JP2001069380A - Two shaft driving mechanism, picture input device using the same and light projection device - Google Patents

Two shaft driving mechanism, picture input device using the same and light projection device

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JP2001069380A
JP2001069380A JP2000077755A JP2000077755A JP2001069380A JP 2001069380 A JP2001069380 A JP 2001069380A JP 2000077755 A JP2000077755 A JP 2000077755A JP 2000077755 A JP2000077755 A JP 2000077755A JP 2001069380 A JP2001069380 A JP 2001069380A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a two shaft driving mechanism reducing the burden on a motor in a driving mechanism where a driving part which is constituted of a single motor is used and reciprocating movement is executed without installing electric connection between the driving part and a part to be driven and to provide a picture input device using the mechanism and a light projection device. SOLUTION: The device has a picture input part 200 having a camera 1, a mirror 2 reflecting an image onto the camera 1 and inputting it and motors 3A and 3B rotating the mirror 2 in a horizontal and a vertical directions, a mirror rotation control means 102 controlling the motor 3A and the motor 3B, a computer 101 formed of a picture acquirement means 103 and a picture conversion means 104 and a picture display means 106. The motor 3A and the motor 3B are operated with such a constitution and the mirror 2 is turned to a direction in which an image is picked up. Thus, the picture of the desired direction can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被駆動部を2軸回
転できる2軸駆動機構、及びその2軸駆動機構とカメラ
を組み合わせた画像入力装置、及びその2軸駆動機構と
投光器を組み合わせた光投射装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-axis drive mechanism capable of rotating a driven part by two axes, an image input device in which the two-axis drive mechanism is combined with a camera, and a combination of the two-axis drive mechanism and a projector. The present invention relates to a light projection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】(2軸雲台カメラ)被駆動部を2軸回転
できる2軸駆動機構を用いた従来例として、図39にカ
メラと2軸駆動機構を組み合わせた2軸雲台カメラを示
す。本従来例の2軸雲台カメラは、カメラ1と、L字治
具50を回転できるモータ(モーターともいう)3A
と、L字治具50に固定されたモータ3Bと、モータ3
A及びモータ3Bを制御するカメラ回転制御手段109
と、カメラ1からの画像を表示する画像表示手段106
と、を備えて構成されている。
2. Description of the Related Art (Two-Axis Head Camera) As a conventional example using a two-axis drive mechanism capable of rotating a driven part by two axes, FIG. 39 shows a two-axis head camera combining a camera and a two-axis drive mechanism. . The conventional two-axis head camera has a motor (also referred to as a motor) 3A that can rotate the camera 1 and the L-shaped jig 50.
A motor 3B fixed to the L-shaped jig 50;
A and camera rotation control means 109 for controlling motor 3B
And image display means 106 for displaying an image from camera 1
And is provided.

【0003】モータ3Aが、カメラ回転制御手段109
からの制御信号に従って回転駆動されると、L字治具5
0と、L字治具50に固定されたモータ3Bとカメラ1
の全てが水平方向(矢印A)に回転駆動される。モータ
3Bが、カメラ回転制御手段109からの制御信号に従
って回転駆動されると、カメラ1は垂直方向(矢印B)
に回転駆動される。以上より、カメラ回転制御手段10
9は、カメラ1を2軸回転駆動できる。カメラ1で取得
された画像は、画像表示手段106に送られ、表示され
る。
[0003] The motor 3A is connected to the camera rotation control means 109.
Is driven in accordance with the control signal from the L-shaped jig 5
0, the motor 3B fixed to the L-shaped jig 50 and the camera 1
Are rotationally driven in the horizontal direction (arrow A). When the motor 3B is driven to rotate in accordance with a control signal from the camera rotation control means 109, the camera 1 moves in the vertical direction (arrow B).
Is driven to rotate. From the above, the camera rotation control means 10
9 can drive the camera 1 biaxially. The image obtained by the camera 1 is sent to the image display means 106 and displayed.

【0004】図39に示した2軸雲台カメラは、カメラ
1を垂直回転させるモータ3Bがカメラ1をダイレクト
ドライブする場合の一例である。市販されている2軸回
転用カメラ雲台では、ウォームギヤなどを用いて装置全
体をコンパクトにしている物も多い。しかし、いずれの
場合も、水平回転用のモータ3Aが、カメラ1及び垂直
回転用のモータ3Bの両方を回転駆動しているという点
では同じである。
The two-axis camera shown in FIG. 39 is an example in which a motor 3B for rotating the camera 1 vertically drives the camera 1 directly. Many commercially available two-axis rotary camera heads use a worm gear or the like to make the entire apparatus compact. However, in either case, the same is true in that the motor 3A for horizontal rotation drives both the camera 1 and the motor 3B for vertical rotation.

【0005】(スリップリングを用いた2軸雲台カメ
ラ)図40に、水平回転の軸回りに、いわゆるスリップ
リングを備えた2軸回転雲台カメラの従来例を示す。本
従来例は、図39に示した第1の従来例とほぼ同様であ
るが、モータ3AがL字治具50を回転する回転軸の回
りに、スリップリング51が備えられている点が異な
る。スリップリング51は、内側回転端子51Aと外側
回転端子51Bとから構成されている。内側回転端子5
1Aと外側回転端子51Bは、互いに回転しつつ電気的
に接続されるように構成されている。外側回転端子51
Bは、モータ3A及びカメラ回転制御手段109及び画
像表示手段106が固定されている図示されていない装
置筐体側に固定されている。内側回転端子51Aには、
モータ3Aの回転軸及びL字治具50が固定されてい
る。したがって、モータ3Aが回転駆動されると、内側
回転端子51Aが回転され、L字治具50が回転され
る。
(Two-Axis Head Camera Using Slip Ring) FIG. 40 shows a conventional example of a two-axis head camera equipped with a so-called slip ring around the axis of horizontal rotation. This conventional example is almost the same as the first conventional example shown in FIG. 39, except that a slip ring 51 is provided around a rotation axis around which a motor 3A rotates an L-shaped jig 50. . The slip ring 51 includes an inner rotating terminal 51A and an outer rotating terminal 51B. Inner rotating terminal 5
1A and the outer rotating terminal 51B are configured to be electrically connected while rotating with each other. Outer rotating terminal 51
B is fixed to a device housing (not shown) to which the motor 3A, the camera rotation control means 109 and the image display means 106 are fixed. In the inner rotating terminal 51A,
The rotating shaft of the motor 3A and the L-shaped jig 50 are fixed. Therefore, when the motor 3A is rotationally driven, the inner rotating terminal 51A is rotated, and the L-shaped jig 50 is rotated.

【0006】カメラ1からの画像を伝送するケーブル
と、モータ3Bを制御する制御信号を伝送するケーブル
は、内側回転端子51Aに接続されている。外側回転端
子51Bには、画像表示手段106に画像を伝送するケ
ーブルと、カメラ回転制御手段109からの制御信号を
伝送するケーブルが接続されている。カメラ回転制御手
段109からのモータ3Bに対する制御信号は、外側回
転端子51Bから内側回転端子51Aを介してモータ3
Bに送られる。また、カメラ1で取得された画像は、内
側回転端子51Aから外側回転端子51Bを介して画像
表示手段106に送られる。モータ3Aの制御信号は、
カメラ回転制御手段109から直接送られる。
A cable for transmitting an image from the camera 1 and a cable for transmitting a control signal for controlling the motor 3B are connected to the inner rotating terminal 51A. A cable for transmitting an image to the image display means 106 and a cable for transmitting a control signal from the camera rotation control means 109 are connected to the outer rotation terminal 51B. The control signal for the motor 3B from the camera rotation control means 109 is transmitted from the outer rotation terminal 51B to the motor 3B via the inner rotation terminal 51A.
Sent to B. The image obtained by the camera 1 is sent from the inner rotating terminal 51A to the image display means 106 via the outer rotating terminal 51B. The control signal of the motor 3A is
Sent directly from the camera rotation control means 109.

【0007】(ミラー回転カメラ)前述した2軸雲台カ
メラは、カメラを2軸回転させることで所望の方向の画
像を取得することを目的としている。同じ目的を達成す
るものとして、カメラ前方に配置したミラーを回転させ
る方式も考えられる。図41に、従来技術の一つとして
ミラー回転型カメラを示す。
(Mirror Rotation Camera) The above-described two-axis head camera aims to acquire an image in a desired direction by rotating the camera in two axes. To achieve the same purpose, a method of rotating a mirror disposed in front of the camera may be considered. FIG. 41 shows a mirror rotation type camera as one of the prior arts.

【0008】本従来技術のミラー回転型カメラは、上向
きに置かれたカメラ1と、カメラ1の光軸と中心軸を同
一にして配置されたリング形状のギヤであるリングギヤ
5と、モータ3Aの回転駆動をリングギヤ5に伝達する
ためのギヤ40と、リングギヤ5をギヤ40を介して回
転駆動するためのモータ3Aと、リングギヤ5に固定さ
れたミラー支柱9に回転可能なように保持されたミラー
2と、ミラー支柱9に固定されミラー2を垂直回転駆動
するモータ3Bと、カメラ1からの画像を取得する画像
取得手段103と、画像取得手段103で得られた画像
を回転変換処理する画像変換手段104と、から構成さ
れているコンピュータ101と、画像変換手段104か
ら出力された画像を表示する画像表示手段106と、コ
ンピュータ101からの制御信号に応じてモータ3A及
びモータ3Bを制御するミラー回転制御手段102と、
を備えて構成されている。
The mirror rotating type camera according to the prior art includes a camera 1 placed upward, a ring gear 5 which is a ring-shaped gear arranged with the optical axis and the central axis of the camera 1 being the same, and a motor 3A. A gear 40 for transmitting rotational drive to the ring gear 5, a motor 3A for rotationally driving the ring gear 5 via the gear 40, and a mirror rotatably held on a mirror support 9 fixed to the ring gear 5. 2, a motor 3B fixed to the mirror support 9 and driving the mirror 2 to rotate in a vertical direction, an image acquisition unit 103 for acquiring an image from the camera 1, and an image conversion unit for performing a rotational conversion process on the image obtained by the image acquisition unit 103. Means 104, an image display means 106 for displaying an image output from the image conversion means 104, and a computer 101. A mirror rotation controller 102 for controlling the motor 3A and a motor 3B in response to al of the control signal,
It is provided with.

【0009】ミラー回転制御手段102は、コンピュー
タ101からの制御信号に応じてモータ3A及びモータ
3Bを回転駆動する。モータ3Aが回転駆動されると、
ギヤ40を介してリングギヤ5が回転駆動される。ミラ
ー2は、リングギヤ5に固定されたミラー支柱9に保持
されているので、モータ3Aの回転に伴ってカメラ1の
光軸回りに回転されることになる。一方、モータ3Bが
回転駆動されると、ミラー2は垂直方向(チルト)に回
転される。
The mirror rotation control means 102 drives the motors 3A and 3B to rotate in response to a control signal from the computer 101. When the motor 3A is driven to rotate,
The ring gear 5 is driven to rotate via the gear 40. Since the mirror 2 is held by the mirror support 9 fixed to the ring gear 5, the mirror 2 is rotated around the optical axis of the camera 1 with the rotation of the motor 3A. On the other hand, when the motor 3B is driven to rotate, the mirror 2 is rotated in the vertical direction (tilt).

【0010】ところで本従来例では、カメラ1が固定さ
れ、ミラー2だけをカメラ1の光軸回りに回転させて所
望方向の画像を取得するため、図2に示すような画像が
得られることになる。図中の矢印は、撮像対象の上下方
向(矢印方向が上)を表している。このため、取得した
画像をそのまま表示すれば、上下方向が傾いた画像とな
るため、画像を回転変換してから表示する必要がある。
そこで、コンピュータ101は、画像取得手段103で
取得された画像を、画像変換手段104で回転変換処理
をし、画像表示手段106に出力する。回転変換処理の
パラメータは、ミラー2のカメラ1に対する相対回転角
度で決定される。本従来例には、ミラー2の回転角度を
検出するための図示されていない原点センサ及びエンコ
ーダが内蔵されており、コンピュータ101はそれらの
値を参照することでミラー2のカメラ1に対する相対回
転角度を検出できる。回転変換処理のパラメータは、こ
れを基に算出する。
In this conventional example, since the camera 1 is fixed and only the mirror 2 is rotated around the optical axis of the camera 1 to obtain an image in a desired direction, an image as shown in FIG. 2 is obtained. Become. The arrows in the figure indicate the vertical direction of the imaging target (the direction of the arrow is upward). For this reason, if the acquired image is displayed as it is, the image will be tilted up and down, and it is necessary to display the image after rotationally converting it.
Therefore, the computer 101 performs a rotation conversion process on the image acquired by the image acquisition unit 103 by the image conversion unit 104 and outputs the image to the image display unit 106. The parameters of the rotation conversion process are determined by the relative rotation angle of the mirror 2 with respect to the camera 1. This conventional example has a built-in origin sensor and encoder (not shown) for detecting the rotation angle of the mirror 2, and the computer 101 refers to these values to determine the relative rotation angle of the mirror 2 with respect to the camera 1. Can be detected. The parameters of the rotation conversion processing are calculated based on the parameters.

【0011】(その他)以上のように、2軸駆動機構を
用いた画像入力装置の従来例を3つ挙げて説明したが、
2軸駆動機構の応用としては、画像入力装置だけではな
く、照明ライトやパラボラアンテナの2軸回転台、ロケ
ット発射台、ロボットの関節などがある。しかし、いず
れの場合も、従来技術として説明したように、被駆動部
と、被駆動部を1軸方向に回転するモータと、前記被駆
動部と前記モータの両方を、前記モータが回転駆動させ
る方向と直交する方向に回転させるモータで構成されて
いるものが多い。
(Others) As described above, three conventional examples of the image input apparatus using the two-axis drive mechanism have been described.
Applications of the two-axis drive mechanism include not only an image input device but also a two-axis turntable for illumination light and a parabolic antenna, a rocket launch pad, a joint of a robot, and the like. However, in any case, as described in the related art, the driven unit, the motor that rotates the driven unit in one axis direction, and the motor that drives both the driven unit and the motor to rotate. Many are configured with a motor that rotates in a direction perpendicular to the direction.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】(2軸雲台カメラ)2
軸雲台カメラの課題について説明する。2軸雲台カメラ
は、カメラ1及びモータ3Bが、モータ1Aによって回
転駆動される構成となっている。カメラ1及びモータ3
Bが機能するためには、当然電気的接続が必要であり、
装置外部との間にはケーブル接続が存在する。したがっ
て、モータ3Aを回転駆動する場合、一定の角度範囲内
で往復移動する場合なら問題ないが、エンドレスに回転
駆動させることが不可能となる。
(Two-Axis Head Camera) 2
The problem of the camera platform camera will be described. The two-axis camera has a configuration in which the camera 1 and the motor 3B are rotationally driven by the motor 1A. Camera 1 and motor 3
In order for B to function, it must have an electrical connection,
There is a cable connection with the outside of the device. Therefore, when the motor 3A is driven to rotate, there is no problem if the motor 3A reciprocates within a certain angle range, but it is impossible to drive the motor 3A endlessly.

【0013】また、モータ3Aが回転する部分には、カ
メラ1及びモータ3Bが含まれており、これらを回転駆
動するためのトルクが必要となる。カメラ1が大型の場
合、モータ3Bも比較的大きなものとなり、重くなる。
モータ3Aはそれらを駆動するトルクを有するものにす
る必要がある。さらに、モータ3Aの回転軸に対するモ
ータ3Bの配置によっては、慣性モーメントが大きくな
るという問題もある。
The portion where the motor 3A rotates includes the camera 1 and the motor 3B, and requires a torque for rotating them. When the camera 1 is large, the motor 3B is also relatively large and heavy.
The motors 3A need to have a torque to drive them. Further, depending on the arrangement of the motor 3B with respect to the rotation axis of the motor 3A, there is a problem that the moment of inertia increases.

【0014】(スリップリングを用いた2軸雲台カメ
ラ)スリップリングを用いた2軸雲台カメラでは、カメ
ラ1及びモータ3Bと装置外部との電気的接続を、スリ
ップリングにより実現するため、モータ3Aをエンドレ
スに回転することが可能になる。しかし、カメラ1の映
像、電力、モータ3Bの制御、電力、そして図示されて
いないセンサ系信号などを接続する必要があり、スリッ
プリングの軸方向の寸法(図40中のD)が長くなると
いう問題がある。また、スリップリングは摺動による接
触端子なので、耐久性についても問題がある。また、モ
ータ3Aが回転する被回転部には、やはりカメラ1及び
モータ3Bが含まれており、モータ3Aにはそれらを駆
動するトルクが必要となる。
(Two-Axis Head Camera Using Slip Ring) In a two-axis head camera using a slip ring, a motor is used to realize electrical connection between the camera 1 and the motor 3B and the outside of the apparatus by the slip ring. 3A can be rotated endlessly. However, it is necessary to connect the image of the camera 1, the power, the control of the motor 3B, the power, a sensor system signal (not shown), and the like, and the axial dimension (D in FIG. 40) of the slip ring becomes longer. There's a problem. Further, since the slip ring is a contact terminal by sliding, there is a problem in durability. In addition, the rotating portion where the motor 3A rotates also includes the camera 1 and the motor 3B, and the motor 3A needs a torque to drive them.

【0015】(ミラー回転カメラ)カメラを回転させる
のではなく、ミラーを回転させて所望方向の画像を取得
するミラー回転カメラでは、一般にカメラより軽量なミ
ラーを回転させるので、モータ3Aが回転する被回転部
が軽量になる。しかし、ミラーを2軸回転させるために
は、やはり2軸のうちどちらか一方の駆動機構(この場
合はモータ3B)を、被駆動部側に搭載する必要があ
り、駆動機構の分だけ重くなる。
(Mirror rotating camera) In a mirror rotating camera that acquires an image in a desired direction by rotating the mirror instead of rotating the camera, the mirror that is lighter than the camera is generally rotated. The rotating part becomes lighter. However, in order to rotate the mirror in two axes, it is necessary to mount one of the two axes of the drive mechanism (in this case, the motor 3B) on the driven portion side, which is heavier by the drive mechanism. .

【0016】また、被回転部側に搭載する駆動機構には
当然電気的な接続があり、モータ3Aをエンドレスに回
転させることはできない。この場合も、スリップリング
を用いてモータ3B及び図示されていないセンサ系信号
を装置外部と接続すれば、モータ3Aをエンドレスに回
転することは可能である。しかし、ミラー回転カメラの
場合は、ミラーで反射された対象物の反射光をカメラ1
に入力する必要があるため、スリップリングの内径を大
きくしておく必要がある。通常のカメラを用いた場合、
数cm以上の内径が必要となり、高価なものとなる。
Further, the driving mechanism mounted on the rotating portion has electrical connection, and the motor 3A cannot be rotated endlessly. Also in this case, if the motor 3B and a sensor system signal (not shown) are connected to the outside of the apparatus using a slip ring, the motor 3A can be rotated endlessly. However, in the case of a mirror rotating camera, the reflected light of the object reflected by the mirror is used as the camera 1
Therefore, it is necessary to increase the inner diameter of the slip ring. When using a normal camera,
An inner diameter of several centimeters or more is required, which is expensive.

【0017】以上のように、従来技術として挙げた2軸
雲台カメラ、スリップリングを用いた2軸雲台カメラ、
ミラー回転カメラなどで用いられている2軸駆動機構で
は、駆動部と被駆動部の間に電気的接続を設けることな
く水平(パン)/垂直(チルト)回転させることができ
ない。
As described above, the two-axis head camera described as the prior art, the two-axis head camera using the slip ring,
In a two-axis driving mechanism used in a mirror rotating camera or the like, horizontal (pan) / vertical (tilt) rotation cannot be performed without providing an electrical connection between a driving unit and a driven unit.

【0018】また、以上の他に、上記従来技術に共通の
課題が2つある。一つは、2軸回転させるためにモータ
が2つ必要ということである。被駆動部を水平及び垂直
回転させる場合、用途によっては、ある決まったパタン
で連続して回転駆動させることがある。例えば水平方向
に連続回転させながら、垂直方向に往復移動を繰り返
し、波線を描きながら回転するような場合である。従来
例では、このような決まったパタンで駆動する場合でも
モータが2つ必要である。
In addition to the above, there are two problems common to the above-mentioned prior arts. One is that two motors are required to rotate two axes. When the driven part is rotated horizontally and vertically, the driven part may be continuously driven to rotate in a certain pattern depending on the application. For example, there is a case where the reciprocating movement is repeated in the vertical direction while continuously rotating in the horizontal direction, and the drawing is rotated in a wavy line. In the conventional example, two motors are required even when driven by such a fixed pattern.

【0019】もう一つの課題は、垂直駆動に関するもの
である。被駆動部を水平及び垂直回転させる場合、一方
の回転、例えば垂直回転については、往復移動させるこ
とが多い。この場合、従来例では、モータ3Bを往復移
動させる必要がある。しかし、一般にモータを往復回転
させると、モータにかかる負担が大きくなり、寿命が短
くなるという問題がある。
Another problem relates to vertical driving. When the driven part is rotated horizontally and vertically, one of the rotations, for example, the vertical rotation is often reciprocated. In this case, in the conventional example, it is necessary to reciprocate the motor 3B. However, in general, when the motor is reciprocally rotated, there is a problem that the load on the motor is increased and the life is shortened.

【0020】従って、本発明は、上記諸問題を解決し、
駆動部と被駆動部との間に電気的接続を設けずに水平方
向への回転を制限することなく水平方向及び垂直方向に
回転させるよう構成することで、軽量化や耐久性に優れ
た2軸駆動機構とそれを利用した画像入力装置及び光投
射装置をより安価に提供することを目的とする。
Therefore, the present invention solves the above problems,
By providing horizontal and vertical rotation without restricting horizontal rotation without providing an electrical connection between the driving unit and the driven unit, the weight and durability are excellent. An object of the present invention is to provide a shaft drive mechanism, an image input device and a light projection device using the same at lower cost.

【0021】また、上記の2軸駆動機構とそれを利用し
た画像入力装置及び光投射装置において、ある決まった
パタンで連続して回転駆動させる場合に対しては、1つ
のモータで構成された駆動部を用いることで、より軽量
で安価な2軸駆動機構とそれを利用した画像入力装置及
び光投射装置を提供することを目的とする。
In the above-described two-axis drive mechanism and the image input apparatus and the light projection apparatus using the same, when the rotary drive is continuously performed in a predetermined pattern, the drive is constituted by one motor. It is an object of the present invention to provide a lighter and less expensive two-axis drive mechanism, an image input device and a light projection device using the same, by using the unit.

【0022】更に、往復移動をさせる駆動機構におい
て、モータにかかる負担を軽減し、寿命を延長させる2
軸駆動機構とそれを利用した画像入力装置及び光投射装
置を提供することを目的とする。
Further, in the drive mechanism for reciprocating movement, the load on the motor is reduced and the life is extended.
An object of the present invention is to provide a shaft drive mechanism, an image input device and a light projection device using the same.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】(請求項1)前記目的を
達成するための2軸駆動機構は、被駆動部を回転軸Aの
回りに回転させる水平回転機構と、前記被駆動部を前記
回転軸Aと垂直をなす回転軸Bの回りに回転させる垂直
回転機構と、から構成される2軸駆動機構であって、前
記水平回転機構は、前記回転軸Aと中心軸を同一にして
配置されたリング形状のギヤであって、前記被駆動部を
保持するリングギヤと、前記リングギヤを前記回転軸A
の回りに回転駆動するモータと、から構成され、前記垂
直回転機構は、前記回転軸Aと中心軸を同一にして配置
されたリング形状のギヤであって、その上面の高さ位置
が周方向に沿って変化するエンドカムギヤと、前記エン
ドカムギヤを前記回転軸Aの回りに回転駆動するモータ
と、一方の端が前記被駆動部に回転可能なように取り付
けられると共に、他方の端が前記エンドカムギヤの上面
と相接触するように構成され、前記エンドカムギヤの回
転を自らの並行移動を介して前記回転軸B回りの垂直回
転として前記被駆動部に伝達するリンク機構と、前記他
方の端が前記エンドカムギヤの上面に接触するように前
記リンク機構を前記エンドカムギヤに押し付ける押付手
段と、から構成した。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a two-axis driving mechanism for achieving the above object, comprising: a horizontal rotating mechanism for rotating a driven part around a rotation axis A; A vertical rotation mechanism for rotating around a rotation axis B perpendicular to the rotation axis A, wherein the horizontal rotation mechanism is arranged so that the rotation axis A and the center axis are the same. A ring gear for holding the driven portion, and a ring gear for rotating the rotating shaft A.
The vertical rotation mechanism is a ring-shaped gear arranged so that the rotation axis A and the central axis are the same, and the height position of the upper surface thereof is set in the circumferential direction. An end cam gear that changes along the axis, a motor that drives the end cam gear to rotate around the rotation axis A, one end of which is rotatably mounted on the driven part, and the other end of which is the end A link mechanism configured to come into contact with the upper surface of the cam gear, transmitting the rotation of the end cam gear to the driven portion as vertical rotation around the rotation axis B through its own parallel movement, and the other end is Pressing means for pressing the link mechanism against the end cam gear so as to contact the upper surface of the end cam gear.

【0024】この構成では、前記モータを回転駆動する
ことによって前記エンドカムギヤが回転し、前記エンド
カムギヤの回転移動が前記リンク機構の並行移動として
伝達され、前記リンク機構の並行移動が前記被駆動部の
垂直回転として伝達されることにより、前記被駆動部を
前記回転軸Bの回りに垂直回転させることができる。こ
のため、被駆動部と駆動部の間に電気的接続を設けるこ
となく、被駆動部を2軸回転させるという、本発明の目
的を達成することができる。
In this configuration, the end cam gear rotates by driving the motor to rotate, the rotational movement of the end cam gear is transmitted as the parallel movement of the link mechanism, and the parallel movement of the link mechanism is controlled by the driven part. The driven portion can be vertically rotated around the rotation axis B by transmitting the vertical rotation of the driven portion. For this reason, the object of the present invention of rotating the driven part biaxially can be achieved without providing an electrical connection between the driven part and the driving part.

【0025】(請求項2)また、本発明の2軸駆動機構
は、被駆動部を回転軸Aの回りに回転させる水平回転機
構と、前記被駆動部を前記回転軸Aに沿って垂直移動さ
せる垂直移動機構と、から構成される2軸駆動機構であ
って、前記水平回転機構は、前記回転軸Aと中心軸を同
一にして配置されたリング形状のギヤであって、前記被
駆動部を保持するリングギヤと、前記リングギヤを前記
回転軸Aの回りに回転駆動するモータと、から構成さ
れ、前記垂直移動機構は、前記回転軸Aと中心軸を同一
にして配置されたリング形状のギヤであって、その上面
の高さ位置が周方向に沿って変化するエンドカムギヤ
と、前記エンドカムギヤを前記回転軸Aの回りに回転駆
動するモータと、一方の端が前記被駆動部に回転可能な
ように取り付けられると共に、他方の端が前記エンドカ
ムギヤの上面と相接触するように構成され、前記エンド
カムギヤの回転を自らの並行移動を介して前記回転軸A
に沿う垂直移動として前記被駆動部に伝達するリンク機
構と、前記他方の端が前記エンドカムギヤの上面に接触
するように前記リンク機構を前記エンドカムギヤに押し
付ける押付手段と、から構成した。
(Claim 2) A two-axis driving mechanism according to the present invention comprises a horizontal rotating mechanism for rotating a driven part around a rotation axis A, and vertically moving the driven part along the rotation axis A. A vertical movement mechanism to be driven, wherein the horizontal rotation mechanism is a ring-shaped gear arranged so that the rotation axis A and a central axis are the same, and the driven part is And a motor that drives the ring gear to rotate about the rotation axis A, and the vertical movement mechanism is a ring-shaped gear that is arranged so that the rotation axis A and the center axis are the same. An end cam gear whose height position changes along the circumferential direction, a motor that drives the end cam gear to rotate around the rotation axis A, and one end rotatable by the driven part. Can be attached like Both the other ends are configured to contact the upper surface and the phase of the Endokamugiya, the rotation axis A through its translational movement rotation of the Endokamugiya
And a pressing means for pressing the link mechanism against the end cam gear so that the other end contacts the upper surface of the end cam gear.

【0026】この構成では、前記モータを回転駆動する
ことによって前記エンドカムギヤが回転し、前記エンド
カムギヤの回転移動が前記リンク機構の並行移動として
伝達され、前記リンク機構の並行移動がそのまま被駆動
部の垂直移動として伝達されることにより、水平回転と
垂直並行移動の2軸駆動が可能となる。
In this configuration, the end cam gear rotates by driving the motor to rotate, the rotational movement of the end cam gear is transmitted as parallel movement of the link mechanism, and the parallel movement of the link mechanism is directly driven by the driven part. Is transmitted as the vertical movement, thereby enabling two-axis driving of horizontal rotation and vertical parallel movement.

【0027】(請求項3)さらに、前記リングギヤの回
転周期と前記エンドカムギヤの回転周期を制御する制御
手段を備えるときは、前記水平回転機構による前記被駆
動部の水平回転周期と、前記垂直回転機構による前記エ
ンドカムギヤの回転周期を同一にすることにより、前記
被駆動部を垂直回転させずに水平にのみ回転させること
が可能となる一方、これら回転周期を同一にしないこと
により、被駆動部を連続回転させた場合に、被駆動部を
該被駆動部が取りうる水平及び垂直方向の角度範囲内で
順次網羅的に回転駆動させることが可能となる。
(Claim 3) When a control means for controlling a rotation cycle of the ring gear and a rotation cycle of the end cam gear is provided, a horizontal rotation cycle of the driven part by the horizontal rotation mechanism and a vertical rotation By making the rotation cycle of the end cam gear by the mechanism the same, it is possible to rotate the driven part only horizontally without rotating vertically, but by not making these rotation cycles the same, the driven part Is continuously rotated, it is possible to sequentially and comprehensively rotationally drive the driven portion within the horizontal and vertical angle ranges that the driven portion can take.

【0028】(請求項4)また、前記リングギヤと前記
エンドカムギヤを一つのモータで駆動した場合には、2
軸の回転駆動を一つのモータで実現することができる。
(Claim 4) When the ring gear and the end cam gear are driven by one motor,
The rotation drive of the shaft can be realized by one motor.

【0029】(請求項5)この場合に、前記モータから
前記リングギヤおよび前記エンドカムギヤへの減速比を
調整する減速比調整手段を備えるときは、前記リングギ
ヤと前記エンドカムギヤに伝達する回転の減速比を同一
にしないことにより、被駆動部を連続回転させた場合、
被駆動部を該被駆動部が取りうる水平及び垂直方向の角
度範囲内で順次網羅的に回転駆動させることが可能とな
る。
In this case, when a reduction ratio adjusting means for adjusting a reduction ratio from the motor to the ring gear and the end cam gear is provided, a reduction ratio of rotation transmitted to the ring gear and the end cam gear is provided. When the driven part is continuously rotated by not making
The driven portion can be sequentially and comprehensively rotated within the horizontal and vertical angle ranges that the driven portion can take.

【0030】(請求項6)前記エンドカムギヤの上面
を、その中心を通る対称線に対して対称形とすることに
より、前記対称線に対して左右どちらの部分を用いた時
でも、被駆動部を同じように垂直回転させることが可能
となる。
(6) The upper surface of the end cam gear is symmetrical with respect to a line of symmetry passing through the center thereof so that the driven portion can be driven regardless of whether the left or right portion is used with respect to the line of symmetry. Can be rotated vertically in the same manner.

【0031】(請求項7)この場合に、前記エンドカム
ギヤの中心を通りかつ前記対称線に対して垂直な直線上
に前記リンク機構の他方の端が位置した時に、前記被駆
動部の垂直方向の角度あるいは位置が、垂直回転あるい
は垂直移動可能な範囲の中央値となるように設定するこ
とにより、前記被駆動部を水平からある角度位置を中心
に上下対称に垂直回転させることが可能となる。
(7) In this case, when the other end of the link mechanism is located on a straight line passing through the center of the end cam gear and perpendicular to the symmetry line, the driven member is moved in the vertical direction. Is set to be the median value of the vertical rotation or vertical movement range, whereby the driven part can be vertically rotated symmetrically from horizontal to a certain angular position. .

【0032】(請求項8)さらに、本発明の2軸駆動機
構は、被駆動部を回転軸Aの回りに回転させる水平回転
機構と、前記被駆動部を前記回転軸Aと垂直をなす回転
軸Bの回りに回転させる垂直回転機構と、から構成され
る2軸駆動機構であって、前記水平回転機構は、前記回
転軸Aと中心軸を同一にして配置されたリング形状のギ
ヤであって、前記被駆動部を保持するリングギヤと、前
記リングギヤを前記回転軸Aの回りに回転駆動するモー
タと、から構成され、前記垂直回転機構は、前記回転軸
Aと中心軸を同一にして配置されたリングと、前記リン
グを前記回転軸Aに沿って往復移動させるリング移動機
構と、一方の端が前記被駆動部に回転可能なように取り
付けられると共に、他方の端が前記リングの上面と相接
触するように構成され、前記リングの往復移動を自らの
並行移動を介して前記回転軸B回りの垂直回転として前
記被駆動部に伝達するリンク機構と、前記他方の端が前
記リングの上面に接触するように前記リンク機構を前記
リングに押し付ける押付手段と、から構成してもよい。
(Claim 8) The two-axis drive mechanism of the present invention further comprises a horizontal rotation mechanism for rotating the driven part around the rotation axis A, and a rotation mechanism for rotating the driven part perpendicular to the rotation axis A. A vertical rotation mechanism for rotating about an axis B, wherein the horizontal rotation mechanism is a ring-shaped gear arranged so that the rotation axis A and the center axis are the same. A ring gear that holds the driven part, and a motor that drives the ring gear to rotate about the rotation axis A, wherein the vertical rotation mechanism is arranged so that the rotation axis A and the center axis are the same. A ring, a ring moving mechanism for reciprocating the ring along the rotation axis A, and one end is rotatably attached to the driven part, and the other end is an upper surface of the ring. Configured to make phase contact A link mechanism that transmits the reciprocating movement of the ring to the driven part as vertical rotation about the rotation axis B via its own parallel movement, and the link mechanism so that the other end contacts the upper surface of the ring. And pressing means for pressing the link mechanism against the ring.

【0033】この構成では、前記リング移動機構を駆動
することによって前記リングギヤが並行移動し、該リン
グギヤの並行移動が前記リンク機構の並行移動として伝
達され、該リンク機構の並行移動が前記被駆動部の垂直
回転として伝達されることにより、前記被駆動部を前記
回転軸Bの回りに垂直回転させることができる。このた
め、被駆動部と駆動部の間に電気的接続を設けることな
く、被駆動部を2軸回転させるという本発明の目的を達
成することができる。
In this configuration, by driving the ring moving mechanism, the ring gear moves in parallel, the parallel movement of the ring gear is transmitted as the parallel movement of the link mechanism, and the parallel movement of the link mechanism is controlled by the driven part. The driven portion can be vertically rotated around the rotation axis B by transmitting the vertical rotation of the driven portion. Therefore, the object of the present invention of rotating the driven part biaxially can be achieved without providing an electrical connection between the driven part and the driving part.

【0034】(請求項9)また、本発明の2軸駆動機構
は、被駆動部を回転軸Aの回りに回転させる水平回転機
構と、前記被駆動部を前記回転軸Aに沿って垂直移動さ
せる垂直移動機構と、から構成される2軸駆動機構であ
って、前記水平回転機構は、前記回転軸Aと中心軸を同
一にして配置されたリング形状のギヤであって、前記被
駆動部を保持するリングギヤと、前記リングギヤを前記
回転軸Aの回りに回転駆動するモータと、から構成さ
れ、前記垂直移動機構は、前記回転軸Aと中心軸を同一
にして配置されたリングと、前記リングを前記回転軸A
に沿って往復移動させるリング移動機構と、一方の端が
前記被駆動部に回転可能なように取り付けられると共
に、他方の端が前記リングの上面と相接触するように構
成され、前記リングの往復移動を自らの並行移動を介し
て前記回転軸Aに沿う垂直移動として前記被駆動部に伝
達するリンク機構と、前記他方の端が前記リングの上面
に接触するように前記リンク機構を前記リングに押し付
ける押付手段と、から構成してもよい。
(Claim 9) A two-axis drive mechanism according to the present invention comprises a horizontal rotation mechanism for rotating a driven part around a rotation axis A, and a vertical movement of the driven part along the rotation axis A. A vertical movement mechanism to be driven, wherein the horizontal rotation mechanism is a ring-shaped gear arranged so that the rotation axis A and a central axis are the same, and the driven part is And a motor that drives the ring gear to rotate about the rotation axis A, wherein the vertical movement mechanism includes a ring arranged so that the rotation axis A and a center axis are the same, Connect the ring to the rotation axis A
A ring moving mechanism for reciprocating along the ring, one end of which is rotatably attached to the driven portion, and the other end of which is in contact with the upper surface of the ring, and the ring reciprocates. A link mechanism for transmitting the movement to the driven part as vertical movement along the rotation axis A through its own parallel movement, and the link mechanism to the ring such that the other end contacts the upper surface of the ring. And pressing means for pressing.

【0035】この構成では、前記リング機構を駆動する
ことによって前記リングが往復移動し、該リングの往復
移動が前記リンク機構の並行移動として伝達され、該リ
ンク機構の並行移動がそのまま被駆動部の垂直移動とし
て伝達されることにより、水平回転と垂直並行移動の2
軸駆動が可能となる。
In this configuration, the ring reciprocates by driving the ring mechanism, and the reciprocating movement of the ring is transmitted as the parallel movement of the link mechanism, and the parallel movement of the link mechanism is directly used for the driven portion. By being transmitted as vertical movement, horizontal rotation and vertical parallel movement
Shaft driving becomes possible.

【0036】(請求項10)この場合に、前記リングギ
ヤの回転周期と前記リングの往復周期を制御する制御手
段を備えるときは、前記水平回転機構による前記被駆動
部の水平回転周期と、前記垂直回転機構による前記リン
グギヤの往復周期を同一にしないことにより、被駆動部
を連続回転させた場合に、被駆動部を該被駆動部が取り
うる水平及び垂直方向の角度範囲内で順次網羅的に回転
駆動させることが可能となる。
(Claim 10) In this case, when a control means for controlling the rotation period of the ring gear and the reciprocation period of the ring is provided, the horizontal rotation period of the driven portion by the horizontal rotation mechanism and the vertical rotation period By not making the reciprocating cycle of the ring gear by the rotation mechanism the same, when the driven part is continuously rotated, the driven part is sequentially and comprehensively covered within the horizontal and vertical angle ranges that the driven part can take. It can be driven to rotate.

【0037】(請求項11)以上のように構成した2軸
駆動機構とカメラを組み合わせた画像入力装置は、カメ
ラ前方に配置されたミラーを本発明の2軸駆動機構によ
って2軸回転することにより、所望方向の画像を取得す
ることが可能になり、かつ前記目的を達成することがで
きる。
(Claim 11) An image input apparatus in which a two-axis driving mechanism and a camera configured as described above are combined with each other is configured such that a mirror disposed in front of the camera is biaxially rotated by the two-axis driving mechanism of the present invention. Thus, an image in a desired direction can be obtained, and the above object can be achieved.

【0038】(請求項12)この場合に、前記ミラーを
回転させながら入力された複数の画像を合成する画像合
成手段を備えるときは、広視野角の画像を生成すること
が可能となる。
In this case, when an image synthesizing means for synthesizing a plurality of input images while rotating the mirror is provided, it is possible to generate an image with a wide viewing angle.

【0039】(請求項13)この場合に、前記画像入力
装置を机上一定高さに設置するためのスタンドを備える
ときは、前記机上または前記机上にある文書などを画像
入力することが可能となる。
In this case, when a stand for installing the image input device at a fixed height on a desk is provided, it is possible to input images on the desk or on a document on the desk. .

【0040】(請求項14)さらに、以上のように構成
された2軸駆動機構と光を投射する投光器を組み合わせ
た光投射装置は、カメラ前方に配置されたミラーを2軸
駆動機構によって2軸回転することにより、所望方向に
光を投射することが可能になる。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided an optical projection apparatus in which a two-axis driving mechanism configured as described above is combined with a light projector for projecting light. By rotating, light can be projected in a desired direction.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】本発明の2軸駆動機構を、カメラ
や投光器と組み合わせた場合を例にとり、いくつかの実
施の形態を挙げて説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a two-axis drive mechanism according to the present invention; FIG.

【0042】(第1の実施の形態:2軸駆動機構(エン
ドカムギヤ)+カメラ)まず、本発明の第1の実施の形
態として、2軸駆動機構とカメラとを組み合わせた画像
入力装置を図1に示す。
(First Embodiment: Two-Axis Drive Mechanism (End Cam Gear) + Camera) First, as a first embodiment of the present invention, an image input device combining a two-axis drive mechanism and a camera will be described. It is shown in FIG.

【0043】図1を参照すると、本発明の第1の実施の
形態は、カメラ1とこのカメラ1に像を反射させて入力
するミラー2とこのミラー2を水平方向及び垂直方向に
回転させるためのモータ3A,3Bとを有して構成され
た画像入力部200(点線枠内)と、モータ3A及びモ
ータ3Bを制御するミラー回転制御手段(制御手段)1
02と、画像取得手段103と画像変換手段104とか
らなるコンピュータ101と、コンピュータ101にお
いて処理が施された画像を表示する画像表示手段106
と、を備えて構成されている。この構成において、モー
タ3A及びモータ3Bを稼働させて、ミラー2を撮像し
たい方向に向けることにより、所望方向の画像を取得す
ることが可能になる。
Referring to FIG. 1, in a first embodiment of the present invention, a camera 1, a mirror 2 for reflecting and inputting an image to the camera 1, and rotating the mirror 2 in a horizontal direction and a vertical direction. Image input unit 200 (within the dotted frame) having the motors 3A and 3B, and mirror rotation control means (control means) 1 for controlling the motors 3A and 3B.
02, a computer 101 including an image acquisition unit 103 and an image conversion unit 104, and an image display unit 106 for displaying an image processed by the computer 101.
And is provided. In this configuration, it is possible to obtain an image in a desired direction by operating the motor 3A and the motor 3B and turning the mirror 2 in the direction in which the image is to be captured.

【0044】コンピュータ101は、ミラー回転制御手
段102に制御信号を送る。この制御信号は、ユーザに
より入力された制御命令、若しくは、実行したプログラ
ム上においてミラー2に対して要求する制御命令に基づ
くものである。ミラー回転制御手段102は、コンピュ
ータ101から送られてきた制御信号に基づきモータ3
A,3Bを制御する。コンピュータ101及びミラー回
転制御手段102による制御及びモータ3A,3Bの回
転駆動によるミラー回転については、後で詳細に説明す
る。
The computer 101 sends a control signal to the mirror rotation control means 102. This control signal is based on a control command input by the user or a control command requested to the mirror 2 on the executed program. The mirror rotation control means 102 controls the motor 3 based on a control signal sent from the computer 101.
A and 3B are controlled. The control by the computer 101 and the mirror rotation control means 102 and the mirror rotation by the rotation driving of the motors 3A and 3B will be described later in detail.

【0045】一方、コンピュータ101は、カメラ1か
ら送られてくる画像を画像取得手段103で取得する
が、本実施の形態の場合、後で説明するようにカメラ1
の前方でミラー2を水平方向に回転させて撮像するた
め、従来技術として説明した図39に示す雲台カメラと
は異なり、カメラ1におけるレンズの光軸を中心として
回転された画像が取得される。すなわち、カメラ1が固
定され、ミラー2だけをカメラ1の光軸回りに回転させ
て所望方向の画像を取得するため、図2に示すような画
像が得られることになる。図中の矢印は、撮像対象の上
下方向(矢印方向が上)を表している。
On the other hand, the computer 101 obtains the image sent from the camera 1 by the image obtaining means 103. In the case of the present embodiment, the computer 101
Since the mirror 2 is rotated in the horizontal direction in front of the camera and an image is taken, an image rotated about the optical axis of the lens in the camera 1 is acquired, unlike the camera platform camera shown in FIG. . That is, since the camera 1 is fixed and only the mirror 2 is rotated around the optical axis of the camera 1 to acquire an image in a desired direction, an image as shown in FIG. 2 is obtained. The arrows in the figure indicate the vertical direction of the imaging target (the direction of the arrow is upward).

【0046】図2を参照すると明らかなように、取得し
た画像をそのまま表示すれば、上下方向が傾いた画像と
なるため、画像を回転変換してから表示する必要があ
る。そこで、コンピュータ101は、画像取得手段10
3で取得された画像を、画像変換手段104で水平方向
への回転変換処理を施し、画像表示手段106に出力す
る。回転変換処理のパラメータは、ミラー2のカメラ1
に対する相対回転角度で決定される。
As is apparent from FIG. 2, if the acquired image is displayed as it is, the image becomes a vertically inclined image. Therefore, it is necessary to rotate the image before displaying it. Therefore, the computer 101 sets the image acquisition unit 10
The image acquired in step 3 is subjected to horizontal rotation conversion processing by the image conversion means 104 and output to the image display means 106. The parameters of the rotation conversion process are the camera 1 of the mirror 2
Is determined by the relative rotation angle with respect to.

【0047】画像入力部200には、ミラー2の回転角
度を検出するための図示されていない原点センサ及びエ
ンコーダが内蔵されており、コンピュータ101はそれ
らの値を参照することでミラー2のカメラ1に対する相
対回転角度を検出できる。従って、画像変換手段104
による回転変換処理のパラメータは、この検出された原
点と相対回転角度とを基に算出する。
The image input unit 200 incorporates an origin sensor (not shown) and an encoder (not shown) for detecting the rotation angle of the mirror 2, and the computer 101 refers to these values to determine the camera 1 of the mirror 2. Can be detected relative to. Therefore, the image conversion means 104
Are calculated based on the detected origin and the relative rotation angle.

【0048】以上のように本実施の形態では、ミラー2
を2軸方向に回転できる2軸駆動機構とカメラ1とを組
み合わせ、ミラー2を回転させることで、所望方向の画
像を取得し、画像表示手段106に表示することが可能
になる。
As described above, in this embodiment, the mirror 2
By combining a two-axis driving mechanism that can rotate the camera in two-axis directions and the camera 1 and rotating the mirror 2, an image in a desired direction can be acquired and displayed on the image display unit 106.

【0049】(第1の実施の形態:画像入力部200の
説明)図3は、図1に示した第1の実施の形態における
画像入力部200の構成を示す図であり、また、図4
は、図3に示した画像入力部200を横から見た図であ
る。
(First Embodiment: Description of Image Input Unit 200) FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the image input unit 200 according to the first embodiment shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram of the image input unit 200 shown in FIG. 3 as viewed from the side.

【0050】図3及び図4を参照すると、画像入力部2
00は、カメラ本体1Aとレンズ1Bから構成され、上
向きに置かれたカメラ1と、レンズ1Bの光軸と中心軸
を同一にして配置されたリング形状のギヤであるリング
ギヤ5と、モータ3Aの回転駆動をリングギヤ5に伝達
するためのギヤ4Aと、リングギヤ5をギヤ4Aを介し
て回転駆動するためのモータ3Aと、リングギヤ5に固
定されたミラー支柱9に回転可能なように保持されたミ
ラー2と、レンズ1Bの光軸と中心軸を同一にして配置
されたリング形状のギヤであって、上面と底面が平行で
はなく、一定角度をなしているエンドカムギヤ6と、モ
ータ3Bの回転駆動をエンドカムギヤ6に伝達するため
のギヤ4Bと、エンドカムギヤ6をギヤ4Bを介して回
転駆動するためのモータ3Bと、一方の端がミラー2に
回転可能なように取り付けられ、他方の端が転がり軸受
け8であって、その転がり軸受け8がエンドカムギヤ6
の上を転がるように構成されたリンク機構7と、リンク
機構7がエンドカムギヤ6と接触しながら転がるように
リンク機構7をエンドカムギヤ6に押し付けるためのバ
ネ10と、を備えて構成されている。
Referring to FIGS. 3 and 4, the image input unit 2
Reference numeral 00 denotes a camera 1 that is composed of a camera body 1A and a lens 1B and is placed upward, a ring gear 5 that is a ring-shaped gear arranged with the same optical axis and central axis of the lens 1B, and a motor 3A. A gear 4A for transmitting rotational drive to the ring gear 5, a motor 3A for rotationally driving the ring gear 5 via the gear 4A, and a mirror rotatably held on a mirror support 9 fixed to the ring gear 5. 2, a ring-shaped gear arranged so that the optical axis and the central axis of the lens 1B are the same, the end cam gear 6 having an upper surface and a lower surface that are not parallel but at a fixed angle, and a rotational drive of the motor 3B. 4B for transmitting the rotation of the end cam gear 6 to the end cam gear 6, a motor 3B for driving the end cam gear 6 to rotate via the gear 4B, Ri attached to a the other end rolling bearing 8, the rolling bearing 8 is Endokamugiya 6
And a spring 10 for pressing the link mechanism 7 against the end cam gear 6 so that the link mechanism 7 rolls while contacting the end cam gear 6. .

【0051】(第1の実施の形態:ミラー水平回転機構
の説明)モータ3Aが回転駆動されると、ギヤ4Aを介
してリングギヤ5が回転駆動される。ミラー2はミラー
支柱9に垂直方向に回転可能なように取り付けられてあ
り、ミラー支柱9はリングギヤ5に固定されているの
で、ミラー2はリングギヤ5の回転によってレンズ1B
の光軸回りに回転されることになる。すなわち、モータ
3Aを回転駆動することにより、ミラー2をレンズ1B
の光軸回りに回転させることができる。
(First Embodiment: Description of Horizontal Mirror Rotation Mechanism) When the motor 3A is driven to rotate, the ring gear 5 is driven to rotate via the gear 4A. The mirror 2 is mounted on the mirror support 9 so as to be rotatable in the vertical direction, and the mirror support 9 is fixed to the ring gear 5.
Will be rotated around the optical axis. That is, by rotating the motor 3A, the mirror 2 is moved to the lens 1B.
Can be rotated around the optical axis.

【0052】(第1の実施の形態:ミラー垂直回転機構
の概要説明)一方、モータ3Bが回転駆動されると、ギ
ヤ4Bを介してエンドカムギヤ6が回転駆動される。エ
ンドカムギヤ6は、レンズ1Bの光軸と中心軸を同一に
して配置されたリング形状のギヤであり、上面と底面が
平行ではなく、一定角度をなしている。すなわち、円周
方向に厚みが変化しているリング状のギヤである。エン
ドカムギヤ6の形状については、いくつか考えられる
が、本実施の形態では図5に示すように上面が底面に対
して一定角度をなす単純な形状をしたエンドカムギヤを
用いている。なお、図5に示したエンドカムギヤ6は、
図示した直線(対称線)Mに対して左右対称形になって
いる。このような対称形にすることで、エンドカムギヤ
6の直線Mに関してどちらのサイドを用いた時でも、ミ
ラー2を同じように垂直回転させることが可能となる。
ただし、本発明の2軸駆動機構において、エンドカムギ
ヤ6を左右対称形にする必要は必ずしもなく、用途に応
じたミラー2の回転を実現するためには、左右非対称に
する場合も当然ある。
(First Embodiment: Outline of Mirror Vertical Rotation Mechanism) On the other hand, when the motor 3B is driven to rotate, the end cam gear 6 is driven to rotate via the gear 4B. The end cam gear 6 is a ring-shaped gear arranged so that the optical axis and the central axis of the lens 1B are the same, and the upper surface and the lower surface are not parallel but form a fixed angle. That is, it is a ring-shaped gear whose thickness changes in the circumferential direction. Although there are several possible shapes of the end cam gear 6, in this embodiment, as shown in FIG. 5, an end cam gear having a simple shape whose upper surface forms a fixed angle with respect to the bottom surface is used. The end cam gear 6 shown in FIG.
It is symmetrical with respect to the illustrated straight line (symmetric line) M. With such a symmetrical shape, the mirror 2 can be vertically rotated in the same manner regardless of which side is used with respect to the straight line M of the end cam gear 6.
However, in the two-axis drive mechanism of the present invention, the end cam gear 6 does not necessarily have to be left-right symmetrical, and it is natural that the end cam gear 6 may be left-right asymmetric in order to realize the rotation of the mirror 2 according to the application.

【0053】エンドカムギヤ6の上面には、リンク機構
7の端に取り付けられた転がり軸受け8が、上面上を移
動可能なように接触している。リンク機構7は、図3ま
たは図4に示すようにミラー2及びミラー支柱9に取り
付けられてあり、リンク機構7が上下に並行移動するこ
とにより、ミラー2はミラー支柱9との取付部を中心に
垂直方向に回転されるようになっている。ミラー2とリ
ングギヤ5との間にはバネ10があり、転がり軸受け8
が常にエンドカムギヤ6に接触しているように押し付け
ている。
A rolling bearing 8 attached to the end of a link mechanism 7 is in contact with the upper surface of the end cam gear 6 so as to be movable on the upper surface. The link mechanism 7 is attached to the mirror 2 and the mirror support 9 as shown in FIG. 3 or FIG. 4, and when the link mechanism 7 moves up and down in parallel, the mirror 2 is centered on the mounting portion with the mirror support 9. It is designed to be rotated vertically. A spring 10 is provided between the mirror 2 and the ring gear 5, and a rolling bearing 8
Are always in contact with the end cam gear 6.

【0054】以上のようにモータ3B、ギヤ4B、エン
ドカムギヤ6、リンク機構7、転がり軸受け8、バネ1
0からなる機構によって、転がり軸受け8がエンドカム
ギヤ6のどの位置に接触しているかに応じてミラー2の
垂直方向の角度が決まることになる。
As described above, the motor 3B, the gear 4B, the end cam gear 6, the link mechanism 7, the rolling bearing 8, the spring 1
The mechanism consisting of zero determines the vertical angle of the mirror 2 according to the position of the rolling bearing 8 in contact with the end cam gear 6.

【0055】(第1の実施の形態:図6のリンク機構の
説明)図6は、図3に示した画像入力部200のミラー
回転部を横から見た図である。ミラー2は、水平方向か
らθ0 傾いた位置を基準とし、図示したように上方向へ
の回転角度をθとする。ミラー2が下方向に傾いた時
は、θは負の値になる。なお、ミラー2がθだけ傾く
と、撮像方向は、2θだけ回転する。エンドカムギヤ6
は、図5に示した形状をしており、底面から上面までの
高さの最大値がSmax 、最小値がSmin であり、その中
間値(Smax +Smin )/2の高さとなる場所に転がり
軸受け8が位置する時に、ミラー2はθ=0、すなわち
水平方向からθ0 傾いた基準位置になるようにしてお
く。
(First Embodiment: Description of Link Mechanism in FIG. 6) FIG. 6 is a view of a mirror rotating unit of the image input unit 200 shown in FIG. 3 as viewed from the side. The mirror 2 is rotated at an angle θ upward as shown in FIG. When the mirror 2 is tilted downward, θ has a negative value. When the mirror 2 is tilted by θ, the imaging direction rotates by 2θ. End cam gear 6
Has a shape shown in FIG. 5, where the maximum value of the height from the bottom surface to the top surface is Smax, the minimum value is Smin, and the rolling bearing is located at a position of the intermediate value (Smax + Smin) / 2. When the mirror 8 is positioned, the mirror 2 is set at θ = 0, that is, at a reference position inclined by θ0 from the horizontal direction.

【0056】リンク機構7は、ミラー支柱9から水平に
延ばされたリンク棒70と回転可能なように取り付けら
れており、ミラー2とミラー支柱9との取付位置と、リ
ンク機構7とリンク棒70との取付位置との間のリンク
棒70に沿った距離をLとする。
The link mechanism 7 is rotatably mounted on a link bar 70 extending horizontally from the mirror support 9, and includes the mounting position of the mirror 2 and the mirror support 9, the link mechanism 7 and the link bar. Let L be the distance along the link bar 70 between the mounting position 70 and the mounting position.

【0057】図7を用いてミラー2の垂直回転角度θ
と、転がり軸受け8が位置する場所のエンドカムギヤ6
の底面から上面までの高さSとの関係を求める。ΔS
は、ミラー2がθだけ垂直回転した時の転がり軸受け8
が位置するエンドカムギヤ6の底面から上面までの高さ
Sと、ミラー2が水平方向からθ0 傾いた基準位置にあ
る時、すなわちθ=0の時の転がり軸受け8が位置する
エンドカムギヤ6の底面から上面までの高さ(Smax +
Smin )/2との差分であり、以下の式(1)のように
表される。
Referring to FIG. 7, the vertical rotation angle θ of the mirror 2 will be described.
And the end cam gear 6 where the rolling bearing 8 is located
And the height S from the bottom surface to the top surface are determined. ΔS
Is a rolling bearing 8 when the mirror 2 is vertically rotated by θ.
And the height S from the bottom surface to the top surface of the end cam gear 6, and the bottom surface of the end cam gear 6 on which the rolling bearing 8 is located when the mirror 2 is at a reference position inclined from the horizontal direction by .theta.0, that is, when .theta. = 0. From the top to the top surface (Smax +
Smin) / 2, and is represented by the following equation (1).

【0058】[0058]

【数1】 (Equation 1)

【0059】従って、転がり軸受け8がΔSだけ上下移
動すると、当然リンク機構7とリンク棒70との取付部
もΔSだけ上下移動する。リンク機構7がΔSだけ上下
移動すると、リンク棒70はθだけ回転するので、ΔS
とθとの関係は、以下の式(2)のようになる。
Therefore, when the rolling bearing 8 moves up and down by ΔS, the mounting portion between the link mechanism 7 and the link bar 70 naturally moves up and down by ΔS. When the link mechanism 7 moves up and down by ΔS, the link rod 70 rotates by θ.
And θ are as shown in the following equation (2).

【0060】[0060]

【数2】 (Equation 2)

【0061】ΔSにマイナス符号がつくのは、式(1)
の形より、ΔSが負となる時、ミラー2がθの正方向に
回転するからである。従って、式(1)、(2)より、
高さSとθとの関係は、次の式(3)として求められ
る。
The reason why the minus sign is attached to ΔS is that the equation (1)
This is because, when ΔS becomes negative, the mirror 2 rotates in the positive direction of θ. Therefore, from equations (1) and (2),
The relationship between the height S and θ is obtained as the following equation (3).

【0062】[0062]

【数3】 (Equation 3)

【0063】逆に、θをSの関数として表すと、式
(4)が得られる。
Conversely, if θ is represented as a function of S, equation (4) is obtained.

【0064】[0064]

【数4】 (Equation 4)

【0065】ここで、角度θには、エンドカムギヤ6の
形状で決まる上限と下限があり、それぞれをθmax 、θ
min とすると、それらは式(4)においてS=Smin 、
S=Smax の時のθの値なので、それぞれ式(5)及び
式(6)のようになる。
Here, the angle θ has an upper limit and a lower limit determined by the shape of the end cam gear 6, and the angles θ are θmax and θmax, respectively.
min, they are S = Smin in equation (4),
Since S is the value of θ when Smax, equations (5) and (6) are obtained, respectively.

【0066】[0066]

【数5】 (Equation 5)

【数6】 (Equation 6)

【0067】この時、θmax とθmin との関係は、次の
式(7)となっている。
At this time, the relationship between θmax and θmin is given by the following equation (7).

【0068】[0068]

【数7】 (Equation 7)

【0069】すなわち、ミラー2は水平からθ0 を中心
として垂直方向に対称な垂直回転が可能である。もし、
リンク棒70とミラー2の角度を任意に設定できるよう
にしておけば、θ0 を所望の値に設定しておくことが可
能になる。
That is, the mirror 2 is capable of vertical rotation symmetrical from the horizontal in the vertical direction about θ0. if,
If the angle between the link rod 70 and the mirror 2 can be set arbitrarily, it becomes possible to set θ0 to a desired value.

【0070】(第1の実施の形態:図8のリンク機構の
説明)リンク機構としては、図6に示したもの以外にも
考えられ、例えば図8に示すような構成がある。リンク
機構7は、ミラー2に取り付けられている。この場合の
θとSの関係を図9を用いて説明する。
(First Embodiment: Description of Link Mechanism in FIG. 8) As the link mechanism, other than the one shown in FIG. 6, there is, for example, a configuration as shown in FIG. The link mechanism 7 is attached to the mirror 2. The relationship between θ and S in this case will be described with reference to FIG.

【0071】ミラー2とミラー支柱9の取付位置から、
ミラー2とリンク機構7との取付位置までのミラー2に
沿った距離をLとすると、図7で説明した式(2)に相
当する式は、式(8)となる。
From the mounting position of the mirror 2 and the mirror support 9,
Assuming that the distance along the mirror 2 from the mounting position of the mirror 2 to the link mechanism 7 is L, the equation corresponding to the equation (2) described with reference to FIG. 7 is the equation (8).

【0072】[0072]

【数8】 (Equation 8)

【0073】エンドカムギヤ6の形状から求まる式
(1)の関係は、この場合でも成り立つので、高さSと
角度θとは、それぞれ式(9)及び式(10)のように
なる。
Since the relationship of the expression (1) obtained from the shape of the end cam gear 6 is also valid in this case, the height S and the angle θ are represented by the expressions (9) and (10), respectively.

【0074】[0074]

【数9】 (Equation 9)

【数10】 (Equation 10)

【0075】この式(9)及び式(10)は、式(3)
及び式(4)に比べ多少複雑な形になっている。さら
に、ミラー2の垂直回転角度の上限及び下限は、式(1
0)より、それぞれ式(11)及び式(12)となる。
The expressions (9) and (10) are obtained by the expression (3)
And a slightly more complex form than Equation (4). Further, the upper limit and the lower limit of the vertical rotation angle of the mirror 2 are given by Expression (1)
0), Equations (11) and (12) are obtained, respectively.

【0076】[0076]

【数11】 [Equation 11]

【数12】 (Equation 12)

【0077】ここで注意しないといけないのは、θmax
とθmin との関係が次の式(13)を満たすということ
である。
It should be noted here that θmax
And θmin satisfy the following expression (13).

【0078】[0078]

【数13】 (Equation 13)

【0079】図5及び図8に示すエンドカムギヤ6とリ
ンク機構7を用いて、S=(Smax+Smin )/2とな
るところをθ=0としてミラー2を垂直回転した場合、
上限と下限は対称にはならない。これは、図8に示すリ
ンク機構7の、リンク機構7とミラー2との取り付け方
法及びエンドカムギヤ6の形状に由来している。しか
し、図8に示すリンク機構7を用いる場合でも、エンド
カムギヤ6の形状を工夫することにより、|θmax |=
|θmin |とすることは可能である。
Using the end cam gear 6 and the link mechanism 7 shown in FIGS. 5 and 8, the mirror 2 is rotated vertically by setting θ = 0 where S = (Smax + Smin) / 2.
The upper and lower limits are not symmetric. This is derived from the method of attaching the link mechanism 7 to the mirror 2 and the shape of the end cam gear 6 of the link mechanism 7 shown in FIG. However, even when the link mechanism 7 shown in FIG. 8 is used, by devising the shape of the end cam gear 6, | θmax |
| Θmin | is possible.

【0080】以上のように、リンク機構7の構成が予め
分かっていれば、エンドカムギヤ6のSの値とミラー2
の垂直回転角度θの関係が求まる。
As described above, if the configuration of the link mechanism 7 is known in advance, the S value of the end cam gear 6 and the mirror 2
Of the vertical rotation angle θ is obtained.

【0081】(第1の実施の形態:エンドカムギヤの形
状を表すρとSの関係)ところで、Sは、エンドカムギ
ヤ6の底面から上面までの高さである。したがって、エ
ンドカムギヤ6の形状が予め分かっているときは、S
は、図10に示すように角度ρの関数である式(14)
として表されるはずである。
(First Embodiment: Relationship Between ρ and S Representing End Cam Gear Shape) By the way, S is the height from the bottom surface to the top surface of the end cam gear 6. Therefore, when the shape of the end cam gear 6 is known in advance, S
Is a function of the angle ρ as shown in FIG.
Should be represented as

【0082】[0082]

【数14】 [Equation 14]

【0083】これについて説明する。図のようにS=
(Smax +Smin )/2となる2つの位置の一方を角度
ρ=0とし、Sが増加する方向をρの正回転方向とす
る。図5に示したエンドカムギヤ6の形状は、上面が底
面に対して一定角度となるような平面となっていること
から、エンドカムギヤ6の半径をrとすると、SとΔS
とは、それぞれ式(15)、式(16)となる。
This will be described. As shown, S =
One of the two positions (Smax + Smin) / 2 is set to an angle ρ = 0, and the direction in which S increases is defined as the positive rotation direction of ρ. The shape of the end cam gear 6 shown in FIG. 5 is a flat surface whose upper surface is at a constant angle with respect to the bottom surface. Therefore, if the radius of the end cam gear 6 is r, S and ΔS
Are expressed by Expression (15) and Expression (16), respectively.

【0084】[0084]

【数15】 (Equation 15)

【数16】 (Equation 16)

【0085】以上より、式(3)、(4)、(15)、
あるいは式(9)、(10)、(15)を用いて、エン
ドカムギヤ6の回転角度ρと、ミラー2の垂直回転角θ
の関係を計算できる。
From the above, equations (3), (4), (15),
Alternatively, using equations (9), (10), and (15), the rotation angle ρ of the end cam gear 6 and the vertical rotation angle θ of the mirror 2
Can be calculated.

【0086】図3で示す画像入力部200には、エンド
カムギヤ6のカメラ1に対する回転角度を検出するため
の図示されていない原点センサ及びエンコーダが備えら
れている。さらに、リングギヤ5のカメラ1に対する回
転角度を検出するための図示されていない原点センサ及
びエンコーダが備えられている。したがって、検出され
た角度値を計算することによって、転がり軸受け8がエ
ンドカムギヤ6のどの位置に接触しているか、すなわち
角度ρの値を算出することができる。よって、モータ3
Bを回転駆動させることで、エンドカムギヤ6を回転駆
動し、ミラー2を所望の角度に垂直回転させることが可
能となる。
The image input section 200 shown in FIG. 3 is provided with an origin sensor and an encoder (not shown) for detecting the rotation angle of the end cam gear 6 with respect to the camera 1. Furthermore, an origin sensor and an encoder (not shown) for detecting a rotation angle of the ring gear 5 with respect to the camera 1 are provided. Therefore, by calculating the detected angle value, it is possible to calculate which position of the end cam gear 6 the rolling bearing 8 is in contact with, that is, the value of the angle ρ. Therefore, the motor 3
By rotating B, the end cam gear 6 is driven to rotate, and the mirror 2 can be vertically rotated to a desired angle.

【0087】式(8)はエンドカムギヤ6の形状を決定
する式と言っても良いが、エンドカムギヤ6は、式
(9)で表される図5に示した形状に限られず、これ以
外も様々なものが考えられる。例えば、ρとθを図11
に示す関係となるようなエンドカムギヤ6の形状が存在
するはずであり、ミラー2をθだけ垂直回転させるため
の角度値ρを容易に計算することが可能となる。さら
に、図12に示すような形状も考えられる。つまり、用
途に応じてエンドカムギヤ6の形状を決定することで、
最適なミラー回転を実現することが可能となる。
Expression (8) may be said to be an expression for determining the shape of the end cam gear 6, but the end cam gear 6 is not limited to the shape shown in FIG. Various things can be considered. For example, ρ and θ are shown in FIG.
There must be a shape of the end cam gear 6 that satisfies the following relationship, and the angle value ρ for vertically rotating the mirror 2 by θ can be easily calculated. Further, a shape as shown in FIG. 12 is also conceivable. That is, by determining the shape of the end cam gear 6 according to the application,
Optimum mirror rotation can be realized.

【0088】(第1の実施の形態:ミラー2の角度φ、
θとその表現方法)以上説明した機構を有することによ
り、モータ3A及びモータ3Bを回転駆動させると、ミ
ラー2は水平または垂直方向に様々なパターンで回転駆
動される。以下、モータ3A及びモータ3Bの回転駆動
に伴うミラー2の動きについて説明する。
(First Embodiment: Angle φ of mirror 2,
With the mechanism described above, when the motor 3A and the motor 3B are driven to rotate, the mirror 2 is driven to rotate in various patterns in the horizontal or vertical direction. Hereinafter, the movement of the mirror 2 associated with the rotational driving of the motor 3A and the motor 3B will be described.

【0089】図13は、ミラー2の水平回転角度φと垂
直回転角度θと、ミラー2が回転駆動された時の(φ,
θ)の変化の一例を示すグラフである。垂直回転角度θ
は、エンドカムギヤ6やリンク機構7の説明において述
べたものと同じで、ミラー2がミラー支柱9回りに回転
する回転角度で、上向きに回転する方向を正としてい
る。一方、水平回転角度φは、ミラー2が、カメラ1の
光軸回りに回転するカメラ1に対する回転角度であり、
予め決められた原点位置からの水平回転角度である。ミ
ラー2は、リングギヤ5にミラー支柱9によって保持さ
れているので、ミラー2の水平回転角度φは、リングギ
ヤ5のカメラ1の光軸回りの回転角度と言うこともでき
る。リングギヤ5の回転角度は、図3などで図示されて
いない原点センサ及びエンコーダで検出することができ
る。
FIG. 13 shows the horizontal rotation angle φ and the vertical rotation angle θ of the mirror 2 and (φ,
9 is a graph showing an example of a change in θ). Vertical rotation angle θ
Is the same as that described in the description of the end cam gear 6 and the link mechanism 7, and is a rotation angle at which the mirror 2 rotates around the mirror support 9, and a direction in which the mirror 2 rotates upward is positive. On the other hand, the horizontal rotation angle φ is a rotation angle of the mirror 2 with respect to the camera 1 that rotates around the optical axis of the camera 1,
This is a horizontal rotation angle from a predetermined origin position. Since the mirror 2 is held on the ring gear 5 by the mirror support 9, the horizontal rotation angle φ of the mirror 2 can be said to be the rotation angle of the ring gear 5 around the optical axis of the camera 1. The rotation angle of the ring gear 5 can be detected by an origin sensor and an encoder not shown in FIG.

【0090】図13のグラフは、横軸にφ、縦軸にθを
とったものである。水平回転角度φについては、ミラー
2が何回転したかに関係なく回転角度位置を0〜2πで
表した。ミラー2が、水平及び垂直回転しながら駆動さ
れると、例えば図13に示すような軌跡θ=f(φ)と
して回転の様子を表すことが可能となる。軌跡上に示さ
れたt1 及びt2 は、ミラー2がその点で表された角度
状態にある時の時間を表している。
The graph of FIG. 13 is obtained by plotting φ on the horizontal axis and θ on the vertical axis. Regarding the horizontal rotation angle φ, the rotation angle position is represented by 0 to 2π regardless of the number of rotations of the mirror 2. When the mirror 2 is driven while rotating horizontally and vertically, for example, the state of rotation can be represented as a trajectory θ = f (φ) as shown in FIG. T1 and t2 shown on the trajectory represent the time when the mirror 2 is in the angular state represented by that point.

【0091】ここで、エンドカムギヤ6における角度ρ
と、ミラー2の水平回転角度φの関係について、数式化
することによりまとめておく。
Here, the angle ρ in the end cam gear 6
And the relationship between the horizontal rotation angle φ of the mirror 2 are summarized by formulating.

【0092】図14に、画像入力部200を真上から見
た図を示す。φは、ミラー2のカメラ1に対する水平回
転角度で、予め決められたカメラ1に対する原点と、撮
像方向がなす角度である。ρは、図10で示したように
リンク機構7の先端に取り付けられた転がり軸受け8が
エンドカムギヤ6に接触する点の位置を示す角度であ
る。次に新しく出てきた角度ηであるが、これは、カメ
ラ1に対する原点と角度ρを決定するエンドカムギヤ6
の原点とがなす角度である。言い換えると、モータ3B
の回転駆動によりエンドカムギヤ6が回転された角度と
言うこともできる。撮像方向とリンク機構7とのなす角
度は、画像入力部200の構造から予め決まる角度φ0
=定数となっている。これらの角度は、すべて反時計回
りを正方向の回転とする。以上より、φとφ0とηとρ
とは、次の式(17)なる関係が成り立っている。
FIG. 14 is a view of the image input unit 200 as viewed from directly above. φ is a horizontal rotation angle of the mirror 2 with respect to the camera 1 and is an angle formed by a predetermined origin with respect to the camera 1 and an imaging direction. ρ is an angle indicating the position of the point where the rolling bearing 8 attached to the end of the link mechanism 7 contacts the end cam gear 6 as shown in FIG. The next newly emerging angle η is the end cam gear 6 which determines the origin and angle ρ with respect to the camera 1.
Is the angle formed by the origin. In other words, the motor 3B
It can also be said that the angle at which the end cam gear 6 is rotated by the rotational driving of the end cam gear 6. The angle between the imaging direction and the link mechanism 7 is an angle φ0 determined in advance from the structure of the image input unit 200.
= Constant. All of these angles are positive rotations in the counterclockwise direction. From the above, φ, φ0, η, and ρ
And the following equation (17) holds.

【0093】[0093]

【数17】 [Equation 17]

【0094】これを、式(10)に代入し、さらに式
(4)あるいは式(10)を用いると、結局、ミラー2
の垂直回転角度θは、ミラー2の水平回転角度、すなわ
ちリングギヤ5の回転角度であるφ及びエンドカムギヤ
6の回転角度ηを用いて表される。
By substituting this into equation (10) and further using equation (4) or equation (10), mirror 2
Is expressed using the horizontal rotation angle of the mirror 2, that is, the rotation angle φ of the ring gear 5, and the rotation angle η of the end cam gear 6.

【0095】リングギヤ5とエンドカムギヤ6の回転角
度あるいは回転速度は、モータ3A及びモータ3Bの回
転角度あるいは回転速度で決定される。したがって、コ
ンピュータ101及びミラー回転制御手段102はこれ
らの関係を用いてモータ3A及びモータ3Bを制御し、
ひいてはミラー2を回転制御することができるというわ
けである。
The rotation angle or rotation speed of the ring gear 5 and the end cam gear 6 is determined by the rotation angle or rotation speed of the motors 3A and 3B. Therefore, the computer 101 and the mirror rotation control means 102 control the motor 3A and the motor 3B using these relationships,
Consequently, the rotation of the mirror 2 can be controlled.

【0096】(第1の実施の形態:ミラーの動きである
5つのモードの説明)モータ3A及びモータ3Bの回
転、停止を組み合わせることで、ミラー2は様々な動き
をする。例えば、以下に示すような5つのモードがあ
る。 リングギヤ5とエンドカムギヤ6の回転周期が同一と
なるように、モータ3Aとモータ3Bを回転駆動(以
下、「第1のモード」と称する。) モータ3Bのみを回転駆動(以下、「第2のモード」
と称する。) モータ3Aとモータ3Bをそれぞれ指定角度だけ回転
駆動(以下、「第3のモード」と称する。) リングギヤ5とエンドカムギヤ6の回転周期が同一と
ならないように、モータ3Aとモータ3Bを同時に回転
駆動(以下、「第4のモード」と称する。) モータ3Aのみを回転駆動(以下、「第5のモード」
と称する。)
(First Embodiment: Explanation of Five Modes of Mirror Movement) The mirror 2 moves in various ways by combining the rotation and stop of the motor 3A and the motor 3B. For example, there are five modes as shown below. The motors 3A and 3B are rotationally driven (hereinafter, referred to as a "first mode") such that the rotation periods of the ring gear 5 and the end cam gear 6 are the same (hereinafter, referred to as "first mode"). mode"
Called. The motors 3A and 3B are driven to rotate by a specified angle (hereinafter, referred to as a "third mode"). The motors 3A and 3B are simultaneously rotated so that the rotation cycles of the ring gear 5 and the end cam gear 6 are not the same. Driving (hereinafter, referred to as “fourth mode”) Only motor 3A is rotationally driven (hereinafter, “fifth mode”).
Called. )

【0097】以下、上記5つのモードについてミラー2
がどのように回転されるかを、図13で示したグラフの
表示形式を適用して説明する。ただし、エンドカムギヤ
6としては、図5に示したものを用いた場合とする。ま
た、リングギヤ5の回転角速度をVφ、エンドカムギヤ
6の回転角速度をVηとする。
The mirror 5 for the above five modes will now be described.
Is rotated by applying the display format of the graph shown in FIG. However, it is assumed that the end cam gear 6 shown in FIG. 5 is used. The rotational angular velocity of the ring gear 5 is Vφ, and the rotational angular velocity of the end cam gear 6 is Vη.

【0098】(第1のモード)リングギヤ5とエンドカ
ムギヤ6の回転速度が同一、すなわちVφ=Vη≠0に
なるようにモータ3Aとモータ3Bを駆動すると、転が
り軸受け8がエンドカムギヤ6に接触する位置が変化し
ない。したがって、リンク機構7は上下に並行移動され
ることはないため、ミラー2は垂直回転されないことに
なる。よって、ミラー2は、図15に示すように、垂直
回転角度がθc の状態で水平回転駆動される。θc は、
転がり軸受け8が、エンドカムギヤ6がどの位置に接触
しているかによって決まる。すなわち、本モードの回転
駆動に入る時の角度ηで決まる。
(First Mode) When the motors 3A and 3B are driven so that the rotational speeds of the ring gear 5 and the end cam gear 6 are the same, that is, Vφ = Vη ≠ 0, the rolling bearing 8 comes into contact with the end cam gear 6. The position does not change. Therefore, since the link mechanism 7 is not moved up and down in parallel, the mirror 2 is not rotated vertically. Therefore, the mirror 2 is driven to rotate horizontally with the vertical rotation angle being θc, as shown in FIG. θc is
The rolling bearing 8 is determined by the position where the end cam gear 6 is in contact. That is, it is determined by the angle η at the time of starting the rotation drive in this mode.

【0099】ミラー2が(φs ,θs )の停止状態か
ら、垂直回転角度θc での連続水平回転駆動に移行する
場合のモータ3A及びモータ3Bの駆動の様子を図16
に示す。図16の(a)は、横軸が時間、縦軸がリング
ギヤ5の水平回転速度Vφ、図16の(b)は、横軸が
時間、縦軸がミラー2の垂直回転角度θ、のグラフであ
る。
FIG. 16 shows how the motors 3A and 3B are driven when the mirror 2 shifts from the stop state of (φs, θs) to the continuous horizontal rotation drive at the vertical rotation angle θc.
Shown in 16A is a graph in which the horizontal axis is time, the vertical axis is the horizontal rotation speed Vφ of the ring gear 5, and FIG. 16B is a graph in which the horizontal axis is time and the vertical axis is the vertical rotation angle θ of the mirror 2. It is.

【0100】図示したように、回転速度(角速度ともい
う)Vφが、0から一定回転速度Vφc まで加速し、そ
の後一定となるようにモータ3Aを回転駆動し、かつ、
垂直回転角度θが、θs からθc になるまでエンドカム
ギヤ6の回転角度速度Vρを調節しながらモータ3Bを
回転駆動し、その後停止させると、ミラー2は、図16
の(c)に示すように動く。ミラー2は最初、(φs ,
θs )の位置で停止状態にあり、その後矢印16Aで示
す軌跡を移動し、その後、矢印16Bで示す水平回転に
移行し、矢印16Cで示す連続回転を続ける。
As shown in the figure, the motor 3A is driven to rotate so that the rotation speed (also referred to as angular speed) Vφ increases from 0 to a constant rotation speed Vφc, and then becomes constant.
When the motor 3B is driven to rotate while adjusting the rotation angle speed Vρ of the end cam gear 6 until the vertical rotation angle θ changes from θs to θc, and then the motor 3B is stopped, the mirror 2 moves as shown in FIG.
It moves as shown in FIG. Mirror 2 is initially (φs,
.theta.s), the trajectory indicated by the arrow 16A is moved thereafter, and then the horizontal rotation indicated by the arrow 16B is started, and the continuous rotation indicated by the arrow 16C is continued.

【0101】(第2のモード)モータ3Aを回転駆動さ
せないと、リングギヤ5は回転しないため、ミラー2は
水平回転されない。この状態で、モータ3Bを回転させ
ると、エンドカムギヤ6が回転して、ミラー2は垂直回
転する。つまり、Vφ=0、Vη≠0、とすればミラー
2は垂直方向にのみ回転駆動される。もし、モータ3B
を回転し続ければ、エンドカムギヤ6が連続回転するこ
とになり、ミラー2は、図17に示すように水平回転角
度がφc の状態で垂直方向に往復移動する。φc は、垂
直往復移動に入る時のリングギヤ5の位置で決まる。
(Second mode) Since the ring gear 5 does not rotate unless the motor 3A is driven to rotate, the mirror 2 is not rotated horizontally. When the motor 3B is rotated in this state, the end cam gear 6 rotates, and the mirror 2 rotates vertically. That is, if Vφ = 0 and Vη ≠ 0, the mirror 2 is driven to rotate only in the vertical direction. If the motor 3B
, The end cam gear 6 rotates continuously, and the mirror 2 reciprocates in the vertical direction with the horizontal rotation angle φc as shown in FIG. φc is determined by the position of the ring gear 5 when entering the vertical reciprocating movement.

【0102】また、垂直往復移動のパタンは、エンドカ
ムギヤ6の形状を表す式(8)であるS=S(ρ)で決
まるが、例えば図5に示したエンドカムギヤ6の場合で
は、エンドカムギヤ6が1回転すると1往復する往復移
動になる。この第2のモードでも、ある停止状態から連
続垂直往復移動にスムーズに移行することが可能となる
が、図16を用いて第1のモードの後半で説明した駆動
パタンと同様に実現することができるため、説明は省略
する。
The pattern of the vertical reciprocating movement is determined by S = S (ρ) which is the equation (8) representing the shape of the end cam gear 6. For example, in the case of the end cam gear 6 shown in FIG. When 6 rotates once, reciprocation of one reciprocation occurs. Also in the second mode, it is possible to smoothly shift from a certain stop state to a continuous vertical reciprocating movement, but it is possible to realize the same as the driving pattern described in the latter half of the first mode with reference to FIG. The description is omitted because it is possible.

【0103】(第3のモード)第1、第2のモードで説
明したように水平、垂直回転が可能であるということ
は、当然、指定された目標位置にミラー2を回転し、位
置決めすることも可能である。例えば、停止状態(φs
,θs )から指定目標値(φe ,θe )への移動は、
図18に示すようになる。この場合も、モータ3Aとモ
ータ3Bを同時に駆動して、それぞれが目標値に到達す
るようにすることで、スムーズなミラー回転を実現でき
る。この時、リングギヤ5の回転角度量は、φe −φs
とすれば良い。
(Third Mode) As described in the first and second modes, the fact that horizontal and vertical rotation is possible means that the mirror 2 must be rotated and positioned at a specified target position. Is also possible. For example, the stop state (φs
, Θs) to the specified target value (φe, θe)
As shown in FIG. Also in this case, smooth rotation of the mirror can be realized by simultaneously driving the motors 3A and 3B so that each reaches the target value. At this time, the rotation angle amount of the ring gear 5 is φe−φs
It is good.

【0104】一方、エンドカムギヤ6の回転角度量は、
リングギヤ5が停止している時に、θs をθe にするた
めに必要な回転角度量Δηに、リングギヤ5の回転角度
量φe −φs だけ足した角度量(Δη+φe −φs )と
なる。これは、エンドカムギヤ6とリングギヤ5との回
転角度の差分によって、角度ρが変化し、ミラー2の垂
直角度θが変化するからである。
On the other hand, the rotation angle amount of the end cam gear 6 is
When the ring gear 5 is stopped, an angle (Δη + φe−φs) obtained by adding a rotation angle Δe−φs of the ring gear 5 to a rotation angle Δη required to set θs to θe. This is because the angle ρ changes and the vertical angle θ of the mirror 2 changes depending on the difference between the rotation angles of the end cam gear 6 and the ring gear 5.

【0105】以上は、モータ3Aとモータ3Bを同時駆
動して指定角度に移動させる場合であるが、もちろん、
制御系の制限等の理由で、モータ3Aを駆動してφs →
φe(矢印18A)とした後、モータ3Bを駆動してθs
→θe (矢印18B)としても良い。
The above is the case where the motor 3A and the motor 3B are simultaneously driven to move to the specified angle.
The motor 3A is driven and φs →
After setting φe (arrow 18A), the motor 3B is driven and θs
→ It may be θe (arrow 18B).

【0106】(第4のモード)リングギヤ5とエンドカ
ムギヤ6の回転速度が同一とならないようにモータ3A
及びモータ3Bを同時回転駆動した時のミラー2の動き
の一例を図19に示す。グラフには、本モードで連続回
転した時の第n週目の軌跡と、第(n+1)周目の軌跡
を示してある。ただし、n=1、2、3、・・・であ
る。
(Fourth Mode) The motor 3A is controlled so that the rotation speeds of the ring gear 5 and the end cam gear 6 are not the same.
FIG. 19 shows an example of the movement of the mirror 2 when the motor 3B is simultaneously driven to rotate. The graph shows the trajectory of the n-th week and the trajectory of the (n + 1) th round when the motor is continuously rotated in this mode. Here, n = 1, 2, 3,....

【0107】第n周目の軌跡を見ると、まずφに対して
θが減少して負となり、θmin になったところで増加に
転じ、θmax まで増加して再び減少している。これは、
リングギヤ5の回転角速度Vφが、エンドカムギヤ6の
回転角速度Vηよりも速い場合であり、また第n周目の
回転が、φ=0の時、転がり軸受け8が、図5に示した
形状のエンドカムギヤ6のρ=0の場所にあったと考え
られる。
Looking at the trajectory of the nth round, first, θ decreases with respect to φ and becomes negative, and when θmin is reached, it starts increasing, increases to θmax, and decreases again. this is,
This is the case where the rotational angular velocity Vφ of the ring gear 5 is faster than the rotational angular velocity Vη of the end cam gear 6, and when the rotation of the n-th cycle is φ = 0, the rolling bearing 8 has the end shown in FIG. It is considered that the cam gear 6 was located at the position of ρ = 0.

【0108】さて、図19のφt について考える。φt
は、角度θの変化が一周期する間にリングギヤ5が回転
する角度である。角度θの変化が一周期するのに要する
時間をtとし、リングギヤの回転角速度Vφが、エンド
カムギヤ6の回転角速度Vηより速いと仮定すると、リ
ングギヤ5は、時間tの間に1周(2π)して、さらに
エンドカムギヤ6が時間tの間に回転される分だけ回転
する必要があるので、φt は、式(18)のようにな
る。
Now, consider φt in FIG. φt
Is the angle at which the ring gear 5 rotates during one cycle of change of the angle θ. Assuming that the time required for one cycle of the change of the angle θ is t and that the rotational angular velocity Vφ of the ring gear is faster than the rotational angular velocity Vη of the end cam gear 6, the ring gear 5 makes one revolution (2π) during the time t. Then, since it is necessary to further rotate the end cam gear 6 by an amount corresponding to the rotation during the time t, φt is given by the following equation (18).

【0109】[0109]

【数18】 (Equation 18)

【0110】一方、リングギヤの回転角速度Vφが、エ
ンドカムギヤ6の回転角速度Vηより遅いと仮定する
と、エンドカムギヤ6は、時間tの間に1周(2π)し
て、さらにリングギヤ5が時間tの間に回転される分だ
け回転する必要があるので、φt は、式(19)のよう
になる。
On the other hand, assuming that the rotational angular velocity Vφ of the ring gear is lower than the rotational angular velocity Vη of the end cam gear 6, the end cam gear 6 makes one revolution (2π) during the time t, and the ring gear 5 further rotates at the time t. Since it is necessary to rotate by an amount corresponding to the rotation in the interval, φt is given by equation (19).

【0111】[0111]

【数19】 [Equation 19]

【0112】したがって、VφとVηの大小関係及び式
(12)、(13)を比較すると、φt は、式(20)
のように表すことができる。
Therefore, comparing the magnitude relationship between Vφ and Vη and the expressions (12) and (13), φt is expressed by the expression (20)
Can be expressed as

【0113】[0113]

【数20】 (Equation 20)

【0114】ただし、K=Vη/Vφであり、||は絶
対値記号である。
Where K = Vη / Vφ, and || is an absolute value symbol.

【0115】式(14)は、VηとVφの比Kを変える
ことで、ミラー2の動きが様々に変化することを示して
いる。例えば、図19に示したグラフでは、K=約0.
07程度にした時のミラー2の動きである。
Equation (14) shows that the movement of the mirror 2 changes variously by changing the ratio K between Vη and Vφ. For example, in the graph shown in FIG.
This is the movement of the mirror 2 when it is set to about 07.

【0116】また、Vφ=Vη、すなわちK=1とする
とφt =∞となるが、これは第1のモードで示した水平
回転になることから理解できる。一方、Vη≠0かつV
φ=0とすると、K=∞となり、φt =0となるが、こ
れは第2のモードで示した垂直回転になることから理解
できる。
When Vφ = Vη, that is, when K = 1, φt = ∞, which can be understood from the horizontal rotation shown in the first mode. On the other hand, Vη ≠ 0 and V
When φ = 0, K = ∞ and φt = 0, which can be understood from the vertical rotation shown in the second mode.

【0117】また、Kを0に近づければ、φt は2πに
近づき、ミラー2の動きは図20に示すようになる。と
ころで、φt の分母は絶対値形式となっているので、φ
t を2πに近づけるためには、Kを2に近づけることで
も実現できる。この場合は、エンドカムギヤ6がリング
ギヤ5のほぼ2倍の速度で回転していることになる。こ
の場合、エンドカムギヤ6がリングギヤ5よりも速く回
転するため、転がり軸受け8がエンドカムギヤ6の底面
から上面までの高さSを低くする方向に移動し、リンク
機構7が下方移動し、ミラー2の垂直角度θが増加す
る。このため、ミラー2は、φ=0の位置から回転開始
直後に、θが増加する変化を示す。つまり、図20に示
したミラー2の軌跡を、θ=θ0 の直線で反転させた軌
跡となる。
When K approaches 0, φt approaches 2π, and the movement of the mirror 2 becomes as shown in FIG. By the way, since the denominator of φt is in absolute value format, φ
In order to make t close to 2π, it can also be realized by making K close to 2. In this case, the end cam gear 6 rotates at almost twice the speed of the ring gear 5. In this case, since the end cam gear 6 rotates faster than the ring gear 5, the rolling bearing 8 moves in a direction to decrease the height S from the bottom surface to the upper surface of the end cam gear 6, the link mechanism 7 moves downward, and the mirror 2 moves. Is increased. For this reason, the mirror 2 shows a change in which θ increases immediately after the rotation starts from the position of φ = 0. That is, the trajectory of the mirror 2 shown in FIG. 20 is inverted by a straight line of θ = θ0.

【0118】次に、Kを1に近づければ、φt は大きく
なり、ミラー2の動きは図21に示すようになる。逆
に、Kを大きくすれば、すなわちVφに比べVηを大き
くすれば、φt は小さくなり、ミラー2の動きは図22
に示すようになる。図22の第n周目の軌跡を見ると、
図19の場合と異なり水平角度φ=0の位置から角度θ
が増加している。これは、前述したK=2の場合と同様
に、Vη>Vφとなっているためである。
Next, when K approaches 1, φt increases, and the movement of the mirror 2 becomes as shown in FIG. Conversely, if K is increased, that is, Vη is made larger than Vφ, φt becomes smaller, and the movement of the mirror 2 becomes smaller as shown in FIG.
It becomes as shown in. Looking at the locus of the n-th lap in FIG.
Unlike the case of FIG. 19, the angle θ from the position of the horizontal angle φ = 0
Is increasing. This is because Vη> Vφ as in the case of K = 2 described above.

【0119】このように第4のモードでは、適当なKを
選び、ミラー2を連続回転させると、ミラー2は(φ,
θ)空間を網羅的に回転されることになる。この機能
は、後で述べる本発明の第2の実施の形態において画像
合成により広視野画像を得る時に役立つ。
As described above, in the fourth mode, when an appropriate K is selected and the mirror 2 is continuously rotated, the mirror 2 becomes (φ,
θ) The space is exhaustively rotated. This function is useful when a wide-field image is obtained by image synthesis in a second embodiment of the present invention described later.

【0120】次に、グラフ中に示したΔθについて説明
する。リングギヤ5が、モータ3Aにより回転駆動さ
れ、ちょうど360°(2πラジアン)回転する間、す
なわち原点の位置に戻って来る間に、エンドカムギヤ6
もモータ3Bにより回転駆動されている。リングギヤ5
が1回転するのに要する時間は、その水平回転周期Tφ
であり、Tφは、リングギヤ5の回転角速度Vφを用い
て、式(21)のように表される。
Next, Δθ shown in the graph will be described. While the ring gear 5 is driven to rotate by the motor 3A and rotates exactly 360 ° (2π radians), that is, while returning to the origin position, the end cam gear 6
Is also rotationally driven by the motor 3B. Ring gear 5
The time required for one rotation is determined by the horizontal rotation period Tφ
And Tφ is expressed by Expression (21) using the rotational angular velocity Vφ of the ring gear 5.

【0121】[0121]

【数21】 (Equation 21)

【0122】このTφの間にエンドカムギヤ6が回転さ
れる回転角度をΔηとすると、Δηは、式(22)とな
る。
Assuming that the rotation angle at which the end cam gear 6 is rotated during this Tφ is Δη, Δη is given by equation (22).

【0123】[0123]

【数22】 (Equation 22)

【0124】このΔηに相当する角度ρの変化分Δρ
は、式(11)により求まるが、ミラー2は原点の位置
に戻ってきているのでφに変化はなく、φ0 =定数であ
ることから、結局、ΔηとΔρとの関係は、式(23)
のようになる。
The change Δρ of the angle ρ corresponding to Δη
Is obtained by the equation (11), but since the mirror 2 has returned to the position of the origin, there is no change in φ, and since φ0 = constant, the relationship between Δη and Δρ is finally expressed by the equation (23)
become that way.

【0125】[0125]

【数23】 (Equation 23)

【0126】グラフ中に示すΔθは、このΔρに起因す
るミラー2の垂直回転角度変化である。つまり、リング
ギヤ5が1回転する間に、エンドカムギヤ6がΔρだけ
回転しているので、その分だけミラー2が垂直回転し、
その回転角度量がΔθというわけである。Δθの値を求
めるためには、式(10)及び式(4)または式(1
0)の微分形を求め、ρ及びΔρを代入すれば良いが、
例えば、エンドカムギヤ5としては図5に示したもの、
リンク機構7としては図6に示したものを用いた場合に
ついては、次の式(24)が得られる。
Δθ shown in the graph is a change in the vertical rotation angle of the mirror 2 caused by Δρ. That is, while the ring gear 5 makes one rotation, the end cam gear 6 rotates by Δρ, so that the mirror 2 rotates vertically by that much,
The rotation angle amount is Δθ. In order to determine the value of Δθ, the expression (10) and the expression (4) or the expression (1)
0) can be obtained by substituting ρ and Δρ.
For example, the end cam gear 5 shown in FIG.
When the link mechanism 7 shown in FIG. 6 is used, the following equation (24) is obtained.

【0127】[0127]

【数24】 (Equation 24)

【0128】コンピュータ101とミラー回転制御手段
102は、以上の計算結果に基づいてモータ3A及びモ
ータ3Bを制御すれば良い。
The computer 101 and the mirror rotation control means 102 may control the motor 3A and the motor 3B based on the above calculation results.

【0129】(第5のモード)エンドカムギヤ6として
図5に示したものを用い、ミラー2を水平回転させるた
めのモータ3Aのみを回転させると、ミラー2は図23
のような動きをする。ただし、図中の軌跡は、水平回転
角度φ=0の時、垂直回転角度θ=0となるように、す
なわち転がり軸受け8がエンドカムギヤ6上のρ=0の
位置に来るように、リングギヤ5及びエンドカムギヤ6
を位置決めしておいた場合のものである。
(Fifth Mode) When the one shown in FIG. 5 is used as the end cam gear 6 and only the motor 3A for horizontally rotating the mirror 2 is rotated, the mirror 2 is moved to the state shown in FIG.
It moves like However, the trajectory in the figure is such that when the horizontal rotation angle φ = 0, the vertical rotation angle θ = 0, that is, the ring gear 5 is set so that the rolling bearing 8 comes to the position ρ = 0 on the end cam gear 6. And end cam gear 6
Is positioned.

【0130】第5のモードにおいては、図12に示した
エンドカムギヤ6を用いた場合のミラー2の動きについ
ても説明しておく。図24及び図25は、図12で示し
たエンドカムギヤ6を用いた場合の画像入力部201の
構成及びそれを横から見た図である。モータ3Aのみを
回転駆動させると、ミラー2は図26に示すような動き
になる。このように、エンドカムギヤ6の形状S=S
(ρ)を工夫することで、モータ3Aのみを回転させる
だけでも、ミラー2の動きにバリエーションを持たせる
ことが可能となる。
In the fifth mode, the movement of the mirror 2 when the end cam gear 6 shown in FIG. 12 is used will be described. FIG. 24 and FIG. 25 are views of the configuration of the image input unit 201 when the end cam gear 6 shown in FIG. 12 is used and a side view of the configuration. When only the motor 3A is driven to rotate, the mirror 2 moves as shown in FIG. Thus, the shape S = S of the end cam gear 6
By devising (ρ), it is possible to give variations to the movement of the mirror 2 only by rotating the motor 3A alone.

【0131】(第2の実施の形態:モータ1つの2軸駆
動機構(エンドカムギヤ)+カメラ)図27は、本発明
の第2の実施の形態の構成を示す図である。前述した本
発明の第1の実施の形態では、リングギヤ5とエンドカ
ムギヤ6を、それぞれ異なるモータ3A及びモータ3B
で駆動していたのに対し、本実施の形態では、一つのモ
ータ3でリングギヤ5とエンドカムギヤ6を駆動してい
る。それ以外については、第1の実施の形態と同様の構
成であるため、以下その相違点である画像入力部につい
て説明する。
(Second Embodiment: Two-Axis Drive Mechanism with One Motor (End Cam Gear) + Camera) FIG. 27 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention. In the above-described first embodiment of the present invention, the ring gear 5 and the end cam gear 6 are provided with different motors 3A and 3B, respectively.
However, in the present embodiment, the ring gear 5 and the end cam gear 6 are driven by one motor 3. Otherwise, the configuration is the same as that of the first embodiment, and therefore, the difference will be described below with respect to the image input unit.

【0132】(第2の実施の形態:画像入力部202の
説明)本実施の形態の画像入力部202は、カメラ本体
1Aとレンズ1Bから構成され、上向きに置かれたカメ
ラ1と、レンズ1Bの光軸と中心軸を同一にして配置さ
れたリング形状のギヤであるリングギヤ5と、リングギ
ヤ5に固定されたミラー支柱9に回転可能なように保持
されたミラー2と、レンズ1Bの光軸と中心軸を同一に
して配置されたリング形状のギヤであって、上面と底面
が平行ではなく、一定角度をなしているエンドカムギヤ
6と、モータ3の回転駆動をリングギヤ5に伝達するた
めのギヤ40と、モータ3の回転駆動をエンドカムギヤ
6に伝達するためのギヤ41と、リングギヤ5をギヤ4
0を介して回転駆動し、かつエンドカムギヤ6をギヤ4
1を介して回転駆動するためのモータ3と、一方の端が
ミラー2に回転可能なように取り付けられ、他方の端が
転がり軸受け8であって、その転がり軸受けがエンドカ
ムギヤ6の上を転がるように構成されたリンク機構7
と、リンク機構7がエンドカムギヤ6と接触しながら転
がるようにリンク機構7をエンドカムギヤ6に押し付け
るためのバネ10と、を備えて構成されている。
(Second Embodiment: Description of Image Input Unit 202) The image input unit 202 of the present embodiment includes a camera body 1A and a lens 1B. A ring gear 5, which is a ring-shaped gear arranged with the same optical axis as the central axis, a mirror 2 rotatably held on a mirror support 9 fixed to the ring gear 5, and an optical axis of the lens 1B. And an end cam gear 6 whose top and bottom surfaces are not parallel and form a fixed angle, and a ring gear for transmitting the rotational drive of the motor 3 to the ring gear 5. A gear 40, a gear 41 for transmitting the rotational drive of the motor 3 to the end cam gear 6, and a ring gear 5
0 and the end cam gear 6 is
A motor 3 for rotational driving via 1 and one end rotatably mounted on the mirror 2, the other end of which is a rolling bearing 8, which rolls on the end cam gear 6. Link mechanism 7 configured as follows
And a spring 10 for pressing the link mechanism 7 against the end cam gear 6 so that the link mechanism 7 rolls while contacting the end cam gear 6.

【0133】なお、図27に示した画像入力部202の
エンドカムギヤ6は、図5に示した形状のものを用いて
いる。また、画像入力部202には、第1の実施の形態
における画像入力部200と同様に、リングギヤ5とエ
ンドカムギヤ6との回転角度を検出するための図示され
ていない原点センサ及びエンコーダが内蔵されている。
これらの値を参照することにより、角度φ、ρ、ηを算
出でき、さらにはθも計算できる。
The end cam gear 6 of the image input section 202 shown in FIG. 27 has the shape shown in FIG. Further, similarly to the image input unit 200 in the first embodiment, the image input unit 202 incorporates an origin sensor and an encoder (not shown) for detecting the rotation angle between the ring gear 5 and the end cam gear 6. ing.
By referring to these values, angles φ, ρ, and η can be calculated, and θ can also be calculated.

【0134】(第2の実施の形態:ミラー回転機構の説
明)モータ3が回転駆動されると、ギヤ40を介してリ
ングギヤ5が、ギヤ41を介してエンドカムギヤ6が、
同時に回転駆動される。リングギヤ5の回転に伴い、ミ
ラー2は水平回転駆動され、エンドカムギヤ6の回転に
伴い、第1の実施の形態で説明したしくみによりミラー
2は垂直回転駆動される。この時、ギヤ40による減速
比と、ギヤ41による減速比とが問題となる。もし、減
速比を同一にすれば、ミラー2は、第1の実施の形態の
説明において、図15を用いて説明した第1のモードと
同様の動きになってしまう。しかも、エンドカムギヤ6
だけを回転させることができないため、第1の実施の形
態のように任意の垂直角度での水平回転もできない。
(Second Embodiment: Description of Mirror Rotating Mechanism) When the motor 3 is driven to rotate, the ring gear 5 via the gear 40, the end cam gear 6 via the gear 41,
It is driven to rotate at the same time. With the rotation of the ring gear 5, the mirror 2 is driven to rotate horizontally, and with the rotation of the end cam gear 6, the mirror 2 is driven to rotate vertically by the mechanism described in the first embodiment. At this time, the reduction ratio by the gear 40 and the reduction ratio by the gear 41 pose a problem. If the reduction ratios are the same, the mirror 2 behaves similarly to the first mode described with reference to FIG. 15 in the description of the first embodiment. Moreover, the end cam gear 6
Cannot be rotated, so that horizontal rotation at an arbitrary vertical angle as in the first embodiment cannot be performed.

【0135】しかし、もし異なる減速比となるようにギ
ヤ40及び41を選定すれば、ミラー2は、第1の実施
の形態において、図19を用いて説明した第4のモード
と同様の動きを実現できる。この時、モータ3の回転速
度をV、ギヤ40及び41の減速比をそれぞれNφ、N
η、リングギヤ5及びエンドカムギヤ6の回転速度をそ
れぞれVφ、Vηとすると、それぞれの関係は、次の式
(25)により表される。
However, if the gears 40 and 41 are selected so as to have different reduction ratios, the mirror 2 operates in the first embodiment in the same manner as in the fourth mode described with reference to FIG. realizable. At this time, the rotation speed of the motor 3 is V, and the reduction ratios of the gears 40 and 41 are Nφ and N, respectively.
Assuming that η, the rotational speeds of the ring gear 5 and the end cam gear 6 are Vφ and Vη, respectively, the respective relations are expressed by the following equation (25).

【0136】[0136]

【数25】 (Equation 25)

【0137】したがって、VηとVφの比Kは、次の式
(26)のようになる。
Therefore, the ratio K between Vη and Vφ is given by the following equation (26).

【0138】[0138]

【数26】 (Equation 26)

【0139】これは、ギヤ40及び41を適当に選ぶこ
とで、Kを任意の値にすることができ、第1の実施の形
態の説明で示した図19〜22に示すように、ミラー2
を様々なパタンで回転駆動させることが可能になること
を示している。すなわち、本実施の形態に係るギヤ4
0,41は、本発明の減速比調整手段を構成する。
This is because K can be set to an arbitrary value by appropriately selecting the gears 40 and 41. As shown in FIGS. 19 to 22 described in the first embodiment, the mirror 2
Can be driven to rotate in various patterns. That is, the gear 4 according to the present embodiment
Reference numerals 0 and 41 constitute a reduction ratio adjusting means of the present invention.

【0140】以上のように、本実施の形態では、上記第
4のモードを一つのモータで実現することができ、エン
ドカムギヤ6の形状や、ギヤ40及び41の減速比を選
定することで、図19に示すΔφを所望の値にすること
により、ミラー2を様々なパタンで回転駆動することが
可能になる。
As described above, in the present embodiment, the fourth mode can be realized by one motor, and the shape of the end cam gear 6 and the reduction ratio of the gears 40 and 41 are selected. By setting Δφ shown in FIG. 19 to a desired value, the mirror 2 can be driven to rotate in various patterns.

【0141】(第3の実施の形態:2軸駆動機構(エン
ドカムギヤ)+複数画像合成カメラ)図28は、本発明
の第3の実施の形態の構成を示す図である。図28を参
照すると、本発明の第3の実施の形態は、第1の実施の
形態における画像入力部200と同様の構成である画像
入力部200(点線枠内)と、モータ3A及びモータ3
Bを制御するミラー回転制御手段(制御手段)102
と、画像取得手段103と画像変換手段104と画像合
成手段105とからなるコンピュータ101と、画像表
示手段106と、を備えて構成されている。
(Third Embodiment: Two-Axis Driving Mechanism (End Cam Gear) + Multiple-Image Synthesizing Camera) FIG. 28 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 28, a third embodiment of the present invention includes an image input unit 200 (within a dotted frame) having the same configuration as the image input unit 200 in the first embodiment, and a motor 3A and a motor 3A.
Mirror rotation control means (control means) 102 for controlling B
And a computer 101 including an image acquisition unit 103, an image conversion unit 104, and an image synthesis unit 105, and an image display unit 106.

【0142】コンピュータ101は、ミラー回転制御手
段102に制御信号を送る。ミラー回転制御手段102
は、コンピュータ101から送られてきた制御信号に基
づきモータ3A,3Bを制御する。ミラー2は、モータ
3A及びモータ3Bの回転駆動に応じて、回転駆動され
る。モータ3Aと3Bの駆動パタンによって、ミラー2
がどのように回転されるかは、第1の実施の形態の説明
において詳しく述べた。
The computer 101 sends a control signal to the mirror rotation control means 102. Mirror rotation control means 102
Controls the motors 3A and 3B based on the control signal sent from the computer 101. The mirror 2 is rotationally driven according to the rotational driving of the motors 3A and 3B. The mirror 2 is driven by the driving patterns of the motors 3A and 3B.
How is rotated is described in detail in the description of the first embodiment.

【0143】一方、コンピュータ101は、画像取得手
段103で取得されたカメラ1からの画像を、画像変換
手段104において第1の実施の形態と同様に回転変換
する。第1の実施の形態では、この回転変換された画像
をそのまま画像表示手段106に出力しているが、本実
施の形態では、回転変換された画像を、さらに画像合成
手段105で合成し、この合成された画像を画像表示手
段106に出力する。したがって、第1の実施の形態の
画像入力装置200は、ミラー2を回転させることで所
望の方向の画像を取得することを目的としていたのに対
し、本実施の形態の画像入力装置は、ミラー2を回転さ
せて、複数の画像を取得し、それらを合成することで広
視野画像を得ることを目的としている。
On the other hand, in the computer 101, the image from the camera 1 obtained by the image obtaining means 103 is rotationally converted by the image converting means 104 in the same manner as in the first embodiment. In the first embodiment, the rotation-converted image is output to the image display unit 106 as it is. In the present embodiment, the rotation-converted image is further combined by the image combining unit 105, and The combined image is output to the image display means 106. Therefore, the image input device 200 according to the first embodiment aims to acquire an image in a desired direction by rotating the mirror 2, whereas the image input device 200 according to the present embodiment The object of the present invention is to obtain a wide-field image by rotating the camera 2 to obtain a plurality of images and combining them.

【0144】ミラー2が、垂直回転することなく水平に
のみ回転している場合、すなわち第1の実施の形態の説
明で述べた第1のモードの場合の画像取得、変換、合成
の様子を図29に示す。第1の実施の形態で、図2を用
いて説明したのと同様に画像を回転変換し、撮像対象の
上下方向を揃える。画像合成手段105は、回転変換さ
れた画像を合成する。合成する際の画像間の重なり具合
は、ミラー2の水平及び垂直回転角度を検出する図示さ
れていない原点センサ及びエンコーダによる検出値も参
照して合成する。合成された広視野画像は、回転変換さ
れた複数画像が合成されたものなので、上下部分はギザ
ギザ状となっている。したがって、画像表示手段106
へは、中央の矩形部分を切り出して出力する。
[0144] The state of image acquisition, conversion, and synthesis in the case where the mirror 2 is rotating only horizontally without rotating vertically, that is, in the first mode described in the description of the first embodiment, is illustrated. 29. In the first embodiment, the image is rotationally converted in the same manner as described with reference to FIG. 2, and the vertical direction of the imaging target is aligned. The image synthesizing unit 105 synthesizes the rotated image. The degree of overlap between images at the time of combining is combined with reference to detection values by an origin sensor (not shown) and an encoder (not shown) for detecting the horizontal and vertical rotation angles of the mirror 2. Since the synthesized wide-field image is obtained by synthesizing a plurality of rotationally-transformed images, the upper and lower portions are jagged. Therefore, the image display means 106
, A central rectangular portion is cut out and output.

【0145】次に、ミラー2が垂直方向にも回転されて
いる場合の画像合成について説明する。図30は、ミラ
ー2が第1の実施の形態の説明の中で示した図19に示
すように回転された場合の画像合成の様子である。図1
9では、ある1回転の画像合成の様子だけを示したが、
第4のモードで説明したように周期のずれた回転をくり
かえすことによって、1回転ではカバーできない領域に
ついても画像が生成され、最終的には、矩形で示された
広視野画像が得られる。このようにミラー2が垂直回転
させた状態で画像合成することで、広視野画像の垂直画
角を拡張することが可能になる。
Next, description will be made regarding image composition when the mirror 2 is also rotated in the vertical direction. FIG. 30 shows a state of image composition when the mirror 2 is rotated as shown in FIG. 19 described in the description of the first embodiment. FIG.
In Fig. 9, only the state of image synthesis in one rotation is shown,
As described in the fourth mode, by repeating rotations with a shifted cycle, an image is generated even for an area that cannot be covered by one rotation, and finally a wide-field image represented by a rectangle is obtained. As described above, by performing image synthesis while the mirror 2 is rotated vertically, it is possible to extend the vertical angle of view of a wide-field image.

【0146】(第4の実施の形態: 2軸駆動機構+デ
スクスタンド型カメラ)本発明の第4の実施の形態を図
31に示す。図31を参照すると、本発明の第4の実施
の形態は、画像入力部204(点線枠内)と、画像入力
部204を机上一定高さに固定するためのスタンド60
と、モータ3A及びモータ3Bを制御するためのミラー
回転制御手段102と、画像取得手段103と画像変換
手段104と画像合成手段105とからなるコンピュー
タ101と、画像表示手段106と、を備えて構成され
ている。モータ3A及びモータ3Bを回転して、ミラー
2を撮像したい方向に向けることにより、所望方向の画
像を取得することが可能になる。
(Fourth Embodiment: Two-Axis Driving Mechanism + Deskstand Type Camera) A fourth embodiment of the present invention is shown in FIG. Referring to FIG. 31, a fourth embodiment of the present invention is directed to an image input unit 204 (within a dotted frame) and a stand 60 for fixing the image input unit 204 at a fixed height on a desk.
And a mirror rotation control unit 102 for controlling the motors 3A and 3B, a computer 101 including an image acquisition unit 103, an image conversion unit 104, and an image synthesis unit 105, and an image display unit 106. Have been. By rotating the motor 3A and the motor 3B to orient the mirror 2 in the direction in which the image is to be captured, it is possible to acquire an image in a desired direction.

【0147】コンピュータ101は、ミラー回転制御手
段102に制御信号を送る。ミラー回転制御手段102
は、コンピュータ101から送られてきた制御信号に基
づきモータ3A,3Bを制御する。コンピュータ101
及びミラー回転制御手段102による制御及びモータ3
A,3Bの回転駆動によるミラー回転については、後で
詳細に説明する。
The computer 101 sends a control signal to the mirror rotation control means 102. Mirror rotation control means 102
Controls the motors 3A and 3B based on the control signal sent from the computer 101. Computer 101
And control by the mirror rotation control means 102 and the motor 3
The mirror rotation by the rotation driving of A and 3B will be described later in detail.

【0148】一方、コンピュータ101は、カメラ1か
ら送られてくる画像を画像取得手段103で取得する
が、本実施の形態の場合も、後で説明するようにカメラ
1の前方でミラー2を回転させて撮像するため、第1の
実施の形態と同様に回転された画像が取得される。すな
わち、カメラ1が固定され、ミラー2だけをカメラ1の
光軸回りに回転させて所望方向の画像を取得するため、
図2に示すような画像が得られることになる。そこで、
コンピュータ101は、画像取得手段103で取得され
た画像を、画像変換手段104で回転変換処理をし、画
像表示手段106に出力する。また、第3の実施の形態
と同様に、回転変換された画像を、画像合成手段105
で合成し、この合成された画像を画像表示手段106に
出力することもできる。
On the other hand, the computer 101 obtains the image sent from the camera 1 by the image obtaining means 103. In the case of this embodiment as well, the computer 101 rotates the mirror 2 in front of the camera 1 as described later. In order to capture the image, a rotated image is obtained as in the first embodiment. That is, since the camera 1 is fixed and only the mirror 2 is rotated around the optical axis of the camera 1 to acquire an image in a desired direction,
An image as shown in FIG. 2 is obtained. Therefore,
The computer 101 performs a rotation conversion process on the image acquired by the image acquisition unit 103 with the image conversion unit 104 and outputs the image to the image display unit 106. Further, similarly to the third embodiment, the rotation-converted image is converted into an image by the image synthesizing unit 105.
And the combined image can be output to the image display means 106.

【0149】回転変換処理のパラメータは、ミラー2の
カメラ1に対する相対回転角度で決定される。画像入力
部204には、ミラー2の回転角度を検出するための図
示されていない原点センサ及びエンコーダが内蔵されて
おり、コンピュータ101はそれらの値を参照すること
でミラー2のカメラ1に対する相対回転角度を検出でき
る。回転変換処理のパラメータは、これを基に算出す
る。
The parameters of the rotation conversion process are determined by the relative rotation angle of the mirror 2 with respect to the camera 1. The image input unit 204 has a built-in origin sensor and encoder (not shown) for detecting the rotation angle of the mirror 2, and the computer 101 refers to these values to determine the relative rotation of the mirror 2 with respect to the camera 1. The angle can be detected. The parameters of the rotation conversion processing are calculated based on the parameters.

【0150】以上のように本実施の形態では、ミラー2
を2軸方向に回転できる2軸駆動機構と、カメラを組み
合わせ、ミラー2を回転させることで、所望方向の画像
を取得し、画像表示手段106に表示することが可能に
なる。
As described above, in the present embodiment, the mirror 2
By combining a two-axis drive mechanism that can rotate the camera in two-axis directions with a camera and rotating the mirror 2, an image in a desired direction can be acquired and displayed on the image display unit 106.

【0151】(第4の実施の形態:画像入力部204の
説明)図32は、図31に示した第4の実施の形態にお
ける画像入力部204の構成を示す図、また、図33
は、図32に示した画像入力部204を横から見た図で
ある。
(Fourth Embodiment: Description of Image Input Unit 204) FIG. 32 is a diagram showing the configuration of the image input unit 204 according to the fourth embodiment shown in FIG. 31, and FIG.
33 is a diagram of the image input unit 204 shown in FIG. 32 as viewed from the side.

【0152】本実施の形態における画像入力部204
は、第1の実施の形態における画像入力部200と比
べ、2軸駆動機構の配置の仕方が異なる。すなわち、第
1及び第3の実施形態における画像入力部200では2
軸駆動機構のモータ3Aやモータ3Bは、カメラ1の周
囲に配置されていた。これに対し、本実施の形態におけ
る画像入力部204では、ミラー2だけでなく2軸駆動
機構全体をカメラ前方に配置、すなわち、カメラ1側か
ら見てミラー2の背後に2軸駆動機構を配置した。
Image input unit 204 in the present embodiment
Is different from the image input unit 200 in the first embodiment in the arrangement of the two-axis driving mechanism. That is, in the image input unit 200 in the first and third embodiments, 2
The motors 3 </ b> A and 3 </ b> B of the shaft drive mechanism are arranged around the camera 1. On the other hand, in the image input unit 204 according to the present embodiment, not only the mirror 2 but also the entire two-axis driving mechanism is arranged in front of the camera, that is, the two-axis driving mechanism is arranged behind the mirror 2 as viewed from the camera 1 did.

【0153】画像入力部204と画像入力部200の相
違点は、基本的には2軸駆動機構の配置方法だけであ
り、制御方式などについては第1の実施の形態と同じで
ある。したがって、2軸駆動機構の構成や、ミラー2の
回転モード等についての説明は省略する。
The difference between the image input unit 204 and the image input unit 200 is basically only the method of arranging the two-axis drive mechanism, and the control method is the same as that of the first embodiment. Therefore, description of the configuration of the two-axis driving mechanism, the rotation mode of the mirror 2, and the like will be omitted.

【0154】(第5の実施の形態:2軸駆動機構(エン
ドカムギヤ)+投光器)第1〜4の実施の形態では、本
発明であるエンドカムギヤ6を用いた2軸駆動機構と、
カメラを組合わせた実施の形態について述べた。しか
し、本発明の2軸駆動機構は、光を発する投光器と組み
合わせることも可能である。すなわち、第1〜4の実施
の形態では、対象物からの反射光を、2軸駆動機構で回
転されるミラーによって光路変換し、カメラに入力する
ものであるが、逆に投光器から発せられた光を2軸駆動
機構で回転されるミラーによって光路変換し、対象物に
投射することもできるのである。投光器としては、液晶
プロジェクタやレーザポインタなどが考えられる。そこ
で、本発明である2軸駆動機構と、液晶プロジェクタを
組み合わせた装置を第5の実施の形態として以下で説明
する。
(Fifth Embodiment: Two-Axis Driving Mechanism (End Cam Gear) + Emitter) In the first to fourth embodiments, a two-axis driving mechanism using the end cam gear 6 according to the present invention,
The embodiment in which the camera is combined has been described. However, the two-axis drive mechanism of the present invention can be combined with a projector that emits light. That is, in the first to fourth embodiments, the reflected light from the object is converted into an optical path by a mirror rotated by a two-axis driving mechanism and is input to the camera. On the contrary, the reflected light is emitted from the projector. The light can be converted into an optical path by a mirror rotated by a two-axis driving mechanism and projected on an object. As the light projector, a liquid crystal projector, a laser pointer, or the like can be considered. Therefore, an apparatus in which a two-axis drive mechanism according to the present invention and a liquid crystal projector are combined will be described below as a fifth embodiment.

【0155】図34は、本発明の第5の実施の形態の構
成を示す図である。図34を参照すると、本発明の第5
の実施の形態は、光投射部203(点線枠内)と、モー
タ3A及びモータ3Bを制御するミラー回転制御手段
(制御手段)102と、画像生成手段107と画像変換
手段104とからなるコンピュータ101と、を備えて
構成されている。モータ3A及びモータ3Bを回転し
て、ミラー2を投影したい方向に向けることにより、所
望方向に画像を投射することが可能になる。
FIG. 34 is a diagram showing the configuration of the fifth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 34, the fifth embodiment of the present invention
In this embodiment, a computer 101 includes a light projection unit 203 (within a dotted frame), a mirror rotation control unit (control unit) 102 that controls the motors 3A and 3B, an image generation unit 107, and an image conversion unit 104. And is provided. The image can be projected in a desired direction by rotating the motor 3A and the motor 3B and pointing the mirror 2 in the direction in which the image is to be projected.

【0156】光投射部203は、本発明の第1の実施の
形態の説明で示した図3の画像入力部200において、
カメラ1を液晶プロジェクタ11に置き換えたもので、
液晶プロジェクタ11についても投射方向を上向きにし
て置かれている。液晶プロジェクタ11の前方に配置さ
れたミラー2を回転する2軸駆動機構は、画像入力部2
00のそれと同じ構成である。したがって、本実施の形
態の説明においては、2軸駆動機構についての説明は省
略する。以下、コンピュータ101、ミラー回転制御手
段102、光投射部203の間の制御及び画像の流れに
ついて説明する。
The light projection unit 203 is the same as the image input unit 200 shown in FIG. 3 described in the first embodiment of the present invention.
The camera 1 is replaced with a liquid crystal projector 11,
The liquid crystal projector 11 is also placed with the projection direction facing upward. The two-axis driving mechanism for rotating the mirror 2 disposed in front of the liquid crystal projector 11 includes an image input unit 2
This is the same configuration as that of 00. Therefore, in the description of the present embodiment, description of the two-axis drive mechanism will be omitted. Hereinafter, control between the computer 101, the mirror rotation control unit 102, and the light projection unit 203 and the flow of an image will be described.

【0157】コンピュータ101は、ミラー回転制御手
段102に制御信号を送る。ミラー回転制御手段102
は、コンピュータ101から送られてきた制御信号に基
づきモータ3A,3Bを制御する。コンピュータ101
及びミラー回転制御手段102による制御及びモータ3
A,3Bの回転駆動によるミラー回転については、第1
の実施の形態において説明した。
The computer 101 sends a control signal to the mirror rotation control means 102. Mirror rotation control means 102
Controls the motors 3A and 3B based on the control signal sent from the computer 101. Computer 101
And control by the mirror rotation control means 102 and the motor 3
Regarding the mirror rotation by the rotation drive of A and 3B, the first
The embodiment has been described.

【0158】一方、コンピュータ101は、投射すべき
画像を画像生成手段107で生成する。ただし、画像生
成手段107で生成される画像は、ミラー2の回転を考
慮していない画像である。そこで、画像変換手段108
は、画像生成手段107で生成された画像を、ミラー2
を介して投射された時に、画像の上下方向が所望の方向
になるように回転変換処理し、液晶プロジェクタ11に
送る。液晶プロジェクタ11は、画像変換手段108か
ら送られてきた画像を投射する。液晶プロジェクタ11
から投射された光は、ミラー2で光路変換されて対象物
に投射される。
On the other hand, the computer 101 generates an image to be projected by the image generating means 107. However, the image generated by the image generation unit 107 is an image in which the rotation of the mirror 2 is not considered. Therefore, the image conversion means 108
Represents the image generated by the image generation means 107 in the mirror 2
When the image is projected through the LCD, a rotation conversion process is performed so that the vertical direction of the image becomes a desired direction, and the image is sent to the liquid crystal projector 11. The liquid crystal projector 11 projects the image sent from the image conversion means 108. LCD projector 11
The light projected from the optical path is converted into an optical path by the mirror 2 and projected on the target.

【0159】本実施の形態では、投光器として液晶プロ
ジェクタ11を用いたが、例えばレーザポインタでも良
いし、照明用ライトでも構わない。いずれにしても、本
発明の2軸駆動機構を組み合わせることで、所望の光、
あるいは画像情報を含んだ投射光を、所望の方向に投射
することが可能になる。
In this embodiment, the liquid crystal projector 11 is used as the light projector, but may be, for example, a laser pointer or an illumination light. In any case, by combining the two-axis drive mechanism of the present invention, desired light,
Alternatively, it becomes possible to project the projection light containing the image information in a desired direction.

【0160】(第6の実施の形態:2軸駆動機構(リン
グギヤ並行移動)+カメラ)次に、本発明の第6の実施
の形態を図35に示し、その構成及び機能を説明する。
図35を参照すると、本発明の第6の実施の形態は、画
像入力部205(点線枠内)と、モータ3A及びモータ
3Bを制御するミラー回転制御手段(制御手段)102
と、画像取得手段103と画像変換手段104とからな
るコンピュータ101と、画像表示手段106と、を備
えて構成されている。モータ3A及びモータ3Bを回転
して、ミラー2を撮像したい方向に向けることにより、
所望方向の画像を取得することが可能になる。
(Sixth Embodiment: Two-Axis Drive Mechanism (Ring Parallel Movement of Ring Gear) + Camera) Next, a sixth embodiment of the present invention is shown in FIG. 35, and the configuration and functions thereof will be described.
Referring to FIG. 35, in a sixth embodiment of the present invention, an image input unit 205 (within a dotted frame) and a mirror rotation control unit (control unit) 102 for controlling the motors 3A and 3B are provided.
, A computer 101 including an image acquisition unit 103 and an image conversion unit 104, and an image display unit 106. By rotating the motor 3A and the motor 3B and turning the mirror 2 in the direction in which the image is to be taken,
An image in a desired direction can be obtained.

【0161】コンピュータ101は、ミラー回転制御手
段102に制御信号を送る。ミラー回転制御手段102
は、コンピュータ101から送られてきた制御信号に基
づきモータ3A,3Bを制御する。コンピュータ101
及びミラー回転制御手段102による制御及びモータ3
A,3Bの回転駆動によるミラー回転については、後で
詳細に説明する。
The computer 101 sends a control signal to the mirror rotation control means 102. Mirror rotation control means 102
Controls the motors 3A and 3B based on the control signal sent from the computer 101. Computer 101
And control by the mirror rotation control means 102 and the motor 3
The mirror rotation by the rotation driving of A and 3B will be described later in detail.

【0162】一方、コンピュータ101は、図1に示し
た本発明の第1の実施の形態と同様に、画像取得手段1
03でカメラ1からの画像を取得し、画像変換手段10
4で画像取得手段103で取得された画像を回転変換処
理し、画像表示手段106に送る。画像表示手段106
では、コンピュータ101から送られてきた画像を表示
する。
On the other hand, similarly to the first embodiment of the present invention shown in FIG.
03, an image from the camera 1 is acquired, and the image
In step 4, the image acquired by the image acquiring unit 103 is subjected to rotation conversion processing and sent to the image display unit 106. Image display means 106
Then, the image sent from the computer 101 is displayed.

【0163】以上のように本実施の形態でも第1の実施
の形態と同様に、ミラー2を2軸方向に回転できる2軸
駆動機構と、カメラを組み合わせ、ミラー2を回転させ
ることで、所望方向の画像を取得し、画像表示手段10
6に表示することが可能になる。
As described above, in the present embodiment, as in the first embodiment, a desired combination of the two-axis drive mechanism capable of rotating the mirror 2 in two axial directions and the camera is provided, and the mirror 2 is rotated. Direction image is acquired, and the image display means 10
6 can be displayed.

【0164】(第6の実施の形態:画像入力部205の
説明)図36は、図35に示した第6の実施の形態にお
ける画像入力部205の構成を示す図である。図37
は、図36に示した画像入力部205を横から見た図で
ある。
(Sixth Embodiment: Description of Image Input Unit 205) FIG. 36 is a diagram showing a configuration of the image input unit 205 according to the sixth embodiment shown in FIG. FIG.
37 is a diagram of the image input unit 205 shown in FIG. 36 viewed from the side.

【0165】図36及び図37を参照すると、本画像入
力部205は、カメラ本体1Aとレンズ1Bから構成さ
れ、上向きに置かれたカメラ1と、レンズ1Bの光軸と
中心軸を同一にして配置されたリング形状のギヤである
リングギヤ5と、モータ3Aの回転駆動をリングギヤ5
に伝達するためのギヤ4Aと、リングギヤ5をギヤ4A
を介して回転駆動するためのモータ3Aと、リングギヤ
5に固定されたミラー支柱9に回転可能なように保持さ
れたミラー2と、レンズ1Bの光軸と中心軸を同一にし
て配置されたリング12と、モータ3Bの回転をリング
12の並行移動に変換して伝達するウォームギヤ(リン
グ移動機構)42と、ウォームギヤ42を介してリング
12を上下方向に並行移動するためのモータ3Bと、一
方の端がミラー2に回転可能なように取り付けられ、他
方の端が転がり軸受け8であって、その転がり軸受けが
リング12の上を転がるように構成されたリンク機構7
と、リンク機構7がリング12と接触しながら転がるよ
うにリンク機構7をリング12に押し付けるためのバネ
10と、を備えて構成されている。
Referring to FIGS. 36 and 37, the image input unit 205 is composed of a camera body 1A and a lens 1B, and has the same optical axis and central axis as the camera 1 placed upward and the lens 1B. A ring gear 5, which is a ring-shaped gear, and a ring gear 5 for rotating the motor 3A.
Gear 4A for transmitting to the gear 4A and the ring gear 5 for the gear 4A
3A, a mirror 2 rotatably held by a mirror support 9 fixed to the ring gear 5, and a ring arranged so that the optical axis and the central axis of the lens 1B are the same. 12, a worm gear (ring moving mechanism) 42 for converting the rotation of the motor 3B into parallel movement of the ring 12 and transmitting the same, and a motor 3B for moving the ring 12 in parallel up and down via the worm gear 42. A link mechanism 7 having one end rotatably mounted on the mirror 2 and the other end being a rolling bearing 8, the rolling bearing configured to roll on a ring 12.
And a spring 10 for pressing the link mechanism 7 against the ring 12 so that the link mechanism 7 rolls while being in contact with the ring 12.

【0166】(第6の実施の形態:ミラー水平回転機構
の説明)モータ3Aが回転駆動されると、ギヤ4Aを介
してリングギヤ5が回転駆動される。ミラー2は、ミラ
ー支柱9によってリングギヤ5に保持されているので、
リングギヤ5の回転によってレンズ1Bの光軸回りに回
転されることになる。すなわち、モータ3Aを回転駆動
することにより、ミラー2をレンズ1Bの光軸回りに回
転させることができる。なお、ミラー2とミラー支柱9
は、取付部において回転可能なようになっている。
(Sixth Embodiment: Description of Mirror Horizontal Rotation Mechanism) When the motor 3A is driven to rotate, the ring gear 5 is driven to rotate via the gear 4A. Since the mirror 2 is held on the ring gear 5 by the mirror support 9,
The rotation of the ring gear 5 causes the lens 1B to rotate around the optical axis. That is, by rotating the motor 3A, the mirror 2 can be rotated around the optical axis of the lens 1B. The mirror 2 and the mirror support 9
Is rotatable at the mounting portion.

【0167】(第6の実施の形態:ミラー垂直回転機構
の概要説明)一方、モータ3Bが回転駆動されると、ウ
ォームギヤ42を介してリング12が上下方向に並行移
動される。リング12は、上述したエンドカムギヤ6と
異なり、厚みが一定のただのリングである。リング12
の上面には、リンク機構7の端に取り付けられた転がり
軸受け8が、上面上を移動可能なように接触している。
リンク機構7は、図37に示すようにミラー2及びミラ
ー支柱9に取り付けられてあり、リンク機構7が上下に
並行移動することにより、ミラー2はミラー支柱9との
取付部を中心に垂直方向に回転されるようになってい
る。ミラー2とリングギヤ5との間にはバネ10があ
り、転がり軸受け8が常にリング12に接触しているよ
うに押し付けている。
(Sixth Embodiment: Outline of Mirror Vertical Rotation Mechanism) On the other hand, when the motor 3B is driven to rotate, the ring 12 is moved vertically in parallel via the worm gear 42. The ring 12 is a simple ring having a constant thickness, unlike the end cam gear 6 described above. Ring 12
A rolling bearing 8 attached to an end of the link mechanism 7 is in contact with the upper surface of the upper surface so as to be movable on the upper surface.
The link mechanism 7 is attached to the mirror 2 and the mirror support 9 as shown in FIG. 37. When the link mechanism 7 moves up and down in parallel, the mirror 2 moves in the vertical direction about the mounting portion with the mirror support 9. It is to be rotated. A spring 10 is provided between the mirror 2 and the ring gear 5, and presses the rolling bearing 8 so that the rolling bearing 8 is always in contact with the ring 12.

【0168】以上のようにモータ3B、ウォームギヤ4
2、リング12、リンク機構7、転がり軸受け8、バネ
10からなる機構において、リング12を上下並行駆動
させることにより、ミラー2の垂直方向に回転駆動でき
る。
As described above, the motor 3B, the worm gear 4
2. In the mechanism including the ring 12, the link mechanism 7, the rolling bearing 8, and the spring 10, the mirror 12 can be driven to rotate in the vertical direction by driving the ring 12 up and down in parallel.

【0169】(第6の実施の形態:図6のリンク機構の
説明)図38は、図36に示した画像入力部205のミ
ラー回転部を横から見た図である。リンク機構及びミラ
ー2の回転角度の定義は、図6に示した本発明の第1の
実施の形態のものと同じである。
(Sixth Embodiment: Description of Link Mechanism in FIG. 6) FIG. 38 is a side view of a mirror rotating unit of the image input unit 205 shown in FIG. The definition of the rotation angle of the link mechanism and the mirror 2 is the same as that of the first embodiment of the present invention shown in FIG.

【0170】ウォームギヤ42は、モータ3Bに取り付
けられたウォーム42Aと、リング12に取り付けられ
たウォームラック42Bとから構成されている。モータ
3Bが回転するとウォーム42Aが回転され、ウォーム
ラック42Bを上下方向に並行駆動し、リング12が上
下に並行駆動される。ここで、モータ3Bの回転角度
と、ミラー2の垂直方向の回転角度の関係を数式化する
ことにより説明する。
The worm gear 42 comprises a worm 42A attached to the motor 3B and a worm rack 42B attached to the ring 12. When the motor 3B rotates, the worm 42A is rotated, and the worm rack 42B is driven in parallel in the vertical direction, and the ring 12 is driven in parallel in the vertical direction. Here, the relationship between the rotation angle of the motor 3B and the rotation angle of the mirror 2 in the vertical direction will be described by formulating.

【0171】モータ3Bが角度ηだけ回転した時の、リ
ング12の上向きの並行移動量をΔSとする。ここで、
ウォームラック42BのピッチをPとすると、ΔSとP
との関係は、式(27)のようになる。
The upward parallel movement amount of the ring 12 when the motor 3B rotates by the angle η is defined as ΔS. here,
Assuming that the pitch of the warm rack 42B is P, ΔS and P
Is as shown in equation (27).

【0172】[0172]

【数27】 [Equation 27]

【0173】ΔSとθの間には、上述の式(2)の関係
が成り立っており、これを代入することにより、式(2
8)が得られる。
The relationship of the above equation (2) holds between ΔS and θ. By substituting this, the equation (2) is obtained.
8) is obtained.

【0174】[0174]

【数28】 [Equation 28]

【0175】したがって、コンピュータ101及びミラ
ー回転制御手段102は、式(22)に基づいてモータ
3Bを制御することにより、ミラー2を所望の角度に垂
直回転駆動できる。
Therefore, the computer 101 and the mirror rotation control means 102 can drive the mirror 2 to rotate vertically to a desired angle by controlling the motor 3B based on the equation (22).

【0176】ここで、エンドカムギヤ6を用いた2軸駆
動機構におけるミラー2の垂直回転角度を表す式である
式(4)と、ウォームギヤ42を用いた2軸駆動機構に
おけるミラー2の垂直回転角度を表す式である式(2
2)を比較する。
Here, the equation (4) representing the vertical rotation angle of the mirror 2 in the two-axis drive mechanism using the end cam gear 6 and the vertical rotation angle of the mirror 2 in the two-axis drive mechanism using the worm gear 42 are used. Expression (2)
Compare 2).

【0177】式(4)では、θはΔSの関数として表さ
れている。ΔSは、式(10)から分かるように角度ρ
の関数である。さらに角度ρは、式(11)から角度φ
と角度ηの関数であることがわかる。すなわち、エンド
カムギヤ6を用いた2軸駆動機構におけるミラー2の垂
直回転角度は、モータ3A及びモータ3Bの両方の回転
角度に関係している。
In equation (4), θ is represented as a function of ΔS. ΔS is the angle ρ as can be seen from equation (10).
Is a function of Further, the angle ρ is calculated from the equation (11) as follows:
And the angle η. That is, the vertical rotation angle of the mirror 2 in the two-axis drive mechanism using the end cam gear 6 is related to the rotation angles of both the motor 3A and the motor 3B.

【0178】一方、式(22)では、θは、モータ3B
の回転角度ηのみの関数となっており、モータ3Aの回
転角度φとは関係ない。つまり、従来技術に示した2軸
雲台カメラなどと同様に、水平及び垂直回転は互いに独
立している。
On the other hand, in the equation (22), θ is the motor 3B
Is a function of only the rotation angle η, and has no relation to the rotation angle φ of the motor 3A. That is, the horizontal and vertical rotations are independent of each other, as in the case of the two-axis head camera shown in the related art.

【0179】以上説明した第1〜6の実施の形態は、被
駆動部であるミラー2が水平回転及び垂直回転する場合
の実施の形態である。しかし、本発明の2軸駆動機構
は、被駆動部を水平回転及び垂直並行移動させることが
可能である。これは、リンク機構7の並行移動をそのま
ま被駆動部に伝達すれば良いことは明らかである。この
場合には、被駆動部の垂直移動をガイドするレールを併
設しておく。
The first to sixth embodiments described above are embodiments in which the mirror 2 which is the driven portion rotates horizontally and vertically. However, the two-axis drive mechanism of the present invention is capable of horizontally and vertically moving the driven part. It is clear that the parallel movement of the link mechanism 7 may be transmitted to the driven part as it is. In this case, a rail for guiding the vertical movement of the driven part is provided.

【0180】以上では、本発明の2軸駆動機構を利用し
た画像入力装置及び光投射装置の実施の形態について説
明した。2軸駆動機構単独で用いる場合の実施の形態に
ついては説明しなかったが、ミラー2を2軸回転させる
画像入力装置及び光投射装置の実施の形態により、その
構成及び機能について説明した。
The embodiments of the image input device and the light projection device using the two-axis drive mechanism of the present invention have been described above. Although the embodiment in the case of using the two-axis drive mechanism alone has not been described, the configuration and functions of the image input device and the light projection device for rotating the mirror 2 in two axes have been described.

【0181】また、第3の実施の形態で説明した画像合
成による広視野画像の取得については、第2、第4及び
第6の実施の形態においても可能である。
The acquisition of a wide-field image by image composition described in the third embodiment is also possible in the second, fourth, and sixth embodiments.

【0182】最後に、第1〜6の実施の形態において、
本発明の2軸駆動機構は、ミラー2を2軸回転するのに
適用されているが、本2軸駆動機構は、例えば、パラボ
ラアンテナや望遠鏡を2軸回転させることも可能であ
る。また、ミサイル発射台や上下駆動可能な回転テーブ
ルなどへの応用も可能である。
Finally, in the first to sixth embodiments,
The two-axis drive mechanism of the present invention is applied to rotate the mirror 2 in two axes. However, the two-axis drive mechanism can also rotate, for example, a parabolic antenna or a telescope in two axes. Further, application to a missile launch pad, a rotary table that can be driven up and down, and the like is also possible.

【0183】また、これら実施の形態では、エンドカム
ギヤ6の上面に接触するリンク機構7の端に転がり軸受
8を取り付けているが、単にリンク機構7の端がリング
ギヤ6の上面を相対摺動するだけであっても構わない。
但し、転がり軸受け8を用いた方が、リンク機構7とエ
ンドカムギヤ6との接触部に生じる摩擦力が少なくなる
から、回転駆動に要するトルクの低減に有利である。特
に、上記各実施の形態では、バネ10を用いてリンク機
構7をエンドカムギヤ6に押し付けているため、転がり
軸受け8によるトルク低減効果は大きいといえる。
Further, in these embodiments, the rolling bearing 8 is attached to the end of the link mechanism 7 that contacts the upper surface of the end cam gear 6, but the end of the link mechanism 7 simply slides relatively on the upper surface of the ring gear 6. It may be just.
However, the use of the rolling bearing 8 is advantageous in reducing the torque required for rotational driving because the frictional force generated at the contact portion between the link mechanism 7 and the end cam gear 6 is reduced. In particular, in each of the above embodiments, since the link mechanism 7 is pressed against the end cam gear 6 using the spring 10, it can be said that the torque reduction effect of the rolling bearing 8 is large.

【0184】さらに、転がり軸受け8をエンドカムギヤ
6に押し付ける手段としてバネ10を用いたが、もちろ
んそれ以外の方法でも良い。例えば、ミラー2におもり
を取り付けておき、重力を利用して押し付ける方法など
も考えられる。
Furthermore, although the spring 10 is used as a means for pressing the rolling bearing 8 against the end cam gear 6, other methods may be used. For example, a method in which a weight is attached to the mirror 2 and pressed using gravity is also conceivable.

【0185】[0185]

【発明の効果】以上のように本発明の2軸駆動機構によ
れば、下記記載の効果を奏する。 (請求項1、2)本発明の2軸駆動機構によれば、被駆
動部の垂直回転あるいは垂直並行移動をリンク機構を用
いて実現するから、モータ等の駆動部を水平回転に対す
る被駆動部分に搭載する必要がなくなる。このため、水
平回転の回転軸部に電気的接続を設けることなく、被駆
動部を水平方向及び垂直方向に駆動させることが可能に
なる。また、水平回転に対する被駆動部が軽量になり、
水平回転のための駆動部に必要なトルクが小さくてす
み、駆動部の小型化、低コスト化が図れる。また、垂直
回転あるいは垂直並行移動のための駆動部に必要な電気
接続が、水平回転の回転軸において不要になるため、ス
リップリングなどを設けることなく、エンドレスに水平
回転させることが可能になる。
As described above, according to the two-axis driving mechanism of the present invention, the following effects can be obtained. According to the two-axis driving mechanism of the present invention, the vertical rotation or the vertical parallel movement of the driven part is realized by using the link mechanism, so that the driving part such as the motor is driven by the horizontal rotation. There is no need to mount it on For this reason, it is possible to drive the driven part in the horizontal direction and the vertical direction without providing an electrical connection to the rotating shaft part of the horizontal rotation. Also, the driven part for horizontal rotation is lighter,
The torque required for the drive unit for horizontal rotation can be reduced, and the drive unit can be reduced in size and cost. Further, since an electrical connection required for a drive unit for vertical rotation or vertical parallel movement is not required on a rotation axis of horizontal rotation, horizontal rotation can be performed endlessly without providing a slip ring or the like.

【0186】(請求項3)本発明の2軸駆動機構では、
リングギヤおよびエンドカムギヤの回転周期を制御する
制御手段を備えるから、被駆動部の水平回転速度、すな
わちリングギヤの回転速度と、エンドカムギヤの回転速
度の組合せによって、被駆動部を様々なパタンで駆動す
ることが可能になる。リングギヤの回転角速度をVφ、
エンドカムギヤの回転角速度をVηとおくと、例えば、
Vφ=Vη≠0の時は、被駆動部は垂直方向に回転ある
いは並行移動されることなく、水平方向のみに回転駆動
される。また、Vφ≠Vη、Vφ≠0、Vη≠0の時
は、被駆動部は、被駆動部が取りうる水平角度及び垂直
角度または垂直位置を網羅的に取りながら駆動される。
これは、被駆動部を様々な姿勢を取りながら連続駆動さ
せる時に役立つ。さらに、Vφ=0、Vη≠0の時は、
被駆動部は水平方向に回転されることはなく、垂直方向
にのみ回転あるいは並行移動される。このように、リン
グギヤ及びエンドカムギヤを単純な規則で駆動するだけ
で、被駆動部は様々な複雑な動きを実現することが可能
になる。また、被駆動部を垂直方向に往復回転あるいは
往復移動させる場合でも、エンドカムギヤを一方向に回
転させるだけで良く、エンドカムギヤを駆動するモータ
等への負担を軽減することが可能となる。
(Claim 3) In the two-axis drive mechanism of the present invention,
Since the control means for controlling the rotation cycle of the ring gear and the end cam gear is provided, the driven part is driven in various patterns by a combination of the horizontal rotation speed of the driven part, that is, the rotation speed of the ring gear and the rotation speed of the end cam gear. It becomes possible. The rotational angular velocity of the ring gear is Vφ,
If the rotational angular velocity of the end cam gear is set to Vη, for example,
When Vφ = Vη ≠ 0, the driven portion is driven to rotate only in the horizontal direction without being rotated or moved in parallel in the vertical direction. Further, when Vφ ≠ Vη, Vφ ≠ 0, Vη ≠ 0, the driven unit is driven while comprehensively taking the horizontal angle and the vertical angle or the vertical position that the driven unit can take.
This is useful when the driven part is continuously driven while taking various postures. Further, when Vφ = 0 and Vη ≠ 0,
The driven portion is not rotated in the horizontal direction, but is rotated or moved only in the vertical direction. In this manner, the driven part can realize various complicated movements only by driving the ring gear and the end cam gear according to a simple rule. Further, even when the driven part is reciprocated or reciprocated in the vertical direction, it is only necessary to rotate the end cam gear in one direction, and it is possible to reduce the load on a motor or the like for driving the end cam gear.

【0187】(請求項4)本発明の2軸駆動機構によれ
ば、被駆動部の水平及び垂直方向駆動を実現するリング
ギヤ及びエンドカムギヤの回転を一のモータで実現する
から、装置全体の小型化、低価格化、省電力化が図れ
る。
According to the four-axis driving mechanism of the present invention, the rotation of the ring gear and the end cam gear for realizing the horizontal and vertical driving of the driven part is realized by one motor, so that the entire apparatus can be reduced in size. , Cost reduction, and power saving.

【0188】(請求項5)さらに、その一のモータから
リングギヤ及びエンドカムギヤへの回転伝達において、
それぞれの減速比を減速比調整手段により変えておくこ
とにより、上記のVφ≠Vη、Vφ≠0、Vη≠0の場
合における被駆動部の運動が実現可能となる。したがっ
て、被駆動部を、様々な姿勢を取りながら網羅的に連続
駆動するだけで良い用途の場合には、モータ等の駆動機
構を一つにすることが可能になる。
(Claim 5) Further, in the rotation transmission from the one motor to the ring gear and the end cam gear,
By changing each reduction ratio by the reduction ratio adjusting means, the movement of the driven part in the case of Vφ 上 記 Vη, Vφ ≠ 0, VηV0 can be realized. Therefore, in the case of an application in which it is only necessary to drive the driven part comprehensively continuously while taking various postures, it becomes possible to use a single driving mechanism such as a motor.

【0189】なお、本発明の2軸駆動機構では、被駆動
部の動きにバリエーションを持たせる方法として、リン
グギヤ及びエンドカムギヤの回転速度の組合せだけでな
く、エンドカムギヤの形状を工夫することによっても実
現できる。用途に応じた被駆動部の駆動プロファイルを
実現するようにエンドカムギヤを設計しておくことによ
り、単純な制御で所望の駆動が可能になる。
In the two-axis driving mechanism of the present invention, as a method of giving a variation to the movement of the driven portion, not only the combination of the rotation speeds of the ring gear and the end cam gear but also the shape of the end cam gear is devised. realizable. By designing the end cam gear so as to realize the drive profile of the driven portion according to the application, desired drive can be performed with simple control.

【0190】(請求項6)また、エンドカムギヤの形状
を、その中心を通る対称線に関して対称形にしておくこ
とにより、その直線に対してエンドカムギヤのどちらの
サイドを用いても同じように被駆動部を駆動することが
可能になる。
(Claim 6) Further, by making the shape of the end cam gear symmetrical with respect to the line of symmetry passing through the center thereof, the end cam gear is similarly covered regardless of which side of the end cam gear is used with respect to the straight line. The driving unit can be driven.

【0191】(請求項7)さらに、エンドカムギヤの中
心を通りかつ対称線に対して垂直な直線上にリンク機構
の他方の端が位置した時に、被駆動部の垂直方向の角度
あるいは位置が、垂直回転あるいは垂直移動可能な範囲
の中央値となるようにエンドカムギヤの形状を設計して
おくことで、被駆動部の垂直方向の任意の角度あるいは
位置を基準に、同じ量だけ回転あるいは移動可能とする
ことができる。
(Claim 7) Further, when the other end of the link mechanism is located on a straight line passing through the center of the end cam gear and perpendicular to the line of symmetry, the vertical angle or position of the driven portion is By designing the shape of the end cam gear to be the median value of the vertical rotation or vertical movement range, the driven part can be rotated or moved by the same amount based on any vertical angle or position of the driven part It can be.

【0192】(請求項8、9)請求項1、2記載の2軸
駆動機構と同様に、水平回転の回転軸部に電気的接続を
設けることなく、被駆動部を水平方向及び垂直方向に駆
動させることが可能になる。したがって、垂直回転ある
いは垂直並行移動させるためのモータ等の駆動部を、水
平回転に対する被駆動部分に搭載する必要がなくなる。
このため、水平回転に対する被駆動部が軽量になり、水
平回転のための駆動部に必要なトルクが小さくてすみ、
駆動部の小型化、低コスト化が図れる。また、垂直回転
あるいは垂直並行移動のための駆動部に必要な電気接続
が、水平回転の回転軸において不要になるため、スリッ
プリングなどを設けることなく、エンドレスに水平回転
させることが可能になる。
(Embodiments 8 and 9) Similar to the two-axis drive mechanism of the first and second aspects, the driven parts can be moved in the horizontal and vertical directions without providing an electrical connection to the rotating shaft part for horizontal rotation. It can be driven. Therefore, it is not necessary to mount a drive unit such as a motor for vertical rotation or vertical parallel movement on a portion driven by horizontal rotation.
For this reason, the driven part for horizontal rotation becomes lighter, and the torque required for the drive part for horizontal rotation can be small,
The drive unit can be reduced in size and cost. Further, since an electrical connection required for a drive unit for vertical rotation or vertical parallel movement is not required on a rotation axis of horizontal rotation, horizontal rotation can be performed endlessly without providing a slip ring or the like.

【0193】また、本2軸駆動機構では、被駆動部の水
平回転は、水平回転機構によってのみ決定され、垂直駆
動は、垂直回転機構または垂直移動機構によってのみ決
定される。したがって、垂直回転機構または垂直移動機
構を停止させれば被駆動部の水平回転を実現することが
できる。このため、被駆動部を垂直回転させずに水平回
転のみさせる場合、または、垂直方向の変化量が水平方
向の変化量よりも十分小さい場合の駆動を実現する場合
には、請求項1または2記載の2軸駆動機構よりも適し
ている。
In the present two-axis drive mechanism, the horizontal rotation of the driven portion is determined only by the horizontal rotation mechanism, and the vertical drive is determined only by the vertical rotation mechanism or the vertical movement mechanism. Therefore, if the vertical rotation mechanism or the vertical movement mechanism is stopped, horizontal rotation of the driven portion can be realized. For this reason, when the driven part is rotated only horizontally without rotating vertically, or when the driving is performed when the amount of change in the vertical direction is sufficiently smaller than the amount of change in the horizontal direction, claim 1 or claim 2 More suitable than the described two-axis drive mechanism.

【0194】(請求項10)さらに、リングギヤの回転
周期とリングの往復周期を制御する制御手段を用いて、
リングギヤの回転周期と、リングの垂直往復周期を同一
にしないことにより、上記Vφ≠Vη、Vφ≠0、Vη
≠0の場合における被駆動部の運動が実現可能となる。
(Claim 10) Furthermore, the control means for controlling the rotation cycle of the ring gear and the reciprocation cycle of the ring is used to
By not making the rotation cycle of the ring gear and the vertical reciprocation cycle of the ring the same, Vφ ≠ Vη, Vφ ≠ 0, Vη
The movement of the driven part in the case of ≠ 0 can be realized.

【0195】以上のように、本発明の2軸駆動機構を用
いれば、被駆動部をエンドレスに水平回転させながら垂
直方向にも回転あるいは並行移動させることが可能とな
る。また、当然に、被駆動部を2軸駆動させる用途、例
えば、パラボラアンテナや望遠鏡の2軸回転駆動、ミサ
イル発射台、水平垂直回転テーブル、水平回転及び垂直
並行移動テーブルなどに適用できる。
As described above, by using the two-axis drive mechanism of the present invention, it is possible to rotate or move the driven part vertically in the vertical direction while horizontally rotating the driven part endlessly. Naturally, the present invention can be applied to a use for driving the driven part in two axes, for example, a two-axis rotation drive for a parabolic antenna or a telescope, a missile launch table, a horizontal / vertical rotary table, a horizontal rotary / vertical parallel moving table, and the like.

【0196】(請求項11)また、本発明の2軸駆動機
構で構成したミラー回転機構とカメラを組み合わせるこ
とにより、所望の方向を撮像することが可能な画像入力
装置を構成することも可能になる。この場合、カメラ自
体を水平及び垂直回転させるのではなく、ミラーのみを
本発明の2軸駆動機構を用いて水平及び垂直回転させる
ので、被駆動部にカメラ及び垂直駆動機構が含まれず、
軽量なミラーのみとなり、高速に所望方向の画像を取得
することが可能となる。また、ミラーを駆動する駆動機
構のトルクが小さくてすみ、装置の小型化、低コスト
化、省電力化が図れる。
(Claim 11) Further, by combining a camera with a mirror rotating mechanism constituted by a two-axis driving mechanism of the present invention, it is possible to constitute an image input device capable of capturing an image in a desired direction. Become. In this case, instead of rotating the camera itself horizontally and vertically, only the mirror is horizontally and vertically rotated using the two-axis drive mechanism of the present invention, so that the driven part does not include the camera and the vertical drive mechanism,
With only a light mirror, it is possible to acquire an image in a desired direction at high speed. Further, the torque of the drive mechanism for driving the mirror can be reduced, and the size, cost, and power consumption of the device can be reduced.

【0197】(請求項12)このような画像入力装置で
は、ミラーを水平及び垂直方向に回転させながら順次複
数画像を取得して、それらを合成することにより広視野
画像を生成することが可能になるが、このような場合で
も、ミラーを連続で、かつ様々な角度をとりながら網羅
的に回転駆動することができるので、所望の広視野画像
を、簡単な制御により取得することが可能になる。
According to such an image input device, it is possible to generate a wide-field image by sequentially acquiring a plurality of images while rotating the mirror in the horizontal and vertical directions and combining them. However, even in such a case, since the mirror can be driven to rotate comprehensively while continuously and at various angles, it is possible to acquire a desired wide-field image by simple control. .

【0198】(請求項13)さらに、このような画像入
力装置をスタンドによって机上一定高さに設置すること
により、机上の様子や、机上にある文書などを画像入力
することが可能になる。
(Claim 13) Further, by installing such an image input device at a fixed height on a desk by a stand, it becomes possible to input an image of a state on a desk, a document on a desk, and the like.

【0199】(請求項14)本発明の2軸駆動機構で構
成したミラー回転機構と投光器を組み合わせることによ
り、所望の方向に光を投射することが可能な光投射装置
を構成することが可能になる。例えば投光器として複雑
な画像を投影することが可能な液晶プロジェクタを用い
れば、所望方向に画像情報を投影することが可能にな
る。この時、本発明の2軸駆動機構でミラーを回転させ
て所望方向に画像を投影しているので、重い液晶プロジ
ェクタを回転駆動する必要がなく、装置の大幅な小型
化、低コスト化、省電力化が図れる。また、投光器とし
てはレーザ光を投射するレーザユニットなども考えられ
る。この場合は、本発明の2軸駆動機構を用いてミラー
を回転駆動することにより、レーザユニットよりも高速
に回転駆動できるため、残像現象などを利用した簡単な
図形の投影も実現可能となる。当然、装置小型化、低コ
スト化、省電力化も図れる。
(Claim 14) By combining a mirror rotating mechanism constituted by a two-axis driving mechanism of the present invention with a projector, it is possible to constitute a light projecting device capable of projecting light in a desired direction. Become. For example, if a liquid crystal projector capable of projecting a complicated image is used as a light projector, image information can be projected in a desired direction. At this time, since the mirror is rotated by the two-axis driving mechanism of the present invention to project an image in a desired direction, there is no need to rotate and drive a heavy liquid crystal projector. Electricity can be achieved. Further, as the light projector, a laser unit for projecting a laser beam or the like can be considered. In this case, by rotating the mirror using the two-axis driving mechanism of the present invention, the mirror unit can be rotated at a higher speed than the laser unit, so that a simple graphic projection utilizing the afterimage phenomenon can be realized. Naturally, the device can be reduced in size, cost can be reduced, and power can be saved.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態である画像入力装置
で取得される画像の様子を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state of an image acquired by the image input device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図1に示した本発明の第1の実施の形態におけ
る画像入力部の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an image input unit according to the first embodiment of the present invention illustrated in FIG. 1;

【図4】図3に示した画像入力部を横から見た図であ
る。
FIG. 4 is a side view of the image input unit shown in FIG. 3;

【図5】図3に示した画像入力部のエンドカムギヤの形
状を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a shape of an end cam gear of the image input unit illustrated in FIG. 3;

【図6】図3に示した画像入力部のリンク機構を示す図
である。
6 is a diagram showing a link mechanism of the image input unit shown in FIG.

【図7】図6に示したリンク機構におけるθとSの関係
を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between θ and S in the link mechanism shown in FIG. 6;

【図8】図6に示したものと異なるリンク機構の一例を
示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a link mechanism different from that shown in FIG. 6;

【図9】図8に示したリンク機構におけるθとSの関係
を説明する図である。
9 is a diagram illustrating the relationship between θ and S in the link mechanism shown in FIG.

【図10】図5に示したエンドカムギヤと角度ρを示す
図である。
10 is a diagram showing the end cam gear and the angle ρ shown in FIG.

【図11】ρとθの関係の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of the relationship between ρ and θ.

【図12】エンドカムギヤの形状の一例を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a shape of an end cam gear.

【図13】ミラーの回転角度φ及びθを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing rotation angles φ and θ of a mirror.

【図14】角度ρ、φの関係を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a relationship between angles ρ and φ.

【図15】第1のモードのミラーの動きを表すグラフを
示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a graph representing the movement of the mirror in the first mode.

【図16】(φs ,θs )の停止状態から、垂直回転角
度θc での連続水平回転駆動に移行する場合のミラーの
動きを示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing the movement of the mirror when shifting from the stop state of (φs, θs) to the continuous horizontal rotation drive at the vertical rotation angle θc.

【図17】第2のモードのミラーの動きを表すグラフを
示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a graph representing the movement of the mirror in the second mode.

【図18】第3のモードのミラーの動きを表すグラフを
示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a graph representing the movement of the mirror in the third mode.

【図19】第4のモードのミラーの動きの一例を表すグ
ラフを示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a graph illustrating an example of the movement of the mirror in the fourth mode.

【図20】第4のモードにおいてKを0または2に近づ
けた場合のミラーの動きを表すグラフを示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a graph representing the movement of the mirror when K approaches 0 or 2 in the fourth mode.

【図21】第4のモードにおいてKが0に近い場合のミ
ラーの動きを表すグラフ示す図である。
FIG. 21 is a graph showing mirror movement when K is close to 0 in a fourth mode.

【図22】第4のモードにおいてKが大きい場合のミラ
ーの動きを表すグラフ示す図である。
FIG. 22 is a graph showing the movement of the mirror when K is large in the fourth mode.

【図23】第5のモードのミラーの動きを表すグラフを
示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing a graph representing mirror movement in a fifth mode.

【図24】図12に示したエンドカムギヤを組み込んだ
画像入力部の構成を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing a configuration of an image input unit incorporating the end cam gear shown in FIG.

【図25】図23に示した画像入力部を横から見た図で
ある。
FIG. 25 is a diagram of the image input unit shown in FIG. 23 as viewed from the side.

【図26】図12で示したエンドカムギヤを用いて、モ
ータ3Aのみを動かした場合のミラーの動きを示す図で
ある。
FIG. 26 is a diagram showing the movement of a mirror when only the motor 3A is moved using the end cam gear shown in FIG.

【図27】本発明の第2の実施の形態の構成を示す図で
ある。
FIG. 27 is a diagram illustrating a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図28】本発明の第3の実施の形態の構成を示す図で
ある。
FIG. 28 is a diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図29】本発明の第3の実施の形態における広視野画
像生成の様子を示す図である。
FIG. 29 is a diagram illustrating a state of generating a wide-field image according to the third embodiment of the present invention.

【図30】ミラーが図19に示したように回転された時
の画像合成の様子を示す図である。
FIG. 30 is a diagram illustrating a state of image composition when the mirror is rotated as illustrated in FIG. 19;

【図31】本発明の第4の実施の形態の構成を示す図で
ある。
FIG. 31 is a diagram showing a configuration of a fourth exemplary embodiment of the present invention.

【図32】図31に示した画像入力部204の構成を示
す図である。
FIG. 32 is a diagram showing a configuration of an image input unit 204 shown in FIG. 31.

【図33】図32に示した画像入力部204を横から見
た図である。
FIG. 33 is a side view of the image input unit 204 shown in FIG. 32;

【図34】本発明の第5の実施の形態の構成を示す図で
ある。
FIG. 34 is a diagram showing a configuration of a fifth exemplary embodiment of the present invention.

【図35】本発明の第6の実施の形態の構成を示す図で
ある。
FIG. 35 is a diagram showing a configuration of a sixth exemplary embodiment of the present invention.

【図36】本発明の第6の実施の形態の画像入力部の構
成を示す図である。
FIG. 36 is a diagram illustrating a configuration of an image input unit according to a sixth embodiment of the present invention.

【図37】図35に示した画像入力部を横から見た図で
ある。
FIG. 37 is a side view of the image input unit shown in FIG. 35;

【図38】図35に示した画像入力部のリンク機構を示
す図である。
FIG. 38 is a diagram illustrating a link mechanism of the image input unit illustrated in FIG. 35;

【図39】従来技術である2軸雲台カメラの構成を示す
図である。
FIG. 39 is a diagram illustrating a configuration of a conventional two-axis camera.

【図40】従来技術であるスリップリングを用いた2軸
雲台カメラの構成を示す図である。
FIG. 40 is a diagram showing a configuration of a conventional two-axis head camera using a slip ring.

【図41】従来技術でありミラー回転型カメラの構成を
示す図である。
FIG. 41 is a diagram showing the configuration of a mirror rotating camera according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カメラ 1A カメラ本体 1B レンズ 2 ミラー 3、3A、3B モータ 4A、4B、40、41 ギヤ 5 リングギヤ 6 エンドカムギヤ 7 リンク機構 8 転がり軸受け 9 ミラー支柱 10 バネ 11 液晶プロジェクタ 12 リング 42 ウォームギヤ(リング移動機構) 42A ウォーム 42B ウォームラック 50 L字治具 51 スリップリング 51A 内側回転端子 51B 外側回転端子 60 スタンド 70 リンク棒 101 コンピュータ 102 ミラー回転制御手段(制御手段) 103 画像取得手段 104、108 画像変換手段 105 画像合成手段 106 画像表示手段 107 画像生成手段 109 カメラ回転制御手段 200、201、202、204、205 画像入力部 203 光投射部 Reference Signs List 1 camera 1A camera body 1B lens 2 mirror 3, 3A, 3B motor 4A, 4B, 40, 41 gear 5 ring gear 6 end cam gear 7 link mechanism 8 rolling bearing 9 mirror support 10 spring 11 liquid crystal projector 12 ring 42 worm gear (ring moving mechanism) ) 42A worm 42B worm rack 50 L-shaped jig 51 slip ring 51A inside rotation terminal 51B outside rotation terminal 60 stand 70 link rod 101 computer 102 mirror rotation control means (control means) 103 image acquisition means 104, 108 image conversion means 105 image Synthesizing means 106 Image displaying means 107 Image generating means 109 Camera rotation controlling means 200, 201, 202, 204, 205 Image input unit 203 Light projection unit

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被駆動部を回転軸Aの回りに回転させる
水平回転機構と、前記被駆動部を前記回転軸Aと垂直を
なす回転軸Bの回りに回転させる垂直回転機構と、から
構成される2軸駆動機構であって、 前記水平回転機構は、 前記回転軸Aと中心軸を同一にして配置されたリング形
状のギヤであって、前記被駆動部を保持するリングギヤ
と、 前記リングギヤを前記回転軸Aの回りに回転駆動するモ
ータと、から構成され、 前記垂直回転機構は、 前記回転軸Aと中心軸を同一にして配置されたリング形
状のギヤであって、その上面の高さ位置が周方向に沿っ
て変化するエンドカムギヤと、 前記エンドカムギヤを前記回転軸Aの回りに回転駆動す
るモータと、 一方の端が前記被駆動部に回転可能なように取り付けら
れると共に、他方の端が前記エンドカムギヤの上面と相
接触するように構成され、前記エンドカムギヤの回転を
自らの並行移動を介して前記回転軸B回りの垂直回転と
して前記被駆動部に伝達するリンク機構と、 前記他方の端が前記エンドカムギヤの上面に接触するよ
うに前記リンク機構を前記エンドカムギヤに押し付ける
押付手段と、 から構成されることを特徴とする2軸駆動機構。
1. A horizontal rotation mechanism for rotating a driven part about a rotation axis A, and a vertical rotation mechanism for rotating the driven part about a rotation axis B perpendicular to the rotation axis A. A horizontal gear mechanism, wherein the horizontal rotation mechanism is a ring-shaped gear arranged so that the rotation axis A and the center axis are the same, a ring gear holding the driven part, and the ring gear. And a motor that rotates the rotation about the rotation axis A. The vertical rotation mechanism is a ring-shaped gear arranged so that the rotation axis A and the center axis are the same, and the height of the upper surface thereof is An end cam gear whose position changes along the circumferential direction; a motor that drives the end cam gear to rotate around the rotation axis A; and one end is rotatably attached to the driven portion, and the other end is Ends in front A link mechanism configured to be in contact with the upper surface of the end cam gear, and transmitting the rotation of the end cam gear to the driven portion as vertical rotation about the rotation axis B through parallel movement of the end cam gear; And pressing means for pressing the link mechanism against the end cam gear so that the link mechanism comes into contact with the upper surface of the end cam gear.
【請求項2】 被駆動部を回転軸Aの回りに回転させる
水平回転機構と、前記被駆動部を前記回転軸Aに沿って
垂直移動させる垂直移動機構と、から構成される2軸駆
動機構であって、 前記水平回転機構は、 前記回転軸Aと中心軸を同一にして配置されたリング形
状のギヤであって、前記被駆動部を保持するリングギヤ
と、 前記リングギヤを前記回転軸Aの回りに回転駆動するモ
ータと、 から構成され、 前記垂直移動機構は、 前記回転軸Aと中心軸を同一にして配置されたリング形
状のギヤであって、その上面の高さ位置が周方向に沿っ
て変化するエンドカムギヤと、 前記エンドカムギヤを前記回転軸Aの回りに回転駆動す
るモータと、 一方の端が前記被駆動部に回転可能なように取り付けら
れると共に、他方の端が前記エンドカムギヤの上面と相
接触するように構成され、前記エンドカムギヤの回転を
自らの並行移動を介して前記回転軸Aに沿う垂直移動と
して前記被駆動部に伝達するリンク機構と、 前記他方の端が前記エンドカムギヤの上面に接触するよ
うに前記リンク機構を前記エンドカムギヤに押し付ける
押付手段と、 から構成されることを特徴とする2軸駆動機構。
2. A two-axis drive mechanism comprising: a horizontal rotation mechanism for rotating a driven part around a rotation axis A; and a vertical movement mechanism for vertically moving the driven part along the rotation axis A. Wherein the horizontal rotation mechanism is a ring-shaped gear arranged so that the rotation axis A and the center axis are the same, and a ring gear that holds the driven part; The vertical movement mechanism is a ring-shaped gear arranged so that the rotation axis A and the center axis are the same, and the height position of the upper surface thereof in the circumferential direction An end cam gear that changes along the axis; a motor that drives the end cam gear to rotate about the rotation axis A; one end that is rotatably mounted on the driven part, and the other end that is the end cam gear. A link mechanism configured to come into contact with an upper surface, and transmitting the rotation of the end cam gear to the driven portion as vertical movement along the rotation axis A via its own parallel movement; and the other end is the end. Pressing means for pressing the link mechanism against the end cam gear so as to contact the upper surface of the cam gear.
【請求項3】 請求項1または2記載の2軸駆動機構で
あって、 前記リングギヤの回転周期と前記エンドカムギヤの回転
周期を制御する制御手段を備えることを特徴とする2軸
駆動機構。
3. The two-axis drive mechanism according to claim 1, further comprising control means for controlling a rotation period of the ring gear and a rotation period of the end cam gear.
【請求項4】 請求項1または2記載の2軸駆動機構で
あって、 前記リングギヤと前記エンドカムギヤは、一つのモータ
で駆動されることを特徴とする2軸駆動機構。
4. The two-axis drive mechanism according to claim 1, wherein the ring gear and the end cam gear are driven by one motor.
【請求項5】 請求項4記載の2軸駆動機構であって、 前記モータから前記リングギヤおよび前記エンドカムギ
ヤへの減速比を調整する減速比調整手段を備えることを
特徴とする2軸駆動機構。
5. The two-axis drive mechanism according to claim 4, further comprising a reduction ratio adjusting means for adjusting a reduction ratio from the motor to the ring gear and the end cam gear.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の2軸駆
動機構であって、 前記エンドカムギヤの上面が、その中心を通る対称線に
対して対称形となっていることを特徴とする2軸駆動機
構。
6. The biaxial drive mechanism according to claim 1, wherein an upper surface of the end cam gear is symmetrical with respect to a line of symmetry passing through the center. Two-axis drive mechanism.
【請求項7】 請求項6記載の2軸駆動機構であって、 前記エンドカムギヤの中心を通りかつ前記対称線に対し
て垂直な直線上に前記リンク機構の他方の端が位置した
時に、前記被駆動部の垂直方向の角度あるいは位置が、
垂直回転あるいは垂直移動可能な範囲の中央値となるよ
うに設定されていることを特徴とする2軸駆動機構。
7. The two-axis drive mechanism according to claim 6, wherein the other end of the link mechanism is located on a straight line passing through the center of the end cam gear and perpendicular to the symmetry line. The vertical angle or position of the driven part is
A two-axis drive mechanism, which is set so as to be a median value of a range in which vertical rotation or vertical movement is possible.
【請求項8】 被駆動部を回転軸Aの回りに回転させる
水平回転機構と、前記被駆動部を前記回転軸Aと垂直を
なす回転軸Bの回りに回転させる垂直回転機構と、から
構成される2軸駆動機構であって、 前記水平回転機構は、 前記回転軸Aと中心軸を同一にして配置されたリング形
状のギヤであって、前記被駆動部を保持するリングギヤ
と、 前記リングギヤを前記回転軸Aの回りに回転駆動するモ
ータと、 から構成され、 前記垂直回転機構は、 前記回転軸Aと中心軸を同一にして配置されたリング
と、 前記リングを前記回転軸Aに沿って往復移動させるリン
グ移動機構と、 一方の端が前記被駆動部に回転可能なように取り付けら
れると共に、他方の端が前記リングの上面と相接触する
ように構成され、前記リングの往復移動を自らの並行移
動を介して前記回転軸B回りの垂直回転として前記被駆
動部に伝達するリンク機構と、 前記他方の端が前記リングの上面に接触するように前記
リンク機構を前記リングに押し付ける押付手段と、 から構成されることを特徴とする2軸駆動機構。
8. A horizontal rotation mechanism for rotating a driven part about a rotation axis A, and a vertical rotation mechanism for rotating the driven part about a rotation axis B perpendicular to the rotation axis A. A horizontal gear mechanism, wherein the horizontal rotation mechanism is a ring-shaped gear arranged so that the rotation axis A and the center axis are the same, a ring gear holding the driven part, and the ring gear. A motor configured to rotate around the rotation axis A, wherein the vertical rotation mechanism comprises: a ring arranged so that the rotation axis A and the central axis are the same; and a ring arranged along the rotation axis A. A ring moving mechanism for reciprocating the ring, one end of the ring is rotatably attached to the driven part, and the other end is configured to come into contact with the upper surface of the ring, Own parallel A link mechanism for transmitting to the driven part as vertical rotation about the rotation axis B via motion, and pressing means for pressing the link mechanism against the ring so that the other end contacts the upper surface of the ring; A two-axis drive mechanism, comprising:
【請求項9】 被駆動部を回転軸Aの回りに回転させる
水平回転機構と、前記被駆動部を前記回転軸Aに沿って
垂直移動させる垂直移動機構と、から構成される2軸駆
動機構であって、 前記水平回転機構は、 前記回転軸Aと中心軸を同一にして配置されたリング形
状のギヤであって、前記被駆動部を保持するリングギヤ
と、 前記リングギヤを前記回転軸Aの回りに回転駆動するモ
ータと、 から構成され、 前記垂直移動機構は、 前記回転軸Aと中心軸を同一にして配置されたリング
と、 前記リングを前記回転軸Aに沿って往復移動させるリン
グ移動機構と、 一方の端が前記被駆動部に回転可能なように取り付けら
れると共に、他方の端が前記リングの上面と相接触する
ように構成され、前記リングの往復移動を自らの並行移
動を介して前記回転軸Aに沿う垂直移動として前記被駆
動部に伝達するリンク機構と、 前記他方の端が前記リングの上面に接触するように前記
リンク機構を前記リングに押し付ける押付手段と、 から構成されることを特徴とする2軸駆動機構。
9. A two-axis drive mechanism comprising: a horizontal rotation mechanism for rotating a driven part around a rotation axis A; and a vertical movement mechanism for vertically moving the driven part along the rotation axis A. Wherein the horizontal rotation mechanism is a ring-shaped gear arranged so that the rotation axis A and the center axis are the same, and a ring gear that holds the driven part; And a motor that rotates around the ring. The vertical movement mechanism comprises: a ring arranged so that the rotation axis A is the same as the center axis; and a ring movement for reciprocating the ring along the rotation axis A. A mechanism, one end of which is rotatably attached to the driven portion, and the other end of which is in contact with the upper surface of the ring, and reciprocates the ring via its own parallel movement. Said A link mechanism for transmitting the vertical movement along the rotation axis A to the driven portion, and pressing means for pressing the link mechanism against the ring so that the other end contacts the upper surface of the ring. A two-axis drive mechanism.
【請求項10】 請求項8または9記載の2軸駆動機構
であって、 前記リングギヤの回転周期と前記リングの往復周期を制
御する制御手段を備えることを特徴とする2軸駆動機
構。
10. The two-axis drive mechanism according to claim 8, further comprising control means for controlling a rotation cycle of the ring gear and a reciprocation cycle of the ring.
【請求項11】 カメラと、被写体からの反射光を前記
カメラ方向に光路変換するために前記カメラの前方に配
置されたミラーと、前記ミラーを前記カメラの光軸回り
に回転させるミラー水平回転機構と、前記ミラーを前記
カメラの光軸と垂直をなし前記ミラーの反射面に含まれ
る直線の回りに回転させるミラー垂直回転機構と、から
構成され、前記ミラーを回転させることで所望方向の画
像を入力できる画像入力装置であって、 前記ミラー水平回転機構と前記ミラー垂直回転機構は、
前記回転軸Aが前記カメラの光軸となるようにした請求
項1、3〜8、10のいずれかに記載の2軸駆動機構で
構成されることを特徴とする画像入力装置。
11. A camera, a mirror disposed in front of the camera for changing the optical path of reflected light from a subject in the direction of the camera, and a mirror horizontal rotation mechanism for rotating the mirror around the optical axis of the camera And a mirror vertical rotation mechanism that makes the mirror perpendicular to the optical axis of the camera and rotates around a straight line included in the reflection surface of the mirror, and an image in a desired direction by rotating the mirror. An image input device capable of inputting, wherein the mirror horizontal rotation mechanism and the mirror vertical rotation mechanism are:
11. An image input apparatus comprising a two-axis drive mechanism according to claim 1, wherein the rotation axis A is an optical axis of the camera.
【請求項12】 請求項11記載の画像入力装置であっ
て、 前記ミラーを回転させながら入力された複数の画像を合
成する画像合成手段を備えることを特徴とする画像入力
装置。
12. The image input device according to claim 11, further comprising an image synthesizing unit that synthesizes a plurality of input images while rotating the mirror.
【請求項13】 請求項11記載の画像入力装置であっ
て、 前記画像入力装置を机上一定高さに設置し、支持するた
めのスタンドをさらに備え、 前記画像入力装置の前記ミラーは、請求項1、3〜8、
10のいずれかに記載の2軸駆動機構によって水平方向
及び垂直方向に回転することを特徴とする画像入力装
置。
13. The image input device according to claim 11, further comprising a stand for installing and supporting the image input device at a fixed height on a desk, wherein the mirror of the image input device is provided. 1, 3-8,
An image input device, wherein the image input device is rotated in a horizontal direction and a vertical direction by the two-axis drive mechanism according to any one of Claims 10.
【請求項14】 所望の光を投射する投光器と、前記投
光器から投射された光を光路変換するために前記投光器
の前方に配置されたミラーと、前記ミラーを前記投光器
の光軸回りに回転させるミラー水平回転機構と、前記ミ
ラーを前記投光器の光軸と垂直をなし前記ミラーの反射
面に含まれる直線の回りに回転させるミラー垂直回転機
構と、から構成され、前記ミラーを回転させることで所
望方向に光を投射することができる光投射装置であっ
て、 前記ミラー水平回転機構と前記ミラー垂直回転機構は、
前記回転軸Aが前記カメラの光軸となるようにした請求
項1、3〜8、10のいずれかに記載の2軸駆動機構で
構成されることを特徴とする光投射装置。
14. A light projector for projecting desired light, a mirror disposed in front of the light projector for changing the optical path of light projected from the light projector, and rotating the mirror about an optical axis of the light projector. A mirror horizontal rotation mechanism, and a mirror vertical rotation mechanism that rotates the mirror around a straight line that is perpendicular to the optical axis of the projector and that is included in the reflection surface of the mirror, and is desirable by rotating the mirror. A light projection device capable of projecting light in a direction, wherein the mirror horizontal rotation mechanism and the mirror vertical rotation mechanism are:
An optical projection device comprising a two-axis driving mechanism according to any one of claims 1, 3 to 8, and 10, wherein the rotation axis A is an optical axis of the camera.
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