JP2005006281A - 回転台駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 可動台の姿勢を予め設定された向きに復帰させることができる回転台駆動装置を提供する。
【解決手段】 外側可動台４が回動軸２ａ１，２ｂ１に回動自在に支持され、内側可動台５が外側可動台４に設けられた回動軸４ａ，４ｂに回動自在に支持されている。内側可動台５は、連結プレート３０がＸ方向へ直線移動させられると回動軸４ａ，４ｂを支点として回動させられる。外側可動台４は、連結プレート４０がＹ方向へ直線移動させられると、内側可動台５と一緒に回動軸２ａ１，２ｂ１を支点として連結プレート４０に形成されたラック４０ｃ１と外側可動台４に形成された部分歯車６ｂとの噛み合い動作に基づいて回動させられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば固定カメラの向きを多方向に設定できる回転台駆動装置に係り、特にカメラを予め決められた設定位置に復帰させることができる回転台駆動装置に関する。

下記特許文献１には、従来の回転台駆動装置が設けられた固定式のカメラが記載されている。このカメラは防犯カメラ装置であり、カメラが第１の支持枠に固定され、前記第１の支持枠が第２の支持枠に回動自在に支持されて、さらに前記第２の支持枠がベース上に固定された支持片に回動自在に支持されている。前記第１の支持枠と第２の支持枠は、互いに直交する向きに回動軸が設けられて前記カメラが回動自在に支持されている。
特開２００１−９４８３８号公報

上記特許文献１に示すものは、カメラの撮影方向を調節した後にカメラ全体を覆うカバー部材を取り付けて所定の位置へ固定するものである。しかし、この種のものではカメラの撮影方向を手動で調節する必要があり、取扱いが不便である。

また、カメラの撮影方向を遠隔操作できる機構が設けられたものでは、その駆動源として回転モータが搭載されて、回転モータと、カメラを支持する回転台とを歯車を介して連結する必要がある。しかし、このように回転モータと歯車とで動力を伝達するものでは、撮影方向を所望の方向へ動作させる際にその動作がぎくしゃくする問題がある。

また、２つの可動台を設けて互いに直交する２つの回動軸を設けて撮影方向を例えば上下左右に３次元的に設定できる機構を設けたものでは、動作の制御方法によっては回路負荷が大きくなり過ぎて故障の原因となる。

さらに、このような可動台では、２つ回動軸を中心に２つの可動台がそれぞれ独立して回転することが可能であるため、常に不安定な状態にある。よって、このような不安定な可動台では、可動台にカメラ部材を確実に固定する作業が困難になりやすい。しかもネジ締め時の締め付けトルクの調整が難しく、大きな力でねじを締め付けると、２つの可動台を連結する回動軸が外れてしまうという問題もあった。

また、外力などが作用して可動台の回転角が最大許容角度を超えると、可動台と可動台を駆動する部材との連結が外れることにより、回転台駆動装置の制御が不能になるという問題もある。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、可動台を電動で動作させることができるものにおいて、可動台を予め設定された方向へ直ちにしかも効率的に復帰させることができる回転台駆動装置を提供することを目的とする。

また、本発明は組立て作業、特にカメラ部材の可動台への取付け作業を確実に行えるようにした回転台駆動装置を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、可動台が安定して駆動されるとともに、外力などが作用しても可動台と可動台を駆動する部材との連結が外れるのを防止できるようにした回転台駆動装置を提供することを目的とする。

本発明は、直交する２つの軸に対して回動自在に支持された可動台と、前記可動台を一方の軸回りに回動させる駆動力を発生させる第１の駆動手段と、他方の軸回りに回動させる駆動力を発生させる第２の駆動手段とを有し、前記第１の駆動手段と第２の駆動手段には、それぞれ直線的に連続動作可能な可動子が設けられており、
前記各可動子の直線動作を前記可動台の回転動作に変換する切換え手段と、前記各可動子の位置を検出する位置検出手段と、前記各位置検出手段の出力値に基づいて前記可動台の傾きを調節する制御手段と、が設けられていることを特徴とするものである。

例えば、前記可動台は、支持対象物が載せられて前記第１の駆動手段によって回動させられる内側可動台と、前記内側可動台を回動自在に支持して前記第２の駆動手段によって駆動させられる外側可動台を有している。

また、前記第１の駆動手段に設けられた切換え手段は、前記内側可動台に設けられた摺動部と、前記可動子とともに動作させられる第１の連結板で構成され、前記第１の連結板には、前記摺動部が係合する案内規制部が設けられ、前記第２の駆動手段が駆動させられたときのみ前記案内規制部に案内されて前記外側可動台と内側可動台がともに動作させられ、前記第１の駆動手段が駆動させられたときには前記内側可動台のみが動作させられる構成にできる。

また、前記第２の駆動手段に設けられた切換え手段は、前記外側可動台に設けられて前記外側可動台の回動中心を円弧中心として形成された部分歯車と、この部分歯車と噛み合って前記第２の駆動手段に設けられた可動子と一緒に動作させられるラックで構成することができる。

上記本発明の回転台駆動装置では、可動台を任意の向きに手動で変えることができる。また、多くの歯車を組み合わせて減速歯車を構成する必要がないため構造を簡略化できる。

また、前記可動台を所定の姿勢に復帰させる既設定位置データを保持可能な記憶部が設けられ、前記既設定位置データは任意に設定可能であり、前記制御手段では、電源がオンに設定されたときまたは前記既設定位置データを読み込む指示がなされたときに、前記可動台の現在位置データと、前記記憶部に記憶された前記既設定位置データとを比較して、前記第１の駆動手段と第２の駆動手段を駆動して前記可動台を現在位置データに基づく現在位置から前記既設定位置データに基づく設定位置への駆動軌道を生成する構成にすることが好ましい。

例えば、前記駆動軌道は、前記第１の駆動手段と第２の駆動手段が同時に駆動させられて前記設定位置へ移動する軌道である。

また、前記駆動軌道は、第１の駆動手段と第２の駆動手段が交互に駆動させられて前記設定位置へ移動させられる軌道であってもよい。これにより、第１の駆動手段と第２の駆動手段を同時に駆動させるよりも回路負担を軽減できる。

また、前記駆動軌道は、前記設定位置へ滑らかな曲線状に軌道生成されることが好ましい。

また、前記駆動軌道は、消費電力または消費電流の限界値に基づいて軌道生成される軌道であってもよい。

また、前記制御手段では、軌道生成された軌道位置と、現実の位置との差を検出値として演算して、前記検出値が一定値を超えたときに前記第１の駆動手段と第２の駆動手段の通電を遮断する構成にしてもよい。この場合において、通電を遮断した後も前記位置データを検出して、通電が再開されたときに、通電停止後の現在位置から前記設定位置への駆動軌道を再度演算して駆動させるものであってもよい。これにより、可動台を直ちに所定の位置へ復帰させることができる。

上記において、前記内側可動台の下面には、第１の回転規制部が形成されており、この第１の回転規制部が保持されることにより、前記摺動部回りの回転が制限されるものが好ましく、例えば前記第１の回転規制部は、摺動部の両側において平行に延びる一対の突起部で形成することができる。

このような場合には、前記第１の回転規制部が補助部材によって保持され、この保持状態で前記支持対象物が前記内側可動台に取り付けることができる。

このように、支持対象物が内側可動台に取り付けられるため、支持対象物を取り付ける際に加える力が可動台の回転軸に直接作用することを防止できる。その結果、内側可動台が摺動部回りに回転させれることよって起こる前記回転軸の破損を防止でき、確実に支持対象物を可動台に取り付けることができる。

また前記外側可動台と前記内側可動台の一方には、前記内側可動台を前記一方の軸回りの回動を規制する第２の回転規制部が設けられているものが好ましい。

例えば、前記第２の回転規制部は、前記外側可動台と前記内側可動台の一方から他方に突出する凸部として形成することができる。この場合、前記凸部が、前記一方の軸の両端で一対を形成しているものが好ましい。

上記において、前記第２の回転規制部が三角形状であり、前記三角形の３辺のうち、斜辺以外の他の２辺のそれぞれが形成する規制面によって前記内側可動台の回動が規制されるものとすることができる。

上記手段では、内側可動台に衝撃等が与えられても、その衝撃等で摺動部が案内規制部から外れることを防止することが可能となる。

本発明では、可動台を電動で動作させることができるものにおいて、所定の操作によって可動台を予め設定された設定位置へ効率的に復帰させることができる。

また、本発明では、支持対象物を取り付ける際に加える力が可動台の回転軸には集中しない。このため、回転軸の破損を防止でき、確実に支持対象物を可動台に取り付けることができる。

さらに、本発明では、第２の回転規制部によって内側可動台の回動が規制される。このため、内側可動台に衝撃等が与えられても、その衝撃等で摺動部が案内規制部から外れることを防止することができる。

図１は本発明の第１の実施の形態として回転台駆動装置を正面からみたときの透視図、図２は図１の２−２線での切断断面図、図３は図１の３−３線での切断断面図、図４は図１の４−４線での切断断面図、図５は図１の５−５線での切断断面図、図６は図１の６−６線での切断断面図、図７は機能ブロック図、図８はフローチャートである。

第１の実施の形態の回転台駆動装置１は、例えば、カメラ部材５０が搭載されて、住宅用のドアホンとして訪問者を認識するカメラとして、あるいはコンピュータに接続してインターネット回線を介して利用されるテレビ電話用のカメラとして使用することができる。なお、以下に示す実施の形態では、Ｚ方向が上下方向で、Ｘ方向が左右方向に相当している。

図１に示す回転台駆動装置１は、金属や合成樹脂で形成されたベース２を有している。前記ベース２上には、固定台２ａ，２ｂが互いにＸ方向に所定間隔離れた状態で設けられ、前記固定台２ａ，２ｂの互いに対向する側面には、回動軸２ａ１，２ｂ１が互いに対向する位置に突出して形成されている。

前記固定台２ａ，２ｂの間には、可動台３が設けられている。この可動台３は、前記カメラ部材５０が設置される部分であり、外側可動台４と内側可動台５で構成されている。前記外側可動台４は、合成樹脂などで四角枠状に形成され、Ｘ１側とＸ２側において前記回動軸２ａ１，２ｂ１に回動自在に連結されて支持されている。図３に示すように、前記外側可動台４のＸ２側の縁部には、Ｙ２側（裏側）に垂直に延びるギヤ６が一体に形成されている。このギヤ６は、図６に示すように、半円板状の部材６ａが一体に形成されて、前記板材６ａの周縁部に部分的に歯が形成された部分歯車６ｂが形成されている。

図１に示すように、前記外側可動台４の枠内の空間には、内側可動台５が位置している。前記内側可動台５は、合成樹脂などで四角板状に形成された支持板部５ａと、図３に示すようにＺ−Ｘ平面の中心からＹ２方向（裏側）に垂直に延びる案内軸５ｂとが一体に形成され、前記案内軸５ｂの先端が前記ベース２に接触しない位置まで延びて形成されている。また前記案内軸５ｂの先端は、球状に形成された摺動部５ｂ１となっている。

なお、前記案内軸５ｂが前記支持板部５ａの下面からＺ２方向に突出する凸部として形成され、この凸部の下端面にＺ２方向に延びる金属製の案内軸が圧入されており、この前記案内軸の先端に滑らかな球状の摺動部が一体に形成された構成であってもよい。

前記外側可動台４のＹ１側とＹ２側の内側縁部には、前記回動軸４ａ，４ｂが突出形成されて、前記回動軸４ａ，４ｂに前記内側可動台５が回動自在に支持されている。前記回動軸２ａ１，２ｂ１と前記回動軸４ａ，４ｂとは互いに直交している。

本実施の形態では、図１に示すように、前記内側可動台５の支持板部５ａのＹ１側とＹ２側の外側面５ｃ，５ｃが、前記外側可動台４のＹ１側とＹ２側の内縁４ｃ，４ｃに対向している。また、内側可動台５のＸ１側およびＸ２側の内側面５ｄ，５ｄと、外側可動台４のＸ１側およびＸ２側の内側面４ｄ，４ｄとの間に隙間７，７が形成されている。この隙間７，７は、内側可動台５が回動軸４ａ，４ｂを支点として回動したときに、支持板部５ａのＸ１，Ｘ２側の縁部が外側可動台４に当たらない寸法に設定されている。

図１に示すように、前記可動台３が設けられたベース２上には、前記可動台３のＹ２側に第１の駆動手段１０が設けられ、Ｘ２側に第２の駆動手段２０が設けられている。

図２に示すように、前記第１の駆動手段１０は、それぞれ磁性材料で形成されたＸ方向に延びる板状の上ヨーク１１と下ヨーク１２を有し、前記上ヨーク１１と下ヨーク１２とが所定間隔を開けて対向して設けられている。前記上ヨーク１１のＺ２側の内面には、Ｘ方向に延びる永久磁石で形成されたマグネット１３が固定されている。そして、前記下ヨーク１２には銅などの金属製の線材で巻かれた駆動コイル１４が設けられている。前記駆動コイル１４は、前記マグネット１３のＸ方向の寸法よりも十分に短く形成されている。前記上ヨーク１１は、Ｘ１側とＸ２側の端部でそれぞれＬ字状に折り曲げられてその各先端が互いに重ねられて、その重なり部分にネジ１５，１５が挿通されて、ネジ１５，１５の先端がベース２上に設けられた取付部２ｃ，２ｄに螺着されている。なお、本実施の形態での第１の駆動手段１０は、駆動コイル１４が可動子として機能するムービングコイル方式のものである。

前記第１の駆動手段１０のマグネット１３は、例えば駆動コイル１４に対向する側がＮ極、上ヨーク１１に固定される側がＳ極に磁化されている。よって、駆動コイル１４のＺ１側の面に対してＺ１側からＺ２側へと貫く磁界が発生する。これにより駆動コイル１４が通電されたときに、前記駆動コイル１４にはフレミング左手の法則に基づくＸ１方向とＸ２方向への駆動力（電磁力）が発生する。

前記第１の駆動手段１０のＺ２側には、連結プレート（第１の連結板）３０と第１の位置検出手段１６が設けられている。前記連結プレート３０のＺ１側の面は、前記駆動コイル１４の下面に対し接着剤などで固定され、Ｚ２側には前記第１の位置検出手段１６の検出部１６ａに設けられた移動ピン１６ｂの先端が固定されている。移動ピン１６ｂは、図１において符号Ｌ１で示す範囲内をＸ方向へ移動自在に支持されている。

よって、第１の駆動手段１０の駆動コイル１４が通電されて動作させられると、連結プレート３０と移動ピン１６ｂとが一緒に移動する。

図４に示すように、前記連結プレート３０は、駆動コイル１４のＺ２側の面に沿ってＹ２方向に延びる板部３０ａと、前記駆動コイル１４のＹ１側の面に沿ってＺ１方向の垂直に延びる板部３０ｂと、前記ベース２に沿ってＹ１方向に延びる板部３０ｃとを有している。さらに前記板部３０ｃのＹ１側の先端には、前記ベース２表面に対してＹ１方向へ延びる案内規制溝３０ｄが一体に形成されている。前記案内規制溝３０ｄは、前記回動軸２ｂ１（２ａ１）を円弧中心とする曲率の規制底面３０ｄ１と、図３に示すように前記規制底面３０ｄ１のＸ方向の両側部においてＹ方向に延びる規制面３０ｄ２，３０ｄ３とで構成され、Ｚ１側とＹ１側とＹ２側の面はそれぞれ開放状態となっている。前記規制面３０ｄ２と３０ｄ３との間隔寸法は、前記摺動部５ｂ１の球体の直径寸法とほぼ同じに設定されている。

なお、図４に示すように、前記板部３０ｃのＺ２側の面には、断面がＬ字状に形成された一対のガイド部材３０ｅ，３０ｅが一体に突出形成され、また前記ベース２にはＸ方向に延びるガイド溝２ｍ，２ｍが形成されている。そして、前記ガイド部材３０ｅ，３０ｅが前記ガイド溝２ｍ，２ｍに挿入された状態で、前記連結プレート３０はＸ方向に摺動自在に案内される。

図１と図５に示すように、前記第２の駆動手段２０は、前記第１の駆動手段１０と同じに形成され、上ヨーク２１、下ヨーク２２、マグネット２３、駆動コイル２４が組み合わされて、前記ベース２に設けられた取付台２ｅ，２ｆにネジ２５，２５を介して固定されている。この第２の駆動手段２０は、第１の駆動手段１０と同様な駆動コイル２４が可動子として機能するムービングコイル方式であり、駆動コイル２４が通電されたときに駆動コイル２４に対してＹ１方向とＹ２方向への駆動力を発生する。

また、前記第２の駆動手段２０のＺ２側には、連結プレート（第２の連結板）４０と第２の位置検出手段２６が設けられている。前記第２の位置検出手段２６は、前記第１の位置検出手段１６と同じ構成であり、検出部２６ａに移動ピン２６ｂが図１において符号Ｌ２で示す範囲内をＹ方向へ移動自在に支持されている。

図３と図５に示すように、前記連結プレート４０は、前記駆動コイル２４に接着剤などで固定され且つ移動ピン２６ｂと固定されて、前記駆動コイル２４と連結プレート４０と移動ピン２６ｂとが一緒に移動可能とされている。

前記連結プレート４０は、駆動コイル２４のＺ２側の面に沿って延びる板部４０ａと、Ｘ１側の面に沿って延びる板部４０ｂと、ベース２の表面に沿って延びる板部４０ｃを有している。また前記板部４０ｃの先端のＺ１側の面には、歯の凹凸面がＹ方向に延びるラック４０ｃ１が形成されている。前記ラック４０ｃ１は、図３と図６に示すように前記ギヤ６の部分歯車６ｂと噛み合っている。

前記第１の位置検出手段１６では、例えば移動ピン１６ｂがＸ方向の一方へ移動させられると抵抗値が高くなって高い出力電圧が得られ、他方へ移動させられることで抵抗値が低くなって低い出力電圧が得られるように設定されている。また前記第２の位置検出手段２６でも、同様にして移動ピン２６ｂがＹ方向への移動位置に応じて出力電圧が変化するように設定されている。このようにして前記第１と第２の位置検出手段１６，２６から得られた出力電圧に基づいて、前記内側可動台５と外側可動台４の傾き角度が調節可能とされている。

例えば、前記第１，第２の位置検出手段１６，２６は、主として直線状に延びる抵抗層とこの抵抗の表面を摺動する摺動子とからなるリニアセンサであり、前記摺動子が前記移動ピン１６ｂ，２６ｂとともに前記抵抗層の表面を摺動することが可能とされている。そして、前記抵抗層の両端に一定の電圧を印加しておくことにより、移動ピン１６ｂ，２６ｂの位置に応じた出力電圧が前記摺動子から取り出せるようになっている。

本実施の形態では、前記回転台駆動装置１の内側可動台５には、カメラ部材５０が載置されている。前記カメラ部材５０として例えば家庭用のドアホンであれば、前記カメラ部材５０によって映像データが生成されて、前記カメラ部材５０に接続されたモニタに前記映像データに基づく映像が出力されるようになっている。なお、前記モニタ側には、前記カメラ部材５０の可動台３の向きを予め任意の姿勢に設定できる操作ボタン５１が設けられている。

また、前記カメラ部材５０をパーソナルコンピュータに接続して、インターネットなどの通信回線を介して画像データを送るものにも適用することができる。これにより、相手の顔を確認しながら通話することができるテレビ電話用のカメラとして、または監視用カメラとして使用することができる。この場合も、撮影方向を予め設定された方向へ復帰させることができる操作ボタン５１が設けられている。

図７に示すように、前記回転台駆動装置１は、制御部（ＣＰＵ）５２を有し、前記制御部５２には、操作ボタン５１、記憶部５３及び電源５４が接続されている。前記電源５４は、前記制御部５２、操作ボタン５１、カメラ部材５０、第１と第２の駆動手段１０，２０及び第１と第２の位置検出手段１６，２６にそれぞれ所定の電力が供給されるように制御されている。

前記記憶部５３には、カメラ部材５０の撮影方向を予め任意に設定した既設定位置データが記憶されている。この既設定位置データは、使用者が撮影方向を任意に設定したときに操作ボタン５１を入力操作することで保持される座標データである。

前記操作ボタン５１が入力操作されて、前記制御部５２が記憶部５３からその既設定位置データが読み込まれると、制御部５２によって演算処理されて、第１の駆動手段１０の駆動コイル１４と第２の駆動手段２０の駆動コイル２４にそれぞれ所定の電流が与えられる。前記第１の駆動手段１０側では、前記駆動コイル１４がＸ方向へ駆動させられると、それと同時に連結プレート３０がＸ方向へ移動させられ且つ摺動部５ｂ１が前記案内規制溝３０ｄの規制面３０ｄ２または３０ｄ３によってＸ方向へ押圧されて、内側可動台５のみが回動軸４ａ，４ｂを支点として回動させられる。なお、このとき前記摺動部５ｂ１は、Ｙ方向へは動作しない。また連結プレート３０がＸ方向へ移動させられると、それと同時に移動ピン１６ｂがＸ方向へ移動させられて、その位置に基づいて検出部１６ａの抵抗値または抵抗値に基づく電圧値が変化させられる。前記制御部５２では、前記抵抗値または電圧値を検出して、前記値に基づくＸ方向の位置データを演算して、駆動コイル１４に与える電流量が調節される。

前記第２の駆動手段２０では、駆動コイル２４が通電されてＹ方向へ移動させられると、連結プレート４０及び移動ピン２６ｂが共にＹ１−Ｙ２方向へ移動させられる。このとき、摺動部５ｂ１は、図４に示すように、案内規制溝３０ｄの規制底面３０ｄ１に沿って回動軸２ａ１，２ｂ１を支点として回動させられる。同時に連結プレート４０がＹ方向へ移動させられて、図６に示すようにラック４０ｃ１がＹ方向へ移動させられ、ラック４０ｃ１と噛み合う部分歯車６ｂが回動軸２ｂ１，２ａ１を支点として時計回り方向または反時計回り方向へ回動させられる。その結果、外側可動台４は、内側可動台５と共に回動軸２ａ１，２ｂ１を支点としてＹ方向へ回動させられる。また連結プレート４０に固定された移動ピン２６ｂによって、移動ピン２６ｂの位置に応じた抵抗値または抵抗値に基づく電圧値が制御部５２に出力される。制御部５２では、前記値に基づいて駆動コイル２４に与える電流量が調節される。

このようにして、前記制御部５２では、駆動コイル１４，２４に与えられる電流量が調節されて、外側可動台４と内側可動台５が既設定位置データに基づく傾きとなる姿勢まで調節動作させられる。

なお、前記摺動部５ｂ１と連結プレート３０によって本実施の形態のひとつの切換え手段が構成され、前記部分歯車６ｂとラック４０ｃ１でもうひとつの切換え手段が構成されている。

次に、本実施の形態の回転台駆動装置に設けられた制御部５２での処理について図８に示すフローチャートを参照して説明する。

ステップ１（以下ＳＴ１と略記する）に示すように、回転台駆動装置１の電源がオンに切り換えられると、ＳＴ２において通電が回路保護のために自動的に遮断された後に電源がオンにされた場合であるか否かが確認される。回転台駆動装置１が設置されて初めて電源がオンに設定された場合には、通電遮断後の電源オンではないので、ＳＴ３に移行し、既設定位置データが記憶部５３に保持されているかが確認される。記憶部５３に既設定位置データが保持されていない場合、すなわち回転台駆動装置１が設置されて初めて電源がオンに切り換えられたとき、あるいは所定の操作によって記憶部５３の内容が初期化されたときには、記憶部５３には既設定位置データは保持されていないため、回転台駆動装置１内の所定の位置に予め保持されている初期位置データを既設定位置データとして記憶部５３に保持させる（ＳＴ４）。

そして、ＳＴ５において、現在位置データと既設定位置データとが比較され、既設定位置データによる設定位置までの駆動軌道が生成される（ＳＴ６）。現在位置データは、電源がオンに切り換えられたときから、第１と第２の位置検出手段１６，２６によって検知される。前記駆動軌道は、以下に示す各パターンで制御できる。

例えば、前記駆動軌道は、第１の駆動手段１０の駆動コイル１４と第２の駆動手段２０の駆動コイル２４を交互に通電するように制御してもよい。これにより、駆動コイル１４と駆動コイル２４を同時に通電して駆動するときよりも装置に対する回路負担を軽減することができる。ただし、制御部５２において各駆動手段１０，２０を同時に駆動するように制御するものであってもよい。

または、前記可動台３を設定位置へ滑らかな曲線の軌跡となるように制御してもよい。曲線を描くように滑らかに動作するように制御することで、可動台３に設置されているカメラ部材５０を、撮影画像をぶれさせずに移動させることができ、移動途中の画像も確実に認識できる。

あるいは、前記駆動軌道は、予め決められた消費電力または消費電流の限界値に基づいて生成されるように制御してもよい。限界値は、記憶部５３に記憶されて、制御部５２において電源５４から送られる前記消費電力または消費電流が常に監視される。これにより回路に過大な負担をかけることがなくなるため、装置が故障する確率を減らすことができる。

本実施の形態では、前記制御部５２において、上記した駆動軌道のいずれかのパターンをプログラムしておき、そのプラグラムに応じて動作させるようにしてもよい。あるいは駆動軌道の各パターンをすべてプログラムしておき、状況に応じていずれかのパターンを選択して、選択された駆動軌道に基づいて制御するようにしてもよい。

ＳＴ６において軌道生成が行われると、第１の駆動手段１０と第２の駆動手段２０を駆動させて既設定位置データに相当する設定位置へ可動台３を移動させる（ＳＴ７）。

ＳＴ８では、検出値が一定値を超えたか否かが確認される。検出値とは、駆動コイル１４，２４が移動させられ、各移動ピン１６ｂ，２６ｂが移動した位置に応じて出力される抵抗値（または電圧値）に基づいて、軌道生成後の目的位置と、現在位置との差により得られる値である。また一定値とは、回路負担を考慮して決められる任意の値であり、演算された軌道位置と現実の位置との差が大きくなり過ぎて回路が故障しないようにするための限界値またはそれよりも余裕のある範囲で設定される値である。

ＳＴ８において、検出値が一定値を超えていない場合（Ｎｏの場合）には、ＳＴ９に移行して操作ボタン５１の入力操作が行われたか否かが判断される。検出値が一定値を超えない状態で、可動台３が移動途中に前記入力操作が行われた場合（Ｙｅｓの場合）には、上記したＳＴ３乃至ＳＴ７の処理が再度繰り返される。またＳＴ９において、操作ボタン５１の入力操作を認識できない場合（Ｎｏの場合）には、ＳＴ８の処理に戻り、この処理が一定時間毎に繰り返される。

ＳＴ８の処理において、検出値が前記一定値を超えた場合には、ＳＴ１０に移行して回路への通電が遮断される。この回路とは、駆動コイル１４，２４であり、装置全体の回路を意味するものではない。検出値が一定値を超える場合の例としては、可動台３が設定位置へ移動中に可動台３の動きを手などで止めてしまった場合、または可動台３を手で強制的に移動させてしまった場合などである。これにより、演算された設定位置までの軌道と、現在の軌道とが大きくずれることによって、検出値が予め決められた一定値を超えることになる。そこで、回路負荷が過大になる前に通電を遮断して回路を保護するようになっている。

本実施の形態の制御部５２では、通電が遮断された後も第１の位置検出手段１６と第２の位置検出手段２６から現在位置データを取得するように設定されている（ＳＴ１１）。これにより、その後電源が再びオンにされたとしても、可動台３を、電源をオンしたときに位置していた姿勢から直ちに既設定位置へ移動させることができる。

また、前記制御部５２では、電源５４から駆動コイル１４，２４に与えられる消費電流または消費電力を監視して、消費電流または消費電力が一定値を超えたときに電源５４から駆動コイル１４，２４へ通電を遮断するように制御されている。また、状況に応じて、装置全体の回路への通電を遮断するようにしてもよい。

次に、カメラ部材５０を内側可動台５に載置する方法について、第２の実施の形態を用いて説明する。

図９は、カメラ部材がまだ載置されていない状態を示す可動台の平面図、図１０Ａは図９の内側可動台をＹ１方向からみたときの側面図、図１０Ｂは図９の７−７線で切断したときの断面図、図１１Ａは内側可動台が補助部材で保持されている状態を示す図９と同様の平面図、図１１Ｂは図１１Ａの状態をＹ２方向からみたときの側面図である。なお、上記第１の実施の形態と同一の部材については同一の符号を付して説明する。

図９に第２の実施の形態として示す可動台３は上記第１の実施の形態で示す可動台とほぼ同じ構成である。ただし、第２の実施の形態に示す可動台３では、前記内側可動台５の支持板部５ａの表面上の四方の角部に取り付け台座８，８，８，８が一体に形成されている。なお、前記取り付け台座８は、図９に示すように、４箇所設けることには限定されず、少なくとも２箇所設けられていればよい。ただし、取り付け台座８を２箇所のみ設ける場合において、カメラ部材５０を内側可動台５に確実に載置するためには、四角い板で形成された支持板部５ａ上の対角線を形成する２つの角部に対をなすように形成することが好ましい。

また図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、前記支持板部５ａの裏面側にはＹ方向に平行に延びる一対の突起部（第１の回転規制部）６０ａ，６０ｂが、前記案内軸５ｂのＸ方向の両側に形成されている。

また一方の外側可動台４のＹ１側とＹ２側の内側縁部のＸ方向の中央には、枠の内方に突出する回動軸４ａ，４ｂが形成されている。他方の内側可動台５のＹ１およびＹ２側で且つＸ方向の中央部には図示Ｚ１方向に突出する支持部５Ａ，５Ｂが一体に形成されており、この支持部５Ａ，５ＢにはＹ方向に軸受５Ａ１，５Ｂ１が形成されている。そして、前記外側可動台４の回動軸４ａ，４ｂが前記内側可動台５の軸受５Ａ１，５Ｂ１に挿通されることにより、内側可動台５は前記外側可動台４に対し回動自在に支持されている。なお、前記とは逆に外側可動台４に軸受が設けられ、内側可動台５に回動軸が設けられた構成であってもよい。

前記カメラ部材５０を内側可動台５に載置するためには、例えば、図１１Ａに示すような略Ｕ字形状で形成された補助部材７０を利用することができる。前記補助部材７０は、平行に延びる一対のアーム７０ａ，７０ｂを有している。前記アーム７０ａとアーム７０ｂの対向寸法Ｗ０は、図９に示す前記支持板部５ａの突起部６０ａ，６０ｂの外側の幅寸法Ｗ１と同寸法、またはわずかに大きな寸法で形成されている。また図１１Ｂに示すように前記補助部材７０のＺ方向の高さ寸法は、ベース２と支持板部５ａの下面との間の寸法と同寸法、またはわずかに小さな寸法で形成されている。

図１１Ａに示すように、補助部材７０のアーム７０ａ，７０ｂをＹ１側の側方からＹ２方向へ挿入することにより、前記アーム７０ａ，７０ｂが突起部６０ａ，６０ｂを両側方向から挟み込む。このとき、アーム７０ａが突起部６０ａを保持し、アーム７０ｂが突起部６０ｂを保持するため、図１１Ａに符号αで示すような摺動部５ｂ１を中心とする内側可動台５の回転を制限することができる。同時に、前記アーム７０ａ，７０ｂは前記支持板部５ａの水平状態を維持することができるため、図１１Ｂに符号βで示すような回動軸４ａ，４ｂを中心とする内側可動台５の回動を防止することができる。

カメラ部材５０の基部の四方の角部には図示しないネジ穴が形成されている。前記カメラ部材５０のネジ穴と前記取り付け台座８に形成されたネジ穴とが重ねられた状態でねじを螺着させることにより、前記カメラ部材５０は前記内側可動台５に固定される。

このとき、前記のように、補助部材７０によって内側可動台５が保持された状態でカメラ部材５０を取り付け台座８に螺着する作業を行うことにより、過大な締め付けトルクがねじに与えられても内側可動台５がα方向に回転させられるのを防止できる。すなわち、前記締め付けトルクによって内側可動台５がＸＹ平面内でα方向に回転し、回動軸４ａ，４ｂが軸受５Ａ１，５Ｂ１から外れたり、回動軸４ａ，４ｂが破損したりすることにより、前記内側可動台５が外側可動台４から外れてしまうことを防止することができる。

しかも、前記アーム７０ａ，７０ｂが前記支持板部５ａを水平状態に保持することができるため、安定した状態で確実にカメラ部材５０を内側可動台５に固定することができる。

上記実施の形態では、補助部材７０が突起部６０ａ，６０ｂの外面を外側から保持するものを説明したが、突起部６０ａと突起部６０ｂとの間に補助部材７０が挿入され前記突起部６０ａ，６０ｂの内面を内側から保持するものであってもよい。あるいは、４本のアームを用いることにより、突起部６０ａ，６０ｂの内外の両面を両側方向からそれぞれ挟み込むことによって保持するものであってもよい。

また、第１の回転規制部としての突起部６０ａおよび６０ｂの形状は、図１０Ｂに示すような楕円形状には限定されず、円形あるいは長方形等であってもよい。あるいは、突起部６０ａおよび６０ｂのそれぞれが、複数の分割された部材よりなるものであってもよい。

さらには、上記においては第１の回転規制部として一対の突起部６０ａ，６０ｂを示したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば突起部６０ａと突起部６０ｂとの領域全体が一つの突起部を形成するものであってもよい。この場合には、前記Ｕ字形状の補助部材７０が一つの突起部のＸ方向の両端の側部を外方向から保持することが可能である。また、この場合には、前記一つの突起部の下面中心に、先端に滑らかな球状部が一体に形成された棒状の金属製の案内軸を圧入することにより、前記球状部を摺動部とすることができる。

図１２は本発明の第３の実施の形態として外側可動台４と内側可動台５との連結部分を示す部分斜視図、図１３は第２の回転規制部を有しない回転台駆動装置をＹ１方向から見たときの側面図、図１４は第２の回転規制部を有する場合の図１３同様の側面図、図１５は第２の回転規制部の他の実施形態を示す図１３同様の側面図である。

第３の実施の形態では、図１２に示すように、内側可動台５のＹ１側の支持部５Ａに外方向（Ｙ１方向）に突出する回転軸５ｅが形成されており、これに対向する外側可動台４には穴状の軸受４ｅが形成されている。また内側可動台５のＹ２側にも同様の軸受４ｅと回転軸５ｅとが形成されている。

そして、前記回転軸５ｅが軸受４ｅ内に挿入されることにより、内側可動台５が外側可動台５に対して回転軸５ｅを中心に回転自在に支持されている。

一方の（図１２ではＹ１側）前記軸穴４ｅの左右方向（Ｘ１およびＸ２方向）の両側には、前記外側可動台４の内面に凸部として形成された一対の回転規制部（第２の回転規制部）９ａ，９ｂが設けられている。前記一対の回転規制部９ａ，９ｂは、他方（Ｙ２側）の前記軸穴４ｅの左右方向（Ｘ１およびＸ２方向）の両側にも形成されていてもよいが、少なくともＹ１側またはＹ２側に形成されていればよい。

前記案内規制溝３０ｄが、第１の駆動手段１０によって図１３にて実線で示す位置からＸ１方向またはＸ２方向に移動させられると、案内軸５ｂが傾斜させられるため、内側可動台５が傾く。

図１３に点線で示すように、もし前記一対の回転規制部９ａ，９ｂが形成されていない場合には、前記案内規制溝３０ｄがＸ１方向またはＸ２方向に大きく移動させられると、前記案内軸５ｂの傾斜角度θが大きくなって摺動部５ｂ１の図示Ｚ１方向への移動量が多くなるため、前記摺動部５ｂ１が前記案内規制溝３０ｄから外れやすくなる。そして、このときに外部衝撃などが加わると、前記前記摺動部５ｂ１が前記案内規制溝３０ｄから外れ、回転台駆動装置の制御が不能となる。

しかし、第３の実施の形態では、前記一対の回転規制部９ａ，９ｂが形成されているため、摺動部５ｂ１が案内規制溝３０ｄから外れることを防止できる。

すなわち、内側可動台５が、第１の駆動手段１０により図１３の実線に示す水平な状態（θ＝０の状態）から例えば時計回りに回動させられると、図１４に示す状態となる。このとき、支持部５Ａの縁部が回転規制部９ａに当接するため、内側可動台５の傾斜角度θを規制することができる。なお、摺動部５ｂ１が案内規制溝３０ｄから外れる直前の前記案内軸５ｂの傾斜角度θを最大許容角度θｍとする。

この結果、前記案内軸５ｂの傾斜角度θを少なくとも最大許容角度θｍ以下となるように、前記第２の回転規制部９ａ，９ｂを形成しておくことにより、前記支持部５Ａが第２の回転規制部９ａ，９ｂに当接した場合には、内側可動台５のさらなる時計回り方向への回動を規制することができる。このため、内側可動台５に衝撃、特に左右方向の外部衝撃等が与えられても、その衝撃等で摺動部５ｂ１が前記左側規制面３０ｄ３を越えて案内規制溝３０ｄから外れることを防止することができる。なお、内側可動台５が反時計回りに回動した場合には第２の回転規制部９ｂによって規制される。

前記第２の回転規制部９ａ，９ｂの形状は、図１２および図１４に示すような長方形状のものに限定されるものではない。例えば、図１５に示すような三角形状であってもよい。

前記第２の回転規制部９ａ，９ｂの形状が長方形状の場合には、図１２および図１４に示すように支持部５Ａの縁部が第２の回転規制部９ａ，９ｂの角部に当接することになるため、例えば外側可動台４を軟質な合成樹脂で一体形成した場合には、当接の回数が多くなるほどに前記角部が変形し、経時変化とともに前記最大許容角度θｍが大きくなる可能性が高い。

一方、図１５に示すような三角形状の第２の回転規制部９ａ，９ｂとすると、支持部５Ａの縁部を規制面９ａ１，９ｂ１で規制することが可能となる。内側可動台５の支持板部５ａの表面を支持面９ａ２または９ｂ２で規制することが可能となる。

このように、支持部５Ａの縁部および支持板部５ａを面によって規制することができるため、長方形状の場合と比べて、左右の衝撃等に強くなり、摺動部５ｂ１が規制面３０ｄ２または３０ｄ３を越えて案内規制溝３０ｄから外れることを確実に防止することが可能となる。

しかも三角形状の第２の回転規制部９ａ，９ｂの変形を防止することができるため、長期にわたって前記最大許容角度θｍを維持することができる。よって、回転台駆動装置の安定した駆動を長期にわたって実現することができる。

なお、上記実施の形態では、第２の回転規制部９ａ，９ｂを外側可動台４に設け、内側可動台５の支持部５Ａが当接することで内側可動台５の回転角度θを調整するようにしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図１６に示すように、支持部５Ａの両側部に内側可動台５から外方向（Ｙ１方向）に突出する凸部（第２の回転規制部）９Ａ，９Ｂが形成され、この凸部９Ａ，９Ｂが外側可動部４に形成された切欠部４ｇ，４ｇ内を移動することが可能とされており、最大許容角度θｍのときに前記凸部９Ａ，９Ｂが切欠部４ｇ，４ｇの上端に当接するようにした構成であってもよい。

本発明の第１の実施の形態として回転台駆動装置の全体を示す平面図、 図１の２−２線で切断したときの断面図、 図１の３−３線で切断したときの断面図、 図１の４−４線で切断したときの断面図、 図１の５−５線で切断したときの断面図、 図１の６−６線で切断したときの断面図、 回転台駆動装置の全体を示すブロック図、 制御部で処理される一例を示すフローチャート、 カメラ部材がまだ載置されていない本発明の可動台を正面からみたときの要部透視図、 図１０Ａは本発明の内側可動台をＹ１方向からみたときの要部側面図、図１０Ｂは図９の７−７線で切断したときの要部切断断面図、 図１１Ａは突起部が補助部材で保持されている状態の本発明の回転台駆動装置を正面からみたときの要部透視図、図１１Ｂは図１１Ａの状態をＹ２方向からみたときの要部側面図、 本発明の第３の実施の形態として外側可動台と内側可動台との連結部分を示す部分斜視図、 第２の回転規制部を有しない回転台駆動装置をＹ１方向から見たときの側面図、 第２の回転規制部を有する場合の図１３同様の側面図、 第２の回転規制部の他の実施形態を示す図１３同様の側面図、 本発明の第３の実施の形態として外側可動台と内側可動台との連結部分の他の変形例を示す部分斜視図、

符号の説明

２ ベース
２ａ１，２ｂ１ 回動軸
３ 可動台
４ 外側可動台
４ａ，４ｂ 回動軸
５ 内側可動台
５ｂ 案内軸
５ｂ１ 摺動部
６ ギヤ
６ｂ 部分歯車
８ 取り付け台座
９ａ，９ｂ 第２の回転規制部
１０ 第１の駆動手段
１１，２１ 上ヨーク
１２，２２ 下ヨーク
１３，２３ マグネット
１４，２４ 駆動コイル（可動子）
１６ 第１の位置検出手段
２０ 第２の駆動手段
２６ 第２の位置検出手段
３０ 連結プレート（第１の連結板）
４０ 連結プレート（第２の連結板）
４０ｃ１ ラック
５０ カメラ部材
５１ 操作ボタン
５２ 制御部
５３ 記憶部
５４ 電源
６０ａ，６０ｂ 突起部（第１の回転規制部）
７０ 補助部材
７０ａ，７０ｂ アーム

Claims (19)

1. 直交する２つの軸に対して回動自在に支持された可動台と、前記可動台を一方の軸回りに回動させる駆動力を発生させる第１の駆動手段と、他方の軸回りに回動させる駆動力を発生させる第２の駆動手段とを有し、前記第１の駆動手段と第２の駆動手段には、それぞれ直線的に連続動作可能な可動子が設けられており、
   前記各可動子の直線動作を前記可動台の回転動作に変換する切換え手段と、前記各可動子の位置を検出する位置検出手段と、前記各位置検出手段の出力値に基づいて前記可動台の傾きを調節する制御手段と、が設けられていることを特徴とする回転台駆動装置。
2. 前記可動台は、支持対象物が載せられて前記第１の駆動手段によって回動させられる内側可動台と、前記内側可動台を回動自在に支持して前記第２の駆動手段によって駆動させられる外側可動台を有する請求項１記載の回転台駆動装置。
3. 前記第１の駆動手段に設けられた切換え手段は、前記内側可動台に設けられた摺動部と、前記可動子とともに動作させられる第１の連結板で構成され、前記第１の連結板には、前記摺動部が係合する案内規制部が設けられ、前記第２の駆動手段が駆動させられたときのみ前記案内規制部に案内されて前記外側可動台と内側可動台がともに動作させられ、前記第１の駆動手段が駆動させられたときには前記内側可動台のみが動作させられる請求項２記載の回転台駆動装置。
4. 前記第２の駆動手段に設けられた切換え手段は、前記外側可動台に設けられて前記外側可動台の回動中心を円弧中心として形成された部分歯車と、この部分歯車と噛み合って前記第２の駆動手段に設けられた可動子と一緒に動作させられるラックで構成されている請求項２または３記載の回転台駆動装置。
5. 前記可動台を所定の姿勢に復帰させる既設定位置データを保持可能な記憶部が設けられ、前記既設定位置データは任意に設定可能であり、前記制御手段では、電源がオンに設定されたときまたは前記既設定位置データを読み込む指示がなされたときに、前記可動台の現在位置データと、前記記憶部に記憶された前記既設定位置データとを比較して、前記第１の駆動手段と第２の駆動手段を駆動して前記可動台を現在位置データに基づく現在位置から前記既設定位置データに基づく設定位置への駆動軌道を生成する請求項１ないし４のいずれかに記載の回転台駆動装置。
6. 前記駆動軌道は、前記第１の駆動手段と第２の駆動手段が同時に駆動させられて前記設定位置へ移動する軌道である請求項５記載の回転台駆動装置。
7. 前記駆動軌道は、第１の駆動手段と第２の駆動手段が交互に駆動させられて前記設定位置へ移動させられる軌道である請求項５記載の回転台駆動装置。
8. 前記駆動軌道は、前記設定位置へ滑らかな曲線状に軌道生成される請求項５ないし７のいずれかに記載の回転台駆動装置。
9. 前記駆動軌道は、消費電力または消費電流の限界値に基づいて軌道生成される軌道である請求項５ないし８のいずれかに記載の回転台駆動装置。
10. 前記制御手段では、軌道生成された軌道位置と、現実の位置との差を検出値として演算して、前記検出値が一定値を超えたときに前記第１の駆動手段と第２の駆動手段の通電を遮断する請求項１ないし９のいずれかに記載の回転台駆動装置。
11. 通電を遮断した後も前記位置データを検出し続けて、通電が再開されたときに、現在位置から前記設定位置への駆動軌道を再度演算して駆動させる請求項１０記載の回転台駆動装置。
12. 前記第１の駆動手段と第２の駆動手段はともに、固定側にヨーク及びマグネット、可動側にコイルが設けられたムービングコイル方式のボイスコイルモータである請求項１ないし１１のいずれかに記載の回転台駆動装置。
13. 前記内側可動台の下面には、第１の回転規制部が形成されており、この第１の回転規制部が保持されることにより、前記摺動部回りの回転が制限される請求項２ないし４のいずれかに記載の回転台駆動装置。
14. 前記第１の回転規制部は、前記摺動部の両側において平行に延びる一対の突起部で形成されている請求項１３記載の回転台駆動装置。
15. 前記第１の回転規制部が補助部材によって保持され、この保持状態で前記支持対象物が前記内側可動台に取り付けられる請求項１３または１４記載の回転台駆動装置。
16. 前記外側可動台と前記内側可動台の一方には、前記内側可動台を前記一方の軸回りの回動を規制する第２の回転規制部が設けられている請求項２，３，４，１３，１４，１５のいずれかに記載の回転台駆動装置。
17. 前記第２の回転規制部は、前記外側可動台と前記内側可動台の一方から他方に突出する凸部として形成されている請求項１６記載の回転台駆動装置。
18. 前記凸部が、前記一方の軸の両端で一対を形成している請求項１７記載の回転台駆動装置。
19. 前記第２の回転規制部が三角形状であり、前記三角形状の３辺のうち、斜辺以外の他の２辺のそれぞれが形成する規制面によって前記内側可動台の回動が規制される請求項１６ないし１８のいずれかに記載の回転台駆動装置。
    

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