４４とが第１通過口を覆うように、第１ハウジング部１１を二つの脚部４５と開口部４４とが跨いだような配置になっているといえる。

実施の形態１に係る反射鏡アンテナ装置の駆動軸が二軸であれ三軸であれ、実施の形態１に係るビーム反射機構及び反射鏡支持機構は、次のような特徴がある。実施の形態１に係るビーム反射機構は、管状部１０の内部に第１ミラー１及び第２ミラー２が配置され、第１ミラー１及び第２ミラー２の間の光軸を回転軸として、第１ミラー１とともに管状部１０の一部が回転するので、簡便な構造である。実施の形態１に係る反射鏡支持機構は、支持している反射鏡部４０からの受信ビームを、第１ミラー１、第２ミラー２、第３ミラー３、第４ミラー４、給電部６の順の光路を伝搬させる集束ビーム給電方式である。又は、給電部６から送信された送信ビームを、第４ミラー４、第３ミラー３、第２ミラー２、第１ミラー１、反射鏡部４０の順の光路を伝搬させる集束ビーム給電方式である。これらのような集束ビーム給電方式のため、実施の形態１に係る反射鏡支持機構は、導波管を使って、ビーム（受信ビーム、送信ビーム）を導波管と給電部６との間で伝搬させる場合よりもビームの損失が少ない。つまり、給電損失が少ない。

また、実施の形態１に係るビーム反射機構及び反射鏡支持機構は、集束ビーム給電方式のための構成であり、かつ、これまで説明した構成のため、管状支持台１５の内部や管状支持台１５の付近に給電部６を容易に配置することを実現できる。よって、スペースが限られている反射鏡部４０（主鏡４６）付近や第１駆動部３１（ＥＬ軸駆動部３１）付近に、給電部６を配置する必要がない。

１第１ミラー（第１集束反射鏡）、２第２ミラー（第２集束反射鏡）、
３第３ミラー（第３集束反射鏡）、４第４ミラー（第４集束反射鏡）、
５駆動軸支持部（ＥＬ軸支持部）、６給電部、
１０管状部、１１第１ハウジング部、１２第２ハウジング部、
１３第３ハウジング部、１４第４ハウジング部、１５管状支持台、
１６ハウジング支持部、１７給電部収納部（ハウジング支持基部）、
２１第１回転支持部（第１回転継手部）、２２第２回転支持部（第２回転継手部）、
２３第３回転支持部（第３回転継手部、支持部２３）、
３１第１駆動部（ＥＬ軸駆動部）、３２第２駆動部（ＡＺ軸駆動部）、
３３第３駆動部（クロスＥＬ軸駆動部）、
４０反射鏡部（アンテナ部）、４１第１鏡面支持部、４２鏡面支持部、
４３ハウジング接続部、４４開口部、４５脚部、４６主鏡、４７副鏡、
４８第２鏡面支持部（ステー、支持ビーム）、４９鏡支持体、５０鏡固定部、
５１鏡面開口。

Claims

反射鏡部と対向する第１ミラーと、前記第１ミラーと対向する第２ミラーと、前記第１ミラー及び前記第２ミラーが内部に配置された管状部とを備え、
前記管状部は、側面に前記反射鏡部が集束した受信ビーム又は前記第１ミラーが反射して前記反射鏡部へ向かう送信ビームが通過する第１通過口を有し、前記第１通過口と対向して前記第１ミラーが内部に配置され、前記第１ミラー及び前記第２ミラーの間の光軸を回転軸として、前記第１ミラーとともに回転する第１ハウジング部と、前記第２ミラーが内部に配置され、側面に前記第２ミラーが反射した前記受信ビーム又は前記第２ミラーに向かう前記送信ビームが通過する第２通過口を有する第２ハウジング部と、前記第１ハウジング部と前記第２ハウジング部とをつなぎ、前記第１ハウジング部を回転可能に支持する第１回転支持部とを有し、
前記第１ハウジング部および前記第２ハウジング部は、前記第１ミラー及び前記第２ミラーの間の光軸を含む平面で分割した構造を有し、
前記第１ハウジング部の一方に前記第１ミラーが在り、前記第２ハウジング部の一方に前記第２ミラーが在り、前記第１ハウジング部の他方を前記一方に嵌合しており、前記第２ハウジング部の他方を前記一方に嵌合していることを特徴とするビーム反射機構。
前記管状部は、第１駆動部をさらに備え、前記第１駆動部は、前記第１ハウジング部を回転させるものであることを特徴とする請求項１に記載のビーム反射機構。
前記第１駆動部は、一部が前記第２ハウジング部に固定されたことを特徴とする請求項２に記載のビーム反射機構。
第３ミラー、第４ミラーをさらに備え、
前記第３ミラーは、前記第２ミラーが反射して到達した前記受信ビームを別の方向に反射し、前記第４ミラーは、前記第３ミラーが反射して到達した前記受信ビームを別の方向に反射し、又は、前記第３ミラーは、前記第４ミラーが反射して到達した前記送信ビームを前記第２ミラーの方向に反射し、前記第２ミラーは、前記第３ミラーが反射して到達した前記送信ビームを前記第１ミラーの方向に反射し、
前記管状部は、第３ハウジング部及び第４ハウジング部をさらに備え、前記第４ハウジング部は、一端側で前記第３ミラーが内部に配置され、側面に前記第２ミラーが反射した前記受信ビーム又は前記第３ミラーが反射して前記第２ミラーに向かう前記送信ビームが通過する第３通過口を有し、他端側で前記第４ミラーが内部に配置され、側面に前記第４ミラーが反射した前記受信ビーム又は前記第４ミラーに向かう前記送信ビームが通過する第４通過口を有し、前記第３ハウジング部は、前記第２通過口と前記第３通過口と接続し、
前記第４ハウジング部は、前記第３ミラー及び前記第４ミラーの間の光軸を含む平面で分割した構造を有し、
前記第４ハウジング部の一方に前記第３ミラーおよび前記第４ミラーが在り、前記第４ハウジング部の他方を前記一方に嵌合していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のビーム反射機構。
駆動軸支持部をさらに備え、前記駆動軸支持部は、前記第１ミラー及び前記第２ミラーの間の光軸の方向における前記第２ハウジング部とは反対側で、前記第１ハウジング部を回転可能に支持することを特徴とする請求項４に記載のビーム反射機構。
前記駆動軸支持部は、一端側で前記第１ハウジング部を回転可能に支持し、他端側が前記第４ハウジング部に固定されたことを特徴とする請求項５に記載のビーム反射機構。
前記駆動軸支持部は、前記第４ハウジング部の他端側で前記第４ハウジング部に固定されたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のビーム反射機構。
前記駆動軸支持部は、前記反射鏡部及び前記第１ミラーの間の光軸と平行に配置された板状の部材であることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のビーム
反射機構。
前記第２ハウジング部及び前記第４ハウジング部は、前記第２ミラー及び前記第３ミラーの間の光軸が、前記反射鏡部及び前記第１ミラーの間の光軸と平行になる位置に、それぞれ前記第２通過口及び前記第３通過口が配置されたことを特徴とする請求項４から請求項８のいずれか１項に記載のビーム反射機構。
前記第４ハウジング部は、前記第３ミラー及び前記第４ミラーの間の光軸が、前記第１ミラー及び前記第２ミラーの間の光軸と平行になる位置に、前記第３ミラー及び前記第４ミラーを配置したことを特徴とする請求項４から請求項９のいずれか１項に記載のビーム
反射機構。
前記第４ハウジング部は、前記第４ミラーが反射した前記受信ビーム又は前記第４ミラーへ向かう前記送信ビームの光軸が、前記反射鏡部及び前記第１ミラーの間の光軸と平行になる位置に、又は、前記反射鏡部及び前記第１ミラーの間の光軸と一致する位置に、前記第４ミラーを配置したことを特徴とする請求項４から請求項１０のいずれか１項に記載のビーム反射機構。
給電部をさらに備え、前記給電部は、前記第４ミラーが反射した前記受信ビームを受けること、又は、前記第４ミラーへ前記送信ビームを送ることを特徴とする請求項４から請求項１１のいずれか１項に記載のビーム反射機構。
管状支持台をさらに備え、前記管状支持台は、前記第４ハウジング部を支持し、前記第１ミラー及び前記第２ミラーの間の光軸と直交する、前記反射鏡部及び前記第１ミラーの間の光軸を回転軸として、前記第４ハウジング部とともに回転するハウジング支持部と、内部に前記給電部が収納された給電部収納部と、前記ハウジング支持部と前記給電部収納部とをつなぎ、前記ハウジング支持部を回転可能に支持する第２回転支持部とを有することを特徴とする請求項１２に記載のビーム反射機構。
前記管状支持台は、第２駆動部をさらに備え、前記第２駆動部は、前記第４ハウジング部を回転させるものであることを特徴とする請求項１３に記載のビーム反射機構。
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のビーム反射機構と、前記第１ハウジング部に接続され、前記反射鏡部を支持する第１鏡面支持部とを備えた反射鏡駆動機構。
前記第１鏡面支持部は、前記反射鏡部を支持し、前記第１ミラー及び前記第２ミラーの間の光軸と交差する軸を回転軸として、前記反射鏡部とともに回転する鏡面支持部と、前記第１ハウジング部に接続されたハウジング接続部と、前記鏡面支持部と前記ハウジング接続部とをつなぎ、前記鏡面支持部を回転可能に支持する第３回転支持部とを有することを特徴とする請求項１５に記載の反射鏡駆動機構。
前記第１鏡面支持部は、第３駆動部をさらに備え、前記第３駆動部は、前記鏡面支持部を回転させるものであることを特徴とする請求項１６に記載の反射鏡駆動機構。
前記第３回転支持部及び前記第３駆動部は、ジャッキであることを特徴とする請求項１７に記載の反射鏡駆動機構。
前記ハウジング接続部は、前記第１通過口と光学的に連通する開口部と、前記第１ハウジング部の側へ延伸した複数の脚部とを有し、前記脚部が前記第１ハウジング部に接続されたことを特徴とする請求項１６から請求項１８のいずれか１項に記載の反射鏡駆動機構。
請求項１５から請求項１９のいずれか１項に記載の反射鏡駆動機構と、前記反射鏡部とを備えた反射鏡アンテナ装置。
前記反射鏡部は、前記第１鏡面支持部に支持された主鏡と、前記主鏡が集束した前記受信ビームを反射して前記第１ミラーへ到達させる、又は、前記第１ミラーが反射した前記送信ビームを反射して前記主鏡へ到達させる副鏡と、前記主鏡と前記副鏡との間に介在し、前記副鏡を支持する第２鏡面支持部とを備えたことを特徴とする請求項２０に記載の反射鏡アンテナ装置。