JP2001263330A - Gimbal mechanism and image pickup device having the gimbal mechanism - Google Patents

Gimbal mechanism and image pickup device having the gimbal mechanism

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JP2001263330A
JP2001263330A JP2000080408A JP2000080408A JP2001263330A JP 2001263330 A JP2001263330 A JP 2001263330A JP 2000080408 A JP2000080408 A JP 2000080408A JP 2000080408 A JP2000080408 A JP 2000080408A JP 2001263330 A JP2001263330 A JP 2001263330A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gimbal supporting mechanism to be capable of maintaining a sufficient rotation angle even when the size of an object to be supported is increased and to provide an image pickup device having the gimbal supporting mechanism. SOLUTION: An image pickup part 12 having an optical system is supported rotatably around an Y-axis and a Z-axis, extending orthogonally to each other, by a gimbal mechanism 11. A first support mechanism 13 of the gimbal mechanism is provided with a rotary shaft positioned on an T-axis, a motor, and an angle detector 38 and supports the image pickup part rotatably around the Y-axis. A second support mechanism 14 of the gimbal mechanism has an arcuate guide part 50 centering around the Z-axis and comprises a guide member 48 situated separately from the Y-axis, a support frame 30 supporting the first support mechanism and situated movably along the guide member, and a drive part 16 to move a support frame along the guide part.

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】この発明は、被支持体を直交
する2軸の回りで回動自在に支持するジンバル機構、お
よびこれを備えた撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gimbal mechanism for rotatably supporting a supported body about two orthogonal axes, and an imaging apparatus having the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】撮像装置として、例えば、飛行物体に設
けられ標的を捕捉して飛行物体の飛行方向を誘導する誘
導装置が知られている。この誘導装置は、レンズ等の光
学系を有した撮像部と、撮像部を直交する2軸の回りで
回動自在に支持したジンバル機構と、を備えている。
2. Description of the Related Art As an imaging device, for example, a guidance device provided on a flying object to capture a target and guide the flight direction of the flying object is known. The guidance device includes an imaging unit having an optical system such as a lens, and a gimbal mechanism that rotatably supports the imaging unit about two orthogonal axes.

【0003】ジンバル機構は、撮像部を第1軸の回りで
回動自在に支持し、かつ、第1軸の回りで駆動する第1
支持機構と、撮像部および第1支持機構全体を、第1軸
と直交する第2軸の回りで回動自在に支持し、かつ、第
2軸の回りで駆動する第2支持機構と、を備えている。
[0003] The gimbal mechanism supports the image pickup unit rotatably about a first axis and drives the image pickup unit about a first axis.
A support mechanism, and a second support mechanism that rotatably supports the imaging unit and the entire first support mechanism around a second axis orthogonal to the first axis, and that drives around the second axis. Have.

【0004】第1支持機構は、第1軸上に設けられた第
1回転軸と、第1回転軸の両端部に設けられた一対の軸
受と、第1回転軸の一端に設けられ撮像部を第1軸の回
りで駆動する第1モータと、第1回転軸の他端に設けら
れた第1角度検出器と、を有している。また、第2支持
機構は、第2軸上に設けられた第2回転軸と、第2回転
軸の両端に設けられた一対の軸受と、第2回転軸の一端
に設けられ撮像部を第2軸の回りで駆動する第2モータ
と、第2回転軸の他端に設けられた第2角度検出器と、
を有している。
The first support mechanism includes a first rotating shaft provided on the first shaft, a pair of bearings provided at both ends of the first rotating shaft, and an imaging unit provided at one end of the first rotating shaft. , And a first angle detector provided at the other end of the first rotation shaft. The second support mechanism includes a second rotating shaft provided on the second shaft, a pair of bearings provided at both ends of the second rotating shaft, and an imaging unit provided at one end of the second rotating shaft. A second motor driven around two axes, a second angle detector provided at the other end of the second rotating shaft,
have.

【0005】そして、上記誘導装置では、撮像部を第1
および第2軸の回りで回動させることにより、標的を捕
捉して撮像し、捕捉した標的に向かって飛行物体を誘導
する。
[0005] In the above-described guidance device, the imaging unit is connected to the first.
And by rotating about the second axis, the target is captured and imaged, and the flying object is guided toward the captured target.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記構成の誘導装置に
おいて、標的捕捉性能を向上させるためには、撮像部の
光学系を大口径化すること、あるいは、撮像部の回動角
度を大きくすることが有効となる。しかしながら、第1
および第2支持機構の軸受、モータ、および角度検出器
が第1回転軸上および第2回転軸上にそれぞれ設けられ
ている場合、第2支持機構の軸受、モータ、角度検出器
は、第1軸回りで回動する撮像部の移動経路内に位置し
ている。
In order to improve the target capturing performance of the guide device having the above-described structure, the diameter of the optical system of the imaging unit must be increased, or the rotation angle of the imaging unit must be increased. Becomes effective. However, the first
When the bearing, motor, and angle detector of the second support mechanism are provided on the first rotation shaft and the second rotation shaft, respectively, the bearing, motor, and angle detector of the second support mechanism are provided in the first rotation shaft. It is located in the movement path of the imaging unit that rotates around the axis.

【0007】そのため、撮像部の口径を大きくすると、
あるいは撮像部に回動角度を拡大すると、撮像部が第2
支持機構の軸受、モータ、角度検出器と干渉してしま
う。従って、限られた搭載スペース内で撮像部の口径あ
るいは撮像部に回動角度を拡大する上で大きな制約とな
っている。
Therefore, when the aperture of the imaging unit is increased,
Alternatively, when the rotation angle is enlarged to the imaging unit, the imaging unit
It interferes with the bearing, motor, and angle detector of the support mechanism. Therefore, there is a great limitation in expanding the aperture of the imaging unit or the rotation angle of the imaging unit in a limited mounting space.

【0008】この発明は以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、被支持体を大型化した場合でも充分な
回動角度を維持することが可能なジンバル支持機構、お
よびこれを備えた撮像装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a gimbal support mechanism capable of maintaining a sufficient rotation angle even when a supported body is enlarged, and a gimbal support mechanism provided with the gimbal support mechanism. It is to provide an imaging device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係るジンバル機構は、被支持体を第1軸
の回りで回動自在に支持しているとともに、第1軸の回
りで駆動する第1支持機構と、上記被支持体および第1
支持機構を、第1軸と直交する第2軸の回りで回動自在
に支持しているとともに第2軸の回りで駆動する第2支
持機構と、を備え、上記第2支持機構は、上記第2軸を
中心とする円弧状のガイド部を有し上記第2軸から離間
して設けられたガイド部材と、上記第1支持機構を支持
しているとともに上記ガイド部に沿って移動自在に設け
られた支持部材と、上記ガイド部に沿って上記支持部材
を移動させる駆動部と、を備えたことを特徴としてい
る。
In order to achieve the above object, a gimbal mechanism according to the present invention supports a supported member so as to be rotatable around a first axis, and at the same time, supports the supported body around a first axis. A first support mechanism to be driven, the above-mentioned supported body and the first
A second support mechanism that rotatably supports the support mechanism about a second axis orthogonal to the first axis and drives the support mechanism about a second axis. A guide member having an arc-shaped guide portion centered on the second axis and provided at a distance from the second axis, and supporting the first support mechanism and movably along the guide portion; It is characterized by comprising a supporting member provided, and a drive unit for moving the supporting member along the guide unit.

【0010】また、この発明に係る撮像装置は、被写体
を撮像する光学系と、上記光学系により撮像された被写
体像を検出する受光部と、を有した撮像部と、上記撮像
部を互いに直交する第1および第2軸の回りで回動自在
に支持したジンバル機構と、を備え、上記ジンバル機構
は、上記撮像部を上記第1軸の回りで回動自在に支持し
ているとともに、第1軸の回りで駆動する第1支持機構
と、上記撮像部および第1支持機構を上記第2軸の回り
で回動自在に支持しているとともに第2軸の回りで駆動
する第2支持機構と、を備え、上記第2支持機構は、上
記第2軸を中心とする円弧状のガイド部を有し上記第2
軸から離間して設けられたガイド部材と、上記第1支持
機構を支持しているとともに上記ガイド部に沿って移動
自在に設けられた支持部材と、上記ガイド部に沿って上
記支持部材を移動させる駆動部と、を備えたことを特徴
としている。
Further, an image pickup apparatus according to the present invention includes an image pickup section having an optical system for picking up an image of a subject, a light receiving section for detecting a subject image picked up by the optical system, and an image pickup section orthogonal to each other. A gimbal mechanism rotatably supported around first and second axes. The gimbal mechanism supports the imaging unit rotatably about the first axis, and A first support mechanism that is driven around one axis, and a second support mechanism that rotatably supports the imaging unit and the first support mechanism around the second axis and drives around the second axis. Wherein the second support mechanism has an arc-shaped guide portion centered on the second axis.
A guide member provided apart from the shaft, a support member supporting the first support mechanism and movably provided along the guide portion, and moving the support member along the guide portion And a drive unit that drives

【0011】この発明に係るジンバル機構および撮像装
置によれば、上記ガイド部は、それぞれ上記第2軸を中
心とする円弧状に形成された複数のガイド面を有し、上
記第2支持機構は、上記支持部材に取り付けられている
とともに上記ガイド面にそれぞれ転接した複数のローラ
軸受を備えていることを特徴としている。
According to the gimbal mechanism and the imaging device of the present invention, each of the guide portions has a plurality of guide surfaces formed in an arc shape centered on the second axis. And a plurality of roller bearings attached to the support member and rolled on the guide surface.

【0012】更に、この発明によれば、上記ガイド部は
ほぼ三角形の断面形状を有しているとともに、それぞれ
上記三角形の底辺および斜面を構成する第1、第2、第
3のガイド面を有している。また、上記駆動部は、上記
ガイド部に沿って円弧状に形成されたステ−タコイル
と、上記支持部材に固定され上記ステ−タコイルに隣接
対向して設けられた磁石と、を備えている。
Further, according to the present invention, the guide portion has a substantially triangular cross-sectional shape, and has first, second, and third guide surfaces forming a base and a slope of the triangle, respectively. are doing. Further, the driving section includes a stator coil formed in an arc shape along the guide section, and a magnet fixed to the support member and provided adjacent to and facing the stator coil.

【0013】上記のように構成されたこの発明に係るジ
ンバル機構および撮像装置によれば、第2支持機構のガ
イド部を第2軸から充分に離間して設けられた円弧状の
ガイド部とし、このガイド部によって支持部材を回動自
在に支持していることから、被支持体あるいは撮像部を
第1軸の回りで回動させる際、第2支持機構が邪魔にな
ることがなく、被支持体あるいは撮像部の大型化を図っ
た場合でも、被支持体あるいは撮像部と第2支持機構と
の干渉を防止し、被支持体あるいは撮像部を所望の角度
範囲で回動自在に支持することができる。
According to the gimbal mechanism and the imaging apparatus of the present invention configured as described above, the guide portion of the second support mechanism is an arc-shaped guide portion provided sufficiently away from the second shaft. Since the support member is rotatably supported by the guide portion, when the supported member or the imaging unit is rotated about the first axis, the second support mechanism does not interfere and the supported member is supported. Even when the size of the body or the imaging unit is increased, interference between the supported body or the imaging unit and the second support mechanism is prevented, and the supported body or the imaging unit is rotatably supported in a desired angle range. Can be.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発
明を飛行物体の誘導装置に適用した実施の形態について
詳細に説明する。図1ないし図5に示すように、誘導装
置は、飛行物体の一部を構成するベース10上に設けら
れた2自由度を持つジンバル機構11と、このジンバル
機構によって回動自在に支持された撮像部12と、を備
えている。ジンバル機構11は、撮像部12をY軸の回
りで回動自在に支持した第1支持機構13と、撮像部1
2をY軸と直交するZ軸の回りで回動自在に支持した第
2支持機構14と、を有している。そして、撮像部12
およびジンバル機構11は、ベース10に取り付けられ
ているとともに透明なガラスからなるドーム状のカバー
18によって覆われている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a flying object guidance apparatus will be described in detail below with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 to 5, the guidance device is provided with a two-degree-of-freedom gimbal mechanism 11 provided on a base 10 constituting a part of a flying object, and is rotatably supported by the gimbal mechanism. An imaging unit 12. The gimbal mechanism 11 includes a first support mechanism 13 that rotatably supports the imaging unit 12 around the Y axis,
And a second support mechanism 14 that rotatably supports 2 around a Z axis orthogonal to the Y axis. Then, the imaging unit 12
The gimbal mechanism 11 is attached to the base 10 and is covered by a dome-shaped cover 18 made of transparent glass.

【0015】図2に示すように、撮像部12は、複数の
レンズ23を有した光学系22、赤外線センサ24、お
よび冷却器26と、これらを収納したケース20と、を
備え、光学系22により撮像した被写体の像を赤外線セ
ンサ24によって電気信号に変換する。
As shown in FIG. 2, the imaging section 12 includes an optical system 22 having a plurality of lenses 23, an infrared sensor 24, a cooler 26, and a case 20 accommodating them. Is converted into an electric signal by the infrared sensor 24.

【0016】図1および図3ないし図5に示すように、
第1支持機構13は、撮像部12のケース20から延出
しY軸上に位置した第1回転軸32と、第1回転軸の一
端に連結され、第1回転軸を介して撮像部12をY軸の
回りで回動させるモータ36と、第1回転軸の他端に取
り付けられ、Y軸回りでの撮像部12の回動角度を検出
する第1角度検出器38と、を有している。
As shown in FIG. 1 and FIGS. 3 to 5,
The first support mechanism 13 extends from the case 20 of the imaging unit 12, is connected to a first rotation shaft 32 positioned on the Y axis, and one end of the first rotation shaft, and connects the imaging unit 12 via the first rotation shaft. It has a motor 36 that rotates around the Y axis, and a first angle detector 38 that is attached to the other end of the first rotation axis and detects the rotation angle of the imaging unit 12 about the Y axis. I have.

【0017】また、第2支持機構14は、ベース10上
に固定されたガイド部材48と、このガイド部材により
Z軸の回りで移動自在に支持されているとともに、第1
支持機構13全体および撮像部12を支持した支持フレ
ーム30と、この支持フレームを移動させる駆動部16
と、支持フレームの移動角度、つまり、Z軸回りでの回
動角度を検出する第2角度検出器60と、を備えてい
る。
The second support mechanism 14 is supported by a guide member 48 fixed on the base 10 and movably around the Z axis by the guide member.
A support frame 30 that supports the entire support mechanism 13 and the imaging unit 12, and a drive unit 16 that moves the support frame
And a second angle detector 60 for detecting a movement angle of the support frame, that is, a rotation angle around the Z axis.

【0018】図1、および図4ないし図6に示すよう
に、ガイド部材48は、Z軸を中心とする円弧状に形成
されたガイド部50と脚部51とを一体に有している。
そして、ガイド部材48は、脚部51を介してベース1
0上にほぼ垂直に立設され、Z軸から充分に離間して位
置している。ガイド部50は、断面形状がほぼ三角形に
形成され、撮像部12側を向いた円弧状の第1ガイド面
50a、ベース10側を向いた円弧状の第2および第3
ガイド面50b、50cを有している。
As shown in FIG. 1 and FIGS. 4 to 6, the guide member 48 integrally has a guide portion 50 and a leg portion 51 formed in an arc shape centered on the Z axis.
The guide member 48 is connected to the base 1 via the leg 51.
0, and is located substantially perpendicularly to the Z axis, and is located sufficiently away from the Z axis. The guide section 50 has a substantially triangular cross-sectional shape, and has an arc-shaped first guide surface 50a facing the imaging section 12 side, and arc-shaped second and third arc faces facing the base 10 side.
It has guide surfaces 50b and 50c.

【0019】一方、ロータおよび支持部材として機能す
る支持フレーム30はほぼU字形状に形成され、その一
対の延出端部はそれぞれ軸受34を介して第1回転軸3
2を回転自在に支持している。支持フレーム30の基部
にはZ軸を中心とした円弧状のガイド溝31が形成さ
れ、このガイド溝31にガイド部50の一部が挿入され
ている。
On the other hand, the support frame 30 functioning as a rotor and a support member is formed in a substantially U-shape.
2 is rotatably supported. An arcuate guide groove 31 centered on the Z axis is formed at the base of the support frame 30, and a part of the guide portion 50 is inserted into the guide groove 31.

【0020】また、支持フレーム30には、ガイド部5
0の第1ガイド面50aに転接した一対のトラックロー
ラ軸受54a、第2ガイド面50bに転接した一対のト
ラックローラ軸受54b、第3ガイド面50cに転接し
た一対のトラックローラ軸受54cがそれぞれ回転自在
に取り付けられている。これにより、支持フレーム30
は、Z軸の回りでガイド部50に沿って移動自在に支持
されている。
The guide frame 5 is provided on the support frame 30.
0, a pair of track roller bearings 54a rolling in contact with the first guide surface 50a, a pair of track roller bearings 54b rolling in contact with the second guide surface 50b, and a pair of track roller bearings 54c rolling in contact with the third guide surface 50c. Each is rotatably mounted. Thereby, the support frame 30
Are movably supported along the guide portion 50 around the Z axis.

【0021】そして、ガイド部50をトラックローラ軸
受54a、54b、54cによって3方向から挟み込む
ことにより、X、Y、Z軸方向の荷重、XおよびY軸回
りのモーメントを受けることができる。また、トラック
ローラ軸受54a、54b、54cをガイド部50の各
ガイド面に対して適当な荷重で押しつけることにより、
支持フレーム30をがたなく、かつ、剛性を持って支持
することができる。
The guide portion 50 is sandwiched between the track roller bearings 54a, 54b, 54c from three directions, thereby receiving loads in the X, Y, and Z directions and moments around the X and Y axes. Also, by pressing the track roller bearings 54a, 54b, 54c against each guide surface of the guide portion 50 with an appropriate load,
It is possible to support the support frame 30 without play and with rigidity.

【0022】また、支持フレーム30をZ軸回りで回動
させる駆動部16は、ベース10上に設けられた一対の
ステ−タコイル44と、支持フレーム30に固定されロ
ータとして機能する一対の磁石42と、を備えている。
一対のステ−タコイル44は、ガイド部材48に隣接し
て設けられているとともに、ガイド部50に沿って円弧
状に形成されている。また、磁石42は、支持フレーム
30から突出した突出部40に固定され、一対のステ−
タコイル44間に位置している。従って、ステ−タコイ
ル44に通電して磁界を発生させることにより、磁石4
2との相互作用により支持フレーム30を駆動すること
ができる。
The driving unit 16 for rotating the support frame 30 around the Z axis includes a pair of stator coils 44 provided on the base 10 and a pair of magnets 42 fixed to the support frame 30 and functioning as a rotor. And
The pair of stator coils 44 are provided adjacent to the guide member 48 and are formed in an arc shape along the guide portion 50. Further, the magnet 42 is fixed to a protruding portion 40 protruding from the support frame 30, and a pair of stays is provided.
It is located between the coils 44. Therefore, by energizing the stator coil 44 to generate a magnetic field, the magnet 4
The support frame 30 can be driven by the interaction with the support frame 2.

【0023】第2角度検出器60は、ベース10上に配
置されガイド部50に沿って円弧状に延びたロッド状の
ステ−タ64と、支持フレーム30の突出部40に固定
されステ−タ64と係合した状態で移動自在な角度セン
サ62と、を有している。
The second angle detector 60 is disposed on the base 10 and extends in a circular arc shape along the guide portion 50. The second angle detector 60 is fixed to the projecting portion 40 of the support frame 30. And an angle sensor 62 which is movable in a state engaged with the angle sensor 64.

【0024】上記のように構成された撮像装置におい
て、図4および図5は、撮像部12がX軸方向、つま
り、正面を向いた状態を示している。そして、図7
(a)に示すように、第2支持機構14の駆動部16を
駆動することにより、支持フレーム30がガイド部50
に沿って移動し、撮像部12および第1支持機構13全
体を、Z軸の回りで両側にそれぞれ例えば45度の振れ
角にて回動させることができる。また、図7(b)に示
すように、第1支持機構13のモータ34を駆動するこ
とにより、撮像部12をY軸の回りで両方向にそれぞれ
例えば45度の振れ角にて回動させることができる。従
って、ジンバル機構11により、撮像部12を2自由度
で回動自在に支持し広範囲に亘って標的を撮像すること
が可能となる。
FIGS. 4 and 5 show the image pickup device 12 having the above configuration, in which the image pickup section 12 is oriented in the X-axis direction, that is, in the front direction. And FIG.
As shown in (a), by driving the drive unit 16 of the second support mechanism 14, the support frame 30 is
, And the imaging unit 12 and the entire first support mechanism 13 can be turned around the Z axis on both sides at a deflection angle of, for example, 45 degrees. Further, as shown in FIG. 7B, by driving the motor 34 of the first support mechanism 13, the imaging unit 12 is rotated in both directions around the Y axis at a deflection angle of, for example, 45 degrees. Can be. Therefore, the gimbal mechanism 11 supports the imaging unit 12 so as to be rotatable with two degrees of freedom and can capture an image of the target over a wide range.

【0025】以上のように構成された誘導装置によれ
ば、第2支持機構13の支持フレーム30は、Z軸から
充分に離間して設けられた円弧状のガイド部50によっ
て回動自在に支持されていることから、撮像部12をY
軸の回りで回動させる際、第2支持機構が邪魔になるこ
とがなく、撮像部12の口径を大型化した場合でも、撮
像部と第2支持機構との干渉を防止することができる。
従って、撮像部12を大口径化して受光面積を拡大し、
誘導装置の検出性能の向上、すなわち、捕捉距離の延長
を図るこが可能となる。
According to the guiding device configured as described above, the support frame 30 of the second support mechanism 13 is rotatably supported by the arc-shaped guide portion 50 provided sufficiently away from the Z axis. Is performed, the imaging unit 12 is set to Y
When rotating around the axis, the second support mechanism does not become an obstacle, and even when the diameter of the imaging unit 12 is increased, interference between the imaging unit and the second support mechanism can be prevented.
Therefore, the imaging unit 12 is enlarged in diameter to enlarge the light receiving area,
It is possible to improve the detection performance of the guidance device, that is, extend the capture distance.

【0026】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、この発明に係るジンバル機構は、被支持
体として赤外線や可視光線の撮像部に限らず、アンテナ
等の他の被支持体を支持する構成としてもよい。また、
ガイド部材のガイド部50は、三角形の断面形状に限ら
ず、図8に示すように、矩形状の断面を有するように構
成されていてもよい。その他、第2支持機構の駆動部お
よび角度検出器の構成は、必要に応じて種々変形可能で
ある。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified within the scope of the present invention. For example, the gimbal mechanism according to the present invention is not limited to an infrared or visible light imaging unit as a supported body, and may be configured to support another supported body such as an antenna. Also,
The guide portion 50 of the guide member is not limited to a triangular cross-sectional shape, and may be configured to have a rectangular cross-section as shown in FIG. In addition, the configurations of the drive unit and the angle detector of the second support mechanism can be variously modified as needed.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、被支持体を支持する第2支持機構のガイド部を円弧
状とし第2軸から充分に離間して設ける構成としたこと
から、被支持体を大型化した場合でも被支持体の充分な
回動角度を維持することが可能なジンバル支持機構、お
よびこれを備えた撮像装置を提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, the guide portion of the second support mechanism for supporting the supported member is formed in an arc shape and provided sufficiently away from the second shaft. Further, it is possible to provide a gimbal support mechanism capable of maintaining a sufficient rotation angle of the supported body even when the supported body is enlarged, and an imaging apparatus including the same.

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

【図1】この発明の実施の形態に係るジンバル機構を備
えた誘導装置を示す分解斜視図。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a guiding device including a gimbal mechanism according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記誘導装置における撮像部を概略的に示す断
面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an imaging unit in the guidance device.

【図3】上記誘導装置の平面図。FIG. 3 is a plan view of the guidance device.

【図4】上記誘導装置をZ軸方向から見た側面図。FIG. 4 is a side view of the guidance device viewed from a Z-axis direction.

【図5】上記誘導装置をY軸方向から見た側面図。FIG. 5 is a side view of the guidance device viewed from a Y-axis direction.

【図6】上記ジンバル機構のガイド部材を示す斜視。FIG. 6 is a perspective view showing a guide member of the gimbal mechanism.

【図7】上記誘導装置の撮像部をZ軸回り、およびY軸
回りで回動した状態をそれぞれ示す側面図。
FIG. 7 is a side view showing a state where the imaging unit of the guidance device is rotated around a Z axis and around a Y axis.

【図8】上記ジンバル機構のガイド部の変形例を示す
図。
FIG. 8 is a diagram showing a modification of the guide portion of the gimbal mechanism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ベース 11…ジンバル機構 12…撮像部 13…第1支持機構 14…第2支持機構 16…駆動部 30…支持フレーム 32…Y軸 36…モータ 38…第1角度検出器 48…ガイド部材 50…ガイド部 50a、50b、50c…第1、第2、第3ガイド面 60…第2角度検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Base 11 ... Gimbal mechanism 12 ... Imaging part 13 ... First support mechanism 14 ... Second support mechanism 16 ... Drive part 30 ... Support frame 32 ... Y axis 36 ... Motor 38 ... First angle detector 48 ... Guide member 50 ... Guide parts 50a, 50b, 50c ... First, second, and third guide surfaces 60 ... Second angle detector

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被支持体を第1軸の回りで回動自在に支持
しているとともに、第1軸の回りで駆動する第1支持機
構と、 上記被支持体および第1支持機構を、第1軸と直交する
第2軸の回りで回動自在に支持しているとともに第2軸
の回りで駆動する第2支持機構と、を備え、 上記第2支持機構は、上記第2軸を中心とする円弧状の
ガイド部を有し上記第2軸から離間して設けられたガイ
ド部材と、上記第1支持機構を支持しているとともに上
記ガイド部に沿って移動自在に設けられた支持部材と、
上記ガイド部に沿って上記支持部材を移動させる駆動部
と、を備えていることを特徴とするジンバル機構。
A first support mechanism rotatably supporting the supported body about a first axis and driving about the first axis; and the supported body and the first support mechanism, A second support mechanism rotatably supported about a second axis orthogonal to the first axis and driven about the second axis, the second support mechanism including the second axis. A guide member having an arc-shaped guide portion having a center as a center and provided at a distance from the second shaft, and a support supporting the first support mechanism and movably provided along the guide portion. Components,
A drive unit for moving the support member along the guide unit.
【請求項2】上記ガイド部は、それぞれ上記第2軸を中
心とする円弧状に形成された複数のガイド面を有し、上
記第2支持機構は、上記支持部材に取り付けられている
とともに上記ガイド面にそれぞれ転接した複数のローラ
軸受を備えていることを特徴とする請求項1に記載のジ
ンバル機構。
2. The guide portion has a plurality of guide surfaces formed in an arc shape around the second axis, and the second support mechanism is attached to the support member and The gimbal mechanism according to claim 1, further comprising a plurality of roller bearings each of which is in rolling contact with the guide surface.
【請求項3】上記ガイド部はほぼ三角形の断面形状を有
しているとともに、それぞれ上記三角形の底辺および斜
面を構成する第1、第2、第3のガイド面を有している
ことを特徴とする請求項2に記載のジンバル機構。
3. The guide portion has a substantially triangular cross-sectional shape, and has first, second, and third guide surfaces forming a base and a slope of the triangle, respectively. The gimbal mechanism according to claim 2, wherein
【請求項4】上記駆動部は、上記ガイド部に沿って円弧
状に形成されたステ−タコイルと、上記支持部材に固定
され上記ステ−タコイルに隣接対向して設けられた磁石
と、を備えていることを特徴とする請求項1ないし3の
いずれか1項に記載のジンバル機構。
4. The drive section includes a stator coil formed in an arc shape along the guide section, and a magnet fixed to the support member and provided adjacent to and facing the stator coil. The gimbal mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein:
【請求項5】上記第2支持機構は、上記第2軸回りでの
被支持体の回動角度を検出する角度検出器を備え、上記
角度検出器は、上記ガイド部に沿って円弧状に延びたロ
ッド状のステ−タと、上記支持部材に固定され上記ステ
−タと係合した状態で移動自在に設けられた角度センサ
と、を備えていることを特徴とする請求項1ないし4の
いずれか1項に記載のジンバル機構。
5. The apparatus according to claim 1, wherein the second support mechanism includes an angle detector for detecting a rotation angle of the supported body about the second axis, and the angle detector is formed in an arc shape along the guide. 5. An elongated rod-shaped stator, and an angle sensor fixed to said support member and movably provided in engagement with said stator. The gimbal mechanism according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】上記第1支持機構は、上記被支持体に設け
ら上記第1軸上に位置しているとともに、軸受を介して
上記支持部材に回動自在に支持された回転軸と、上記回
転軸の一端に連結され上記第1軸の回りで上記被支持体
を回動させるモータと、上記回転軸の他端に設けられ上
記第1軸回りでの上記被支持体の回動角度を検出する角
度検出器と、を備えていることを特徴とする請求項1な
いし5のいずれか1項に記載のジンバル機構。
6. A rotating shaft provided on the supported member and located on the first shaft and rotatably supported by the supporting member via a bearing, and A motor coupled to one end of the rotating shaft for rotating the supported body about the first axis; and a rotation angle of the supported body provided at the other end of the rotating shaft about the first axis. The gimbal mechanism according to any one of claims 1 to 5, further comprising: an angle detector for detecting the gimbal.
【請求項7】被写体を撮像する光学系と、上記光学系に
より撮像された被写体像を検出する受光部と、を有した
撮像部と、 上記撮像部を互いに直交する第1および第2軸の回りで
回動自在に支持したジンバル機構と、を備え、 上記ジンバル機構は、上記撮像部を上記第1軸の回りで
回動自在に支持しているとともに、第1軸の回りで駆動
する第1支持機構と、上記撮像部および第1支持機構を
上記第2軸の回りで回動自在に支持しているとともに第
2軸の回りで駆動する第2支持機構と、を備え、 上記第2支持機構は、上記第2軸を中心とする円弧状の
ガイド部を有し上記第2軸から離間して設けられたガイ
ド部材と、上記第1支持機構を支持しているとともに上
記ガイド部に沿って移動自在に設けられた支持部材と、
上記ガイド部に沿って上記支持部材を移動させる駆動部
と、を備えていることを特徴とする撮像装置。
7. An image pickup unit having an optical system for picking up an image of a subject, a light receiving unit for detecting a subject image picked up by the optical system, and first and second axes orthogonal to each other. A gimbal mechanism rotatably supported around the gimbal mechanism, wherein the gimbal mechanism supports the imaging unit rotatably around the first axis and drives around the first axis. A second support mechanism that rotatably supports the imaging unit and the first support mechanism about the second axis and drives the second support mechanism about the second axis. The support mechanism has an arc-shaped guide portion centered on the second axis, and has a guide member provided apart from the second axis, and supports the first support mechanism and the guide portion has A support member movably provided along;
An image pickup apparatus, comprising: a drive unit that moves the support member along the guide unit.
【請求項8】上記ガイド部は、それぞれ上記第2軸を中
心とする円弧状に形成された複数のガイド面を有し、上
記第2支持機構は、上記支持部材に取り付けられている
とともに上記ガイド面にそれぞれ転接した複数のローラ
軸受を備えていることを特徴とする請求項7に記載の撮
像装置。
8. The guide section has a plurality of guide surfaces formed in an arc shape about the second axis, and the second support mechanism is attached to the support member and The imaging device according to claim 7, further comprising a plurality of roller bearings each of which is in rolling contact with the guide surface.
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