JP2003222950A - 雲台及びそれを備えた光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、動作が速く、位置調節が正確にで
きるボイスコイルモータを利用して光学機器を瞬時に素
早く目的の方向に向けることができる光学装置の提供を
目的の１つとする。 【解決手段】 本発明は、回動自在に設けられたテーブ
ル３０と、該テーブル上にスライド移動自在に設けられ
たホルダ部材５０と、前記テーブル上に前記テーブルと
異なる方向に回動自在に軸支されて光学機器５が搭載さ
れる可動台７０と、前記テーブルをその周回りに回動さ
せる第１の駆動部２と、前記ホルダ部材をスライド移動
させる第２の駆動部３と、前記ホルダ部材のスライド移
動を前記可動台の回動運動に変換する回動変換手段とが
具備されてなり、前記可動台の回動軸が前記第２の駆動
部の外部に設けられてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ、ライト等
の光学機器を上下左右に方向移動させて可動台のの向き
を調整するための雲台またはそれを備えた光学機器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】監視カメラ等のカメラを水平軸まわりあ
るいは垂直軸まわりに回転駆動する回転台装置として、
従来、図２５と図２６に示す装置が知られている。これ
らの図に示す装置は、カメラケース１００に収納された
カメラ本体１０１を上下左右方向に駆動するもので、カ
メラケース１００の底部中央に逆Ｕ字型のブラケット１
０２が固定され、このブラケット１０２に上下回転軸部
１０３が軸支され、ブラケット１０２の下方にカメラ回
転台１０５と水平回転台１０６が設けられて構成されて
いる。

【０００３】前記カメラ回転台１０６の内部構造は図２
３に示すように、水平回転台１０６の内部にブラケット
１０７、１０７が起立形成され、これらブラケット１０
７、１０７により回転軸１０８が水平に軸支され、この
回転軸１０８がギア１０９とウオームギア１１０とを介
して上下回動モータ１１１の回転軸１１２に接続されて
いる。また、先の回転軸１０８にブラケット１０２側の
上下回転軸部１０３が接続されていて、上下回動モータ
１１１の回転駆動力により回転軸１０８が回転されてブ
ラケット１０２が上下回動されるように構成されてい
る。また、前記水平回転台１０６はその下方に設けられ
た基板１１３に水平回転軸部１２０を介して接続され、
水平回転台１０６上に設けられた水平回転モータ１２１
に図示略のギアを介して接続されることにより水平回転
台１０６が水平面内で回転自在に構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図２５と図２６に示す
構成の回転台装置は、モータ１１１、１２１の回転力を
ギアを介して回転軸１０８、１２０に伝達することでカ
メラケース１００を上下左右に回転駆動できるように構
成されている。しかしながら、回転軸を有するモータと
ギアによりカメラケース１００を上下左右に回転駆動す
る機構では、例えばカメラケース１００に風や人力によ
りモータの回転方向と逆方向に負荷が作用した場合にモ
ータの回転軸あるいはギアの部分に負荷がかかり易く、
負荷のかかり方によってはモータの回転軸やギアを損傷
させてしまうおそれがあった。また、モータやギアを用
いた駆動力を基本とする機構では、カメラ本体１００を
目的の角度や方向に瞬時に移動させることは不可能であ
り、カメラ本体１００の動作速度を向上させることには
限界があり、また、ギアのクリアランスやがた等により
カメラ本体１００を正確な方向に素早く移動させて正確
に位置決めすることが難しい問題があった。更に、ギア
を用いた駆動機構ではギアの回転音や噛み合わせの際の
音が発生するので、静音設計することが難しい問題があ
る。

【０００５】本発明の目的は、従来の回転駆動モータや
ギアを用いた駆動機構ではなく、瞬時に移動が可能で角
度調節が正確にできるボイスコイルモータを利用して構
成された雲台と、その雲台を備えてカメラやライト等の
光学機器を瞬時に素早く目的の方向に向けることができ
る光学装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の雲台は前記課題
を解決するために、回動自在に設けられたテーブルと、
該テーブル上にスライド移動自在に設けられたホルダ部
材と、前記テーブル上に前記テーブルと異なる方向に回
動自在に軸支された可動台と、前記テーブルをその周回
りに回動させる第１の駆動部と、前記ホルダ部材をスラ
イド移動させる第２の駆動部と、前記ホルダ部材のスラ
イド移動を前記可動台の回動運動に変換する回動変換手
段とが具備されてなり、前記可動台の回動軸が前記第２
の駆動部の外部に設けられてなることを特徴とする。テ
ーブルが回動することで可動台をテーブルの回動する方
向に向けることができ、テーブルの回動方向とは異なる
方向に可動台が回動することで先と異なる方向に可動台
回動させて向けることができ、可動台を目的の方向に向
けることができる。また、可動台の回動軸が第２の駆動
部の外部に設けられていると、可動台に近い部分に可動
台の回動中心を配置することが可能となり、可動台に装
着される機器に近い部分を回転中心とすることが可能と
なり、可動台に装着される機器の回動半径を小さくでき
るので、小型化できる特徴を有する。

【０００７】本発明の雲台は前記課題を解決するため
に、前記第１の駆動部と第２の駆動部のうち少なくとも
一方をボイスコイルモータとしたことを特徴とする。テ
ーブルを回動させる機構としてボイスコイルモータを用
いると、テーブルを回動させる場合に素早い動作が可能
であり、光学機器を目的の方向に向けることが素早くで
きるとともに、静かな動作音で回動させることができ
る。また、可動台を回動させる機構としてボイスコイル
モータを用いると、可動台を回動させる場合に素早い動
作が可能であり、光学機器を目的の方向に向けることが
素早くできるとともに、静かな動作音で回動させること
ができる。

【０００８】本発明の雲台は前記課題を解決するため
に、前記第１の駆動部を、前記テーブルを回動自在に支
持する支持軸の周囲に設けられた略円環状の複数のヨー
クと、磁石部材と、前記ヨークの１つに沿ってその周方
向に移動自在に支持され前記テーブルに接続されたコイ
ル部材とを具備してなる回動用のボイスコイルモータか
ら構成したことを特徴とする。テーブルを回動させる機
構としてコイル部材を備えたボイスコイルモータを用い
ると、コイル部材につれてテーブルを回動させる場合に
素早い動作が可能であり、光学機器を目的の方向に向け
ることが素早くできるとともに、静かな動作音で回動さ
せることができる。

【０００９】本発明の雲台は前記課題を解決するため
に、前記支持軸の周囲に略円環状の内ヨークと中ヨーク
と外ヨークと複数の磁石部材とを同心円状に配置してな
るヨーク部を設け、前記中ヨークに中ヨークの一部を囲
むように配置されて中ヨークに沿ってその周方向に移動
自在にコイル部材を設けて回動用のボイスコイルモータ
を構成してなる。中ヨークに沿ってその周方向に移動す
るコイル部材がテーブルを回動させるので、ボイスコイ
ルモータを回動用として作動させることができ、移動の
素早い、位置決め精度の高い、ギア音等の騒音のない、
静かな駆動形態を得ることができる。また、コイル部材
は中ヨークに沿って移動自在とされているので、テーブ
ルに人力等により不用意に回転付加が作用してもテーブ
ルは空回りするのみであって、機械的な負荷はかからな
いので、テーブルの回動機構に対する負荷が作用し難
く、故障を生じ難い機構とされている。

【００１０】本発明の雲台は前記課題を解決するため
に、前記第２の駆動部を、前記テーブル上に設けられた
平板型の複数のヨークと、磁石部材と、前記ヨークの１
つに沿ってその長さ方向に往復移動自在にされたコイル
部材とを具備してなる直線駆動用のボイスコイルモータ
とすることができる。

【００１１】本発明の雲台は前記課題を解決するため
に、前記回動変換手段として、前記テーブル上に立設さ
れ弧状のガイド溝と直線状の案内溝が形成されたガイド
盤と、前記ガイド盤の直線状の案内溝に沿って前記テー
ブル上をスライド移動自在に設けられたホルダ部材と、
前記ホルダ部材に押圧されて前記ガイド盤の弧状のガイ
ド溝に沿ってスライド移動自在に設けられた可動台とか
ら構成したものである。ガイド盤の弧状のガイド溝に沿
って可動台が弧状の軌跡で回動するので、可動台に近い
部分に可動台の回動中心を配置することができ、可動台
に装着される機器に近い部分を回転中心とすることが可
能となり、可動台に装着される機器の回動半径を小さく
できるので、小型化できる特徴を有する。また、可動台
の摺動負荷が連続的に変化するので可動台の動作がスム
ーズな作用を奏する。

【００１２】本発明の雲台は前記課題を解決するため
に、前記テーブル上に前記ガイド盤が対向状態で一対立
設され、前記各ガイド盤の対向面の下部側に前記テーブ
ルと平行に直線状の案内溝が形成され、前記各ガイド盤
の対向面に前記案内溝の上方に位置する弧状のガイド溝
がその凸側を前記案内溝側に向けて形成され、前記可動
台の両側に突出形成された支持ピンを前記ガイド溝に挿
入して前記可動台が両ガイド盤により吊り持ち支持され
るとともに、前記案内溝に前記可動台を押圧して可動台
を移動させるホルダ部材が装着されてなることを特徴と
する。一対のガイド盤に挟まれた状態で可動台を配置
し、可動台両側に設けた支持ピンを各ガイド盤のガイド
溝に挿入することで可動台を一対のガイド盤で吊り持ち
することができ、この可動台をボイスコイルモータで移
動させることで、ガイド溝に沿う可動台の移動を確保で
きる。

【００１３】本発明の雲台は前記課題を解決するため
に、前記軸受部が前記ホルダ部材の上部中央に形成され
たスリット部の底部に形成され、該スリット部がその長
さ方向を前記案内溝の長さ方向と直交する方向に向けて
該直交方向への前記案内ピンの移動を許容した状態にさ
れてなることを特徴とする。ガイド盤のガイド溝に沿っ
て支持ピンが移動して可動台が移動する場合、ガイド溝
には案内されていない案内ピンも可動台の移動軌跡に沿
って移動するが、スリット部の長さ方向への案内ピンの
移動はスリット部が許容する。従って、直線駆動用ボイ
スコイルモータのコイル部材の直線移動はホルダ部材を
介して可動台に伝わり、可動台は弧状のガイド溝に沿っ
て弧状の軌跡を描いて移動することができる。これによ
り可動台に備えられる光学機器を弧状の軌跡に沿って確
実に傾斜移動させることができる。

【００１４】本発明の光学装置は、先に説明したいずれ
かの構成の雲台の可動台に光学機器を備えたので、光学
機器を目的の方向に向けることができる。また、その場
合の光学機器の回動の体積をできる限り小さくして装置
の小型化に寄与する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明を更に詳細に説明す
る。図１〜図７は本発明に係る雲台を備えた光学装置の
第１の実施の形態を示すもので、本形態の光学装置Ａ
は、正方形状の板状のベース盤１と、このベース盤１の
上部に設けられた外形円筒状の水平回動用の第１の駆動
部２と、この駆動部２の上に設けられた上下首振り回動
用の第２の駆動部３と、第２の駆動部３により駆動され
る回動変換手段とを具備してなる雲台Ｕと、先の上下首
振り回動用の駆動部３に着脱自在に装着されたカメラ本
体（光学機器）５を具備して構成されている。

【００１６】前記ベース盤１は偏平のボックス型のベー
ス盤本体６と、このベース盤本体６の上面中央部に立設
された筒形の収納部７とを主体として構成され、前記収
納部７の内部には支持軸８が、その下端部８ａを支持部
材（Ｅリング）９によりベース盤本体６の中央部に抜け
止め支持させ、その上端部８ｂを支持部材（スラストプ
レート）９Ａにより収納部７の上端部に抜け止め支持さ
せた状態において前記収納部７の底部側と上部側に収納
された軸受け部材１０、１１を介して軸回りに回転自在
に設けられている。また、前記支持軸８の底部側には水
平回動方向の角度検出のためのロータリーエンコーダ等
の回転検出器１２が、前記ベース盤本体６の内部に収納
される形で設けられ、前記回転検出器１２の下方側には
前記ベース盤本体６に収納される形で回動制御用の電気
回路を搭載した基盤１３が設けられている。

【００１７】前記の構成においては、前記支持軸８の回
動角を計測するロータリーエンコーダ等の回転検出器
（角度センサ）１２からの回転角度検出結果が、制御回
路を搭載した基盤１３の制御回路へのフィードバック情
報として入力され、この情報に基づいて電子制御により
支持軸８の回動角度検出と制御ができるようになってい
る。

【００１８】前記ベース盤本体６の上方であって前記収
納部７の周囲側には、各々鋼板等の強磁性体からなる平
面視略円環状の外ヨーク１５と中ヨーク１６と内ヨーク
１７が略同心円状に配置されている。より詳細には、各
ヨーク１５、１６、１７は３６０度全円周を占める完全
な円環状ではなく、円周角３００度程度とされた略円環
状（平面視Ｃ字状）とされている（図３、図７、図１０
〜図１２参照）。そして、ヨーク１５、１７の周方向一
端部側には折曲部１５ａ、１７ａが形成されていて、外
ヨーク１５の折曲部１５ａと内ヨーク１７の折曲部１７
ａをそれらの間に位置するヨーク１６の端部１６ａに重
ねてこれらを貫通する連結ボルト（連結部材）２０（図
７参照）により外ヨーク１５の折曲部１５ａと中ヨーク
１６の端部１６ａと内ヨーク１７の折曲部１７ａが連結
一体化されている。前記ヨーク１５、１６、１７の周方
向他端部側には、角筒形のスペーサ２１がヨーク１５、
１６の端部１５ｂ、１６ｂ間に介挿される（図７参照）
とともに、角筒形のスペーサ２２がヨーク１６、１７の
端部１６ｂ、１７ｂ間に介挿され、外ヨーク１５の端部
１５ｂと、スペーサ２１と、中ヨーク１６の端部１６ｂ
と、スペーサ２２と、ヨーク１７の端部１７ｂとを重ね
た状態でこれらを貫通する連結ボルト（連結部材）２３
（図７参照）によりこれらが一体化され、以上の構成に
よりヨーク１５、１６、１７が略同心円状に一体化され
ている。

【００１９】次に、前記外ヨーク１５の内側面側には外
ヨーク１５の内側面に当接する略円環状（腕輪状）の外
部側磁石部材２４が中ヨーク１６との間に間隙をあけて
設置され、前記内ヨーク１７の外側面側には内ヨーク１
７の外側面に当接する略円環状（腕輪状）の内部側磁石
部材２５が中ヨーク１６との間に間隙をあけて設置され
ている。図１０と図１１に内ヨーク１７の外形を示し、
図１２に中ヨーク１６の外形を示すが、内ヨーク１７の
周方向各端部側の上下部分側には先の連結ボルト２０、
２３を螺合するためのネジ付きの孔部１７ａ、１７ｂが
形成され、中ヨーク１６の周方向端部上下部分側には先
の連結ボルト２０、２３を挿通するための穴部１６ａ、
１６ｂが形成されている。

【００２０】そして、外部側磁石部材２４の一部と内部
側磁石部材２５の一部との間の間隙に位置するように縦
長のコイル部材２６（図３〜図７参照）が設けられてい
る。このコイル部材２６は図７に示す偏平縦長型のボビ
ン２７に巻線を施して構成されたコイル２８を２つ並列
接続して構成されたもので、並列された個々のコイル２
８に形成されている偏平型の空間部２８ａに前記中ヨー
ク１６を挿通し、中ヨーク１６の一部分を部分的にコイ
ル２８，２８で取り囲むようにした状態で中ヨーク１６
に沿ってその周方向に移動自在に中ヨーク１６に装着さ
れている。即ち、対になっているコイル２８，２８は中
ヨーク１６に沿ってその周方向に一体化された状態で移
動自在とされている。また、これらのコイル部材２６は
外部側磁石部材２４及び外ヨーク１５と内部側磁石部材
２５及び内ヨーク１７との間に位置されているので、こ
れらのコイル２８、２８に電流を流して磁界を発生させ
ることによりコイル部材２６自身が中ヨーク１６に沿っ
てその周方向に移動する形式の水平回動用のボイスコイ
ルモータＶＣＭ２９が構成されている。

【００２１】前記支持軸８はその上端部を先の外ヨーク
１５の上端よりも若干上方に突出させて回転自在に支持
されており、該上端部には円盤状のテーブル３０が取り
付けられ、このテーブル３０は支持軸８の軸回りに回転
自在に支持されている。このテーブル３０の外形を図１
３〜図１５に示すが、テーブル３０の外周部には１１０
゜間隔で凹部３１、３１が形成され、これら凹部３１、
３１間に位置する部分の裏面側に先のコイル２８、２８
の端部の幅と奥行きに相当する凹溝３２が形成されてい
て、この凹溝３２の部分に先のコイル２８、２８の上端
部が挿入されて接着等の固定手段により固定され、該テ
ーブル３０は先のコイル２８、２８とともに中ヨーク１
６の周方向に回動自在、即ち、テーブル３０の周方向に
回動自在とされている。

【００２２】なお、先に説明した如く中ヨーク１６の周
方向両端部に連結ボルト２０、２３が挿通され、内ヨー
ク１７と外ヨーク１５の各端部が重ねられているので、
コイル部材２６の回動可能な角度は３６０゜よりも小さ
い角度とされる。より具体的には、コイル部材２６は外
ヨーク１５の端部１５ａ側においては外ヨーク１５の端
部１５ａの折曲部分に当接するまで中ヨーク１６に沿っ
て回動自在とされており、外ヨーク１５の端部１５ｂ側
においてはスペーサ２１に当接するまで中ヨーク１６に
沿って回動自在とされている。従ってコイル部材２６と
ともに回動されるテーブル３０はその周回りに約１９０
°程度往復回動自在とされている。

【００２３】前記テーブル３０の上面には起立された状
態のガイド盤３５、３５が平行に対向された状態で複数
のボルト３６により固定されている。図１６〜図１８に
ガイド盤３５の外形を示すが、これらのガイド盤３５は
テーブル３０の上面に当接される平面視円弧状の底板３
７と、この底板３７に対して直角に延設された支持板３
８とからなり、先の底板３７の中央部を貫通してテーブ
ル３０のネジ孔３０ａに螺入されたボルト３６によりガ
イド盤３５がテーブル３０上に起立状態で固定されてい
る。前記支持板３８、３８の各上端部には円弧状の凹曲
面４０が形成されているとともに、支持板３８、３８の
凹曲面４０よりも若干下側には円弧状のガイド溝４１が
凹曲面４０に平行に形成され、更に支持板３８の互いに
対向する側の面の下部側にはテーブル上面と平行な直線
状の案内溝４２が形成されている。先に説明したように
ガイド盤３５、３５がテーブル３０の上面に固定されて
支持板３８、３８が平行に対向された状態において前記
ガイド溝４１、４１は互いに同じ高さで平行に対向さ
れ、前記案内溝４２、４２も互いに同じ高さで平行に対
向されている。また、先の一方のガイド盤３５の外側面
には、軸受部４５を中央上部に有する長方形状のリニア
ポテンショメータ（位置センサ）４６がその軸受部４５
を先の凹曲面４０の中央底部側の外部近傍に位置させて
取り付けられている。

【００２４】次に、各ガイド盤３５の内側面側には、図
１９〜図２１に示すホルダ部材（移動コイルホルダ）５
０が装着されている。このホルダ部材５０は図１９と図
２１に示すように板状の底部５１とその上部に延設され
た側面視略台形板状の支持部５２とからなり、底部５１
の一面側にはその両端部に位置する２本の案内突起５３
が突出形成され、反対側には支持凹部５５が形成されて
いる。また、前記支持部５２の上部中央には支持部５２
の２／３程度を占める深さのスリット部５４が形成さ
れ、スリット部５４の底部が丸穴型の軸受部５６にされ
ているとともに、前記支持部５２の上部側にはスリット
部５４を挟むように傾斜面（案内部）５２ａ、５２ａが
形成されて支持部５２の上部側が先窄まり状の先端部５
２Ａとされている。これらの各移動コイルホルダ５０は
各案内突起５３を先に説明したガイド盤３５の下部側の
直線状の案内溝４２に挿入し、各支持凹部５５をテーブ
ル３０の中央部側に向けてガイド盤３５に添わせられて
いる。そして、左右のガイド盤３５、３５の内側にそれ
ぞれ位置するホルダ部材５０、５０の間に、以下に説明
する上部ヨーク６０と中央部ヨーク６１と下部ヨーク６
２とコイル部材６３とを具備してなる直線（往復）移動
用のボイスコイルモータ（ＶＣＭ）６５が設けられてい
る。

【００２５】前記上部ヨーク６０は先のホルダ部材５
０、５０間の間隙よりも若干幅狭の長方形状の鋼板等の
強磁性体からなり、中央部ヨーク６１は上部ヨーク６０
と同幅の長方形状の鋼板等の強磁性体からなり、下部ヨ
ーク６２も同様に上部ヨーク６０と同幅の長方形状の鋼
板等の強磁性体からなり、上部ヨーク６０と下部ヨーク
６２の各の長さ方向両端部側に形成された折曲部６０
ａ、６２ａを互いに対向させてそれらの間に中央部ヨー
ク６１の端部を挟み付け、これらの折曲部６０ａ、６２
ａとそれらに挟まれた中央部ヨーク６１の端部を貫通し
た連結ボルト（連結具）６６により一体化され、更に下
部ヨーク６２がテーブル３０の中央部にボルト止めされ
てテーブル３０上に固定されている。また、上部ヨーク
６０の下面側には板状の上部側磁石部材５８が当接固定
され、下部ヨーク６２の上面側には板状の下部側磁石部
材５９が当接固定されている。そして、先の中央部ヨー
ク６１には中央部ヨーク６１の幅方向に位置して中央部
ヨーク６１の一部分を取り囲む形状の偏平型のコイル部
材６３が挿通され、このコイル部材６３が上部側磁石部
材５８と下部側磁石部材５９との間に位置して中央部ヨ
ーク６１の長さ方向に往復移動自在に設けられている。
このコイル部材６３は偏平型の中空ボビンに巻線を施し
て構成された中空のものである。

【００２６】更に前記コイル部材６３は中央部ヨーク６
１の幅方向に沿うように配置され、コイル部材６３の長
さ方向両端部は中央部ヨーク６１の幅方向両端部外側に
若干突出されており、その突出された両側を先に説明し
たホルダ部材５０、５０の支持凹部５５により挟まれて
支持されていて、コイル部材６３が中央部ヨーク６１の
長さ方向に移動した場合に先のホルダ部材５０、５０も
コイル部材６３とともに移動されるようになっている。
なおここで、ホルダ部材５０、５０はそれらに形成され
た案内突起５３、５３をガイド盤３５、３５の直線状の
案内溝４２に挿入した状態で案内溝４２に沿って円滑に
移動できるように構成されている。

【００２７】次に、先のホルダ部材５０、５０の上部側
の間には、図２２〜図２４に外形を示す可動台７０が介
挿されている。この可動台７０は、長方形状の板材をそ
の幅方向中央側を起点として幅方向両側部分どうしが互
いに接近するように湾曲させた形状の湾曲板状の基部プ
レート７１と、この基部プレート７１の上面幅方向中央
側に垂直に立設された支持プレート７２とからなる側面
略逆Ｔ字型に形成されている。

【００２８】前記基部プレート７１の幅方向一側の両端
部には、基部プレート７１の長さ方向に沿うように支持
ピン７３、７３が突出形成され、可動台７０の幅方向他
側の両端部にも基部プレート７１の長さ方向に沿うよう
に支持ピン７４、７４が突出形成されている。即ち、基
部プレート７１の４隅部分に個々に支持ピン７３あるい
は支持ピン７４が合計４本突出形成されている。更に、
基部プレート７１の幅方向中央部側の両端部側には、支
持プレート７２の両端側にそれぞれ突出するように案内
ピン７５、７５が形成されている。これらの案内ピン７
５、７５は先の支持ピン７４、７４よりも若干短く形成
されている。更に、支持プレート７２の上部側の一側に
は先の支持ピン７３、７４と平行に支持ピン７６が突出
され、この支持ピン７６は先の支持ピン７３、７４より
も長く形成されている。従って図２４に示すように基部
プレート７１の一側から可動台７０を見た場合、可動台
７０の底部側において左側から順に支持ピン７４、案内
ピン７５、支持ピン７３の順で各ピンが配置され、中央
の案内ピン７５の上方側に支持ピン７６が配置されてい
る。

【００２９】以上の如く構成された可動台７０は、可動
台７０に形成されている最も長い支持ピン７６を先に説
明した一方のガイド盤３５の外側面に配置されたリニア
ポテンショメータ４６の軸受部４５に軸支させ、可動台
７０の一側の支持ピン７３、７４の間に先に説明した一
方のホルダ部材５０の先端部５２Ａを挿入し、基部プレ
ート７１の他側の支持ピン７３、７４の間に先に説明し
た他方のホルダ部材５０の先端部５２Ａを挿入し、先の
支持ピン７３、７４を先に説明した一側のガイド盤３５
の円弧状のガイド溝４１に挿入し、他側の支持ピン７
３、７４を先に説明した他側のガイド盤３５の円弧状の
ガイド溝４１に挿入し、可動台７０の一側の案内ピン７
５を先の一側のホルダ部材５０のスリット部５４に挿入
し、他側の案内ピン７５を先の他側のホルダ部材５０の
スリット部５４に挿入した状態でガイド盤３５、３５の
間に吊り持ち支持されている。なお、前記案内ピン７５
をホルダ部材５０の軸受部５６に挿入させて支持ピン７
３、７４の間にホルダ部材５０の先端部５２Ａ、５２Ａ
を挿入した状態においてホルダ部材５０の傾斜面５２
ａ、５２ａはそれぞれ支持ピン７３、７４と若干の間隙
をあけて配置されている。（図４あるいは図５参照）

【００３０】以上の構成により、先に説明したホルダ部
材５０が直線状の案内溝４２に沿って往復移動すると、
ホルダ部材５０のスリット部５４の内壁が案内ピン７５
を押圧して連動させるので、可動台７０は支持ピン７
３、７３、７４、７４を円弧状のガイド溝４１に添わせ
た状態で弧状の軌跡を描いて揺動することができるよう
に構成され、ガイド盤３５、３５とホルダ部材５０、５
０と可動台７０により回動変換手段が構成される。即
ち、案内ピン７５をホルダ部材５０が連動させて移動さ
せるように構成されている。即ち、先の上部ヨーク６０
と中央部ヨーク６１と下部ヨーク６２と上部側磁石部材
５８と下部側磁石部材５９とコイル部材６３とにより直
線駆動用のボイスコイルモータ６５が構成され、このボ
イスコイルモータ６５により可動台７０の上下首振り回
動ができるように構成されている。

【００３１】また、前記リニアポテンショメータ（位置
センサ）４６は先のボイスコイルモータ６５のコイル部
材６３の位置を検出し、可動台７０の回動角度を判別す
るために設けられている。前記の構成において、直線駆
動用のボイスコイルモータ６５のコイル６３の位置を検
出するリニアポテンショメータ４６は、このリニアポテ
ンショメータ４６による位置検出結果が制御回路を搭載
した先の基盤１３の制御回路へのフィードバック情報と
して入力され、このフィードバック情報に基づいて電子
制御により可動台７０の上下首振り回動角度の検出と制
御ができるようにされている。

【００３２】前記可動台７０の支持プレート７２には取
付プレート８０が前記支持プレート７２と取付プレート
８０を貫通したボルトにより着脱自在に固定されてお
り、この取付プレート８０に小型ＣＣＤカメラ等のカメ
ラ本体（光学機器）５が固定されている。このカメラ本
体５は箱型の本体部５Ａの中央部に胴鏡筒部５Ｂを備え
てなり、胴鏡筒部５Ｂの内部側にレンズ部５Ｃを備えた
ものである。

【００３３】また、先に説明したベース盤１に収納され
ている制御回路を搭載した基盤１３の制御回路が図示略
の可撓性配線を介して第１の駆動部２のボイスコイルモ
ータ２９のコイル２８に接続され、基盤１３の制御回路
からコイル２８に必要な電流を流すことでコイル２８を
中ヨーク１６に沿って目的の位置まで回動させることが
できるとともに、制御回路を搭載した基盤１３の制御回
路が図示略の可撓性配線を介して第２の駆動部３のボイ
スコイルモータ６５のコイル部材６３に接続され、基盤
１３の制御回路からコイル部材６３のコイルに所望の電
流を流すことでコイル部材６３を中央部ヨーク６１に沿
って目的の位置まで直線往復移動させることができるよ
うに構成されている。

【００３４】次に以上の如く構成された光学装置Ａの動
作について説明する。光学装置Ａに備えられたカメラ本
体５を用いて撮影する場合、カメラ本体５の向きを上下
左右に変更することができる。まず、水平に設置した光
学装置Ａにおいてカメラ本体５の向きを左右水平方向に
回動させるには、基盤１３から水平回動用のボイスコイ
ルモータ２９のコイル２８、２８に所定の電流を流す。
ボイスコイルモータ２９ではコイル２８、２８への電流
の印加状態に応じてコイル２８、２８が高速応答して中
ヨーク１６に沿ってその周方向に移動し、コイル２８、
２８の移動とともにテーブル３０が必要角度回動するの
で、カメラ本体５を水平方向の所望の向きに素早く水平
回動させることができる。即ち、ボイスコイルモータ２
９では、コイル２８、２８を流れる電流の方向及び電流
量に対応して磁石２４、２５とコイル２８、２８との相
対的な回動方向及び回動量を変化させることができる。

【００３５】また、先のボイスコイルモータ２９のコイ
ル部材２６は中ヨーク１６に沿って自由に移動できる状
態とされているので、仮に使用者がテーブル３０に手動
により回転力を加えてテーブル３０を回転させようとし
ても、テーブル３０はコイル部材２６が回動できる範囲
内では自由に動くことができる。従って使用者がテーブ
ル３０に不意に力を負荷しても、ボイスコイルモータ２
９の機構部分には一切負荷が作用しない。よってテーブ
ル３０を手動で回動させてもボイスコイルモータ２９に
負荷や損傷を与えることが無い。これに対して従来の如
くギアやモータを用いた回転駆動機構を備えた装置では
使用者が回転駆動機構部分に不意に負荷を作用させると
ギアやモータを損傷させるおそれがあったが、この形態
の構造においては回動部分を損傷させるおそれを有しな
い。

【００３６】次に、カメラ本体５の向きを上下方向に首
振り回動させるには、基盤１３から上下首振り用の第２
の駆動部３のボイスコイルモータ６５のコイル６３に電
流を流す。するとコイル６３は中央部ヨーク６１に沿っ
てその長手方向に移動するので、ホルダ部材５０、５０
が案内溝４２、４２に沿って水平移動し、ホルダ部材５
０、５０のスリット部５４の内壁で可動台７０の案内ピ
ン７５、７５を押して可動台７０を円弧状のガイド溝４
１に添わせて移動させ、上下方向に可動台７０を首振り
傾斜させることができるので、カメラ本体５を上下方向
に首振り回動させることができる。

【００３７】このカメラ本体５の上下回動時にカメラ本
体５を支持している可動台７０は弧状のガイド溝４１に
沿って弧状の軌跡で移動するので、回動中心を第２の駆
動部の外側、例えば、光学機器５のレンズ部５ｃから近
い距離に位置する（具体的に図４では弧状のガイド溝４
１の仮想中心位置はカメラ本体５の本体部５Ａの中心部
の取付プレート８０側の位置Ｑとなる）ので、カメラ本
体５を図４において上下回動させる場合、このＱ点を中
心にカメラ本体５が上下することとなる結果、カメラ本
体５が回動時に占める空間は小さくなる。即ち、例えば
カメラ本体５が単なる１本の回転軸により支持されてい
る場合は、その軸を中心に回動されることとなるが、そ
の場合はその軸が取付プレート８０の底部側となるの
で、取付プレート８０の底部側を中心に回動することと
なり、回動時に占有する空間は先の場合よりも大きくな
る。従って弧状のガイド溝４１に沿って移動する可動台
７０を設けた構成の方がカメラ本体５の回動占有空間が
小さくなり、最小の容積で光学機器５の回動が可能とな
り、結果的には雲台の小型化に寄与する。

【００３８】また、先のボイスコイルモータ６５のコイ
ル６３は中央部ヨーク６１に沿って自由に移動できる状
態とされているので、使用者がカメラ本体５に上下方向
に不意に負荷をかけた場合でも可動台７０とホルダ部材
５０、５０とコイル部材６３が自由に移動できるので、
ボイスコイルモータ６５の機構部分には一切負荷が作用
しない。よってカメラ本体５を手動で回動させてもボイ
スコイルモータ６５の機構部分に負荷や損傷を与えるこ
とが無い。これに対して従来の如くギアやモータを用い
た回転駆動機構を備えた構成では使用者が回転駆動機構
部分に力を作用させるとギアやモータを損傷させるおそ
れがあったが、前述の構造においては機構部分に負荷を
かけることも損傷させるおそれも有しない。

【００３９】次に、カメラ本体５を左右回動及び上下首
振り回動させる駆動部分がいずれもボイスコイルモータ
２９、６５であることから、ボイスコイルモータ２９、
６５が本来有する作動音が小さいという特徴を有し、動
作も機敏で早く、位置決め精度も高いという特徴を有す
る。更に本実施形態の光学装置Ａには、前記テーブル３
０の回動角を計測するロータリーエンコーダ等の回転検
出器（角度センサ）１２が設けられているので、回転検
出器１２からの回転角度検出結果を基盤１３の制御回路
へのフィードバック情報として入力することができ、こ
の情報に基づいて電子制御によりテーブル３０の回動角
度制御ができる。また、直線駆動用ボイスコイルモータ
６５のコイル６３の位置検出を行って検出結果を基盤１
３の制御回路へのフィードバック情報として入力するこ
とができ、この情報に基づいて電子制御により可動台７
０の回動角度制御、換言すると光学機器５の上下首振り
回動角度調節ができる。

【００４０】なお、本実施の形態では光学機器５として
ＣＣＤカメラなどのカメラ本体５を装着したが、他の光
学機器を用いても同様の水平回動と首振り効果が得られ
ることはいうまでもない。例えば光学機器５として、レ
ーザ発光機器を装着すれば、小型でかつ高速スキャニン
グが可能なレーザ投射機が得られる。更には、照明機
器、光ファイバ、鏡、ハーフミラー等を光学機器５とし
て備えても良いのは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、第１の駆
動部によりテーブルを回動させることで光学機器をテー
ブルの回動する方向に向けることができ、第２の駆動部
により可動台を回動させることで光学機器を先と異なる
方向に回動させることができ、光学機器を目的の方向に
向けることができる。更に、回動用のボイスコイルモー
タを備えるならば、テーブルを回動させる場合に素早い
動作が可能であり、光学機器を目的の方向に向けること
が素早くできるとともに、静かな動作音で光学機器を回
動させることができる。また、光学機器を具備させる可
動台を上下回動させる機構として直線駆動用のボイスコ
イルモータを用いると、可動台を移動させる場合に素早
い動作が可能であり、静かな動作音で素早く正確な位置
決め精度で光学機器を移動し得る効果を得ることができ
る。また、弧状のガイド溝に沿って可動台が移動する場
合、可動台に備えた光学機器はガイド溝に沿って円弧状
の軌跡を移動することができるので、回動中心を外側に
設定することができるので、最小の占有容積でもって光
学機器の回動が可能となる。

【００４２】本発明は、中ヨークに沿ってその周方向に
移動するコイル部材がテーブルを回動させるので、ボイ
スコイルモータを回動用として作動させることができ、
移動の素早い、位置決め精度の高い、ギア音等の騒音の
ない、静かな駆動形態を得ることができる。また、コイ
ル部材は中ヨークに沿って移動自在とされているので、
テーブルに人力等により不用意に回転負荷が作用しても
テーブルは空回りするのみであって、機械的な負荷がか
からないので、テーブルの回動機構に対する負荷が作用
し難く、故障が生じ難い。

【００４３】本発明は、一対のガイド盤に挟まれた状態
で可動台を配置し、可動台両側に設けた支持ピンを両ガ
イド盤のガイド溝に挿入することで可動台を一対のガイ
ド盤で吊り持ちすることができ、この可動台をボイスコ
イルモータで移動させることで、ガイド溝に沿う可動台
の移動ができる。更に、ガイド盤の直線状の案内溝に沿
って移動されるホルダ部材により可動台を押圧移動させ
るならば、両ガイド盤に吊り持ちされた状態の可動台を
ホルダ部材により確実に押圧して移動させることがで
き、これに伴って可動台をガイド盤の弧状のガイド溝に
沿って確実に移動させることができ、光学機器を任意の
角度に正確に速く傾斜させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明に係る光学装置の第１の実施の
形態を示す斜視図である。

【図２】 図２は第１の実施の形態の光学装置の部分透
視図である。

【図３】 図３は第１の実施の形態の光学装置の一部を
断面とし、一部を透視状態とした正面図である。

【図４】 図４は第１の実施の形態の光学装置の一部を
断面とし、一部を透視した右側面図である。

【図５】 図５は第１の実施の形態の光学装置の一部を
断面とし、一部を透視した左側面図である。

【図６】 図６は第１の実施の形態の光学装置の一部を
断面とし、一部を透視した背面図である。

【図７】 図７は第１の実施の形態の光学装置の一部を
透視した平面図である。

【図８】 図８は同光学装置のベース盤を示す平面図で
ある。

【図９】 図９は同光学装置のベース盤を示す側面図で
ある。

【図１０】 図１０は同光学装置の内ヨークの側面図で
ある。

【図１１】 図１１は同光学装置の内ヨークの平面図で
ある。

【図１２】 図１２は同光学装置の中ヨークの側面図で
ある。

【図１３】 図１３は同光学装置のテーブルを示す平面
図である。

【図１４】 図１４は同光学装置のテーブルを示す正面
図である。

【図１５】 図１５は同光学装置のテーブルを示す断面
図である。

【図１６】 図１６は同光学装置のガイド盤を示す右側
面図である。

【図１７】 図１７は同光学装置のガイド盤を示す左側
面図である。

【図１８】 図１８は同光学装置のガイド盤を示す平面
図である。

【図１９】 図１９は同光学装置のホルダ部材を示す側
面図である。

【図２０】 図２０は同光学装置のホルダ部材を示す平
面図である。

【図２１】 図２１は同光学装置のホルダ部材を示す正
面図である。

【図２２】 図２２は同光学装置の可動台を示す平面図
である。

【図２３】 図２３は同光学装置の可動台を示す正面図
である。

【図２４】 図２４は同光学装置の可動台を示す側面図
である。

【図２５】 図２５は従来のカメラ台の一例を示す斜視
図である。

【図２６】 図２６は従来のカメラ台の一例を示す分解
斜視図である。

【符号の説明】

１…ベース盤、２…第１の駆動部、３…第２の駆動部、
８…支持軸、５…カメラ本体（光学機器）、１５…外ヨ
ーク、１６…中ヨーク、１７…内ヨーク、２４…外部側
磁石部材、２５…内部側磁石部材、２６…コイル部材、
２９…回動用のボイスコイルモータ、３０…テーブル、
３５…ガイド盤、４１…ガイド溝、４２…案内溝、５０
…ホルダ部材、５２Ａ…先端部、５３…突起部、５４…
スリット部、５５…保持凹部、５６…軸受部、５８…上
部磁石部材、５９…下部磁石部材、６０…上部ヨーク、
６１…中央部ヨーク、６２…下部ヨーク、６３…コイル
部材、６５…直線駆動用のボイスコイルモータ、７０…
可動台、７３、７４…支持ピン、７５…案内ピン。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回動自在に設けられたテーブルと、該テ
   ーブル上にスライド移動自在に設けられたホルダ部材
   と、前記テーブル上に前記テーブルと異なる方向に回動
   自在に軸支された可動台と、前記テーブルをその周回り
   に回動させる第１の駆動部と、前記ホルダ部材をスライ
   ド移動させる第２の駆動部と、前記ホルダ部材のスライ
   ド移動を前記可動台の回動運動に変換する回動変換手段
   とが具備されてなり、前記可動台の回動軸が前記第２の
   駆動部の外部に設けられてなることを特徴とする雲台。
2. 【請求項２】 前記第１の駆動部と第２の駆動部のう
   ち、少なくとも一方がボイスコイルモータからなること
   を特徴とする請求項１に記載の雲台。
3. 【請求項３】 前記第１の駆動部が、前記テーブルを回
   動自在に支持する支持軸の周囲に設けられた略円環状の
   複数のヨークと、磁石部材と、前記ヨークの１つに沿っ
   てその周方向に移動自在に支持され前記テーブルに接続
   されたコイル部材とを具備してなる回動用のボイスコイ
   ルモータからなることを特徴とする請求項１に記載の雲
   台。
4. 【請求項４】 前記支持軸の周囲に略円環状の内ヨーク
   と中ヨークと外ヨークと複数の磁石部材とを同心円状に
   配置してなるヨーク部が設けられ、前記中ヨークに中ヨ
   ークの一部を囲むように配置されて中ヨークに沿ってそ
   の周方向に移動自在にコイル部材が設けられて回動用の
   ボイスコイルモータが構成されてなることを特徴とする
   請求項３に記載の雲台。
5. 【請求項５】 前記第２の駆動部が、前記テーブル上に
   設けられた平板型の複数のヨークと、磁石部材と、前記
   ヨークの１つに沿ってその長さ方向に往復移動自在にさ
   れたコイル部材とを具備してなる直線駆動用のボイスコ
   イルモータからなることを特徴とする請求項１、３また
   は４のいずれかに記載の雲台。
6. 【請求項６】 前記回動変換手段が、前記テーブル上に
   立設され弧状のガイド溝と直線状の案内溝が形成された
   ガイド盤と、前記ガイド盤の直線状の案内溝に沿って前
   記テーブル上をスライド移動自在に設けられたホルダ部
   材と、前記ホルダ部材に押圧されて前記ガイド盤の弧状
   のガイド溝に沿ってスライド移動自在に設けられた可動
   台とを具備して構成されたことを特徴とする請求項１、
   ３、４または５のいずれかに記載の雲台。
7. 【請求項７】 前記テーブル上に前記ガイド盤が対向状
   態で一対立設され、前記各ガイド盤の対向面の下部側に
   前記テーブルと平行に直線状の案内溝が形成され、前記
   各ガイド盤の対向面に前記案内溝の上方に位置する弧状
   のガイド溝がその凸側を前記案内溝側に向けて形成さ
   れ、前記可動台の両側に突出形成された支持ピンを前記
   ガイド溝に挿入して前記可動台が両ガイド盤により吊り
   持ち支持されるとともに、前記案内溝に前記可動台を押
   圧して可動台を移動させるホルダ部材が装着されてなる
   ことを特徴とする請求項６に記載の雲台。
8. 【請求項８】 前記可動台の両側に該可動台の両側に位
   置するガイド盤の各ガイド溝に挿入されて案内される２
   本の支持ピンが各々形成され、これら２本の支持ピンの
   間に前記支持ピンよりも短く前記ガイド溝に案内されな
   い案内ピンが設けられ、前記ホルダ部材に前記案内ピン
   を受けてホルダ部材に対して可動台を連動させるための
   軸受部が形成されてなることを特徴とする請求項７に記
   載の雲台。
9. 【請求項９】 前記軸受部が前記ホルダ部材の上部中央
   に形成されたスリット部の底部に形成され、該スリット
   部がその長さ方向を前記案内溝の長さ方向と直交する方
   向に向けて該直交方向への前記案内ピンの移動を許容し
   た状態にされてなることを特徴とする請求項８に記載の
   雲台。
10. 【請求項１０】 前記第１の駆動部と前記第２の駆動部
    の少なくとも一方に前記可動台の位置を検出する手段が
    付設されてなることを特徴とする請求項１〜９のいずれ
    かに記載の雲台。
11. 【請求項１１】 前記第１の駆動部と前記第２の駆動部
    を電気的に駆動する回路が設けられてなることを特徴と
    する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の雲台。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれかに記載の雲
    台を備え、該雲台の可動台に光学機器が装着されてなる
    ことを特徴とする光学装置。