JP2019075676A - Unit with rolling mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可動体の軸線周りの振れを補正可能な回転機構付きユニットに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a unit with a rotation mechanism capable of correcting swing around an axis of a movable body.
走行する車両や、飛行体などの移動体に搭載される撮像装置は、移動しながら風景を撮影するとき、移動体の姿勢に関わらず、撮像画像における水平線は水平に映し出されることが望ましい。このため、移動体が傾いても、かかる傾きを打ち消して移動体に搭載された撮像装置を水平にすることが提案されている。特許文献1には、撮影用のスタビライザーが開示されている。特許文献1のスタビライザーは、撮像装置が固定される固定部材に慣性センサが搭載されている。固定部材は、第1の回転軸に接続される第1のモータと、第1の回転軸と直交する第2の回転軸に接続される第2のモータによって直交する2方向に回転する。特許文献1では、慣性センサによってカメラが傾く際の角速度および加速度を検出し、モータの駆動電流を調節して撮像装置の傾きを補正する。また、第1の回転軸および第2の回転軸と直交する第3の回転軸に接続される第3のモータを用いて、直交する3方向の傾きを補正することもできる。 When shooting a landscape while moving, it is desirable that a horizontal line in a captured image is horizontally projected when photographing a landscape while moving, such as a traveling vehicle or a moving object such as a flying object. Therefore, it has been proposed to make the imaging device mounted on the moving body horizontal by canceling out the inclination even if the moving body is inclined. Patent Document 1 discloses a stabilizer for imaging. In the stabilizer of Patent Document 1, an inertial sensor is mounted on a fixing member to which an imaging device is fixed. The fixing member is rotated in two orthogonal directions by a first motor connected to the first rotation shaft and a second motor connected to the second rotation shaft orthogonal to the first rotation shaft. In Patent Document 1, an angular velocity and an acceleration when the camera is inclined are detected by an inertial sensor, and a drive current of a motor is adjusted to correct an inclination of the imaging device. In addition, it is also possible to correct inclination in three orthogonal directions by using a third motor connected to a third rotation axis orthogonal to the first rotation axis and the second rotation axis.
特許文献1では、モータが接続される回転軸は、可動体(撮像装置および固定部材)の重心からずれている。従って、移動体が傾いて可動体が傾く際、モータが接続される回転軸周りに、可動体のイナーシャと角加速度に応じた運動エネルギーが発生する。このため、撮像装置の傾きを補正するためには、モータのトルクが、発生した運動エネルギーを打ち消すことができる大きさである必要がある。よって、十分なトルクを持つモータが必要となり、モータが大型化すると共に、消費電力も増大する。その結果、傾き補正用の装置が大型化する。また、携帯型の装置の場合には、電池が大型化するという問題もある。 In Patent Document 1, the rotation axis to which the motor is connected is offset from the center of gravity of the movable body (the imaging device and the fixing member). Therefore, when the movable body is inclined and the movable body is inclined, kinetic energy corresponding to the inertia and angular acceleration of the movable body is generated around the rotation axis to which the motor is connected. For this reason, in order to correct the tilt of the imaging device, the torque of the motor needs to have a size that can cancel the generated kinetic energy. Therefore, a motor having a sufficient torque is required, and the size of the motor increases and the power consumption also increases. As a result, the apparatus for tilt correction becomes larger. Moreover, in the case of a portable device, there is also a problem that the size of the battery is increased.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、可動体を回転させる回転機構付きユニットにおいて、可動体の軸線周りの傾きを少ないトルクのモータで補正することにある。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to correct the inclination around the axis of the movable body with a motor with a small torque in a unit with a rotation mechanism for rotating the movable body.
上記課題を解決するために、本発明に係る回転機構付きユニットは、可動体と、前記可動体を軸線周りに回転可能に支持する支持体と、前記可動体を前記軸線周りに回転させる回転駆動機構と、を有し、前記回転駆動機構は、駆動源であるモータを備え、前記モータは、前記可動体と一体になって前記軸線周りに回転するロータ部を備え、前記可動体と前記ロータ部を備えた回転体の重心が前記軸線上に位置することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a unit with a rotation mechanism according to the present invention comprises a movable body, a support for rotatably supporting the movable body around an axis, and rotational drive for rotating the movable body around the axis A mechanism having a rotary drive mechanism including a motor as a drive source, the motor including a rotor unit integrally rotating with the movable body and rotating around the axis; the movable body and the rotor A center of gravity of a rotating body provided with a part is located on the axis.
本発明では、可動体とモータのロータ部は、軸線周りに一体に回転するように連結されている。そして、回転体の重心は、回転体の軸線(回転中心軸線)上に位置するので、可動体の姿勢を維持するための必要トルクは、回転時の摩擦などの機械的損失(いわゆる、軸ロス)より大きなトルクであればよい。従って、可動体とロータ部の合計のイナーシャにかかわらず、軸ロスより大きなトルクのモータでさえあれば、可動体の姿勢を維持することができる。よって、可動体の傾きを補正する際、トルクの大きなモータを用いる必要がなく、小型のモータで可動体の姿勢を維持することができる。また、可動体の姿勢維持
のための消費電力を少なくすることができる。
In the present invention, the movable body and the rotor portion of the motor are coupled so as to rotate integrally about the axis. And since the center of gravity of the rotating body is located on the axis of the rotating body (rotational center axis), the torque required to maintain the posture of the movable body is mechanical loss such as friction during rotation (so-called axial loss) ) It should be a larger torque. Therefore, regardless of the total inertia of the movable body and the rotor portion, the attitude of the movable body can be maintained as long as the motor has a torque larger than the axial loss. Therefore, when correcting the tilt of the movable body, it is not necessary to use a motor with a large torque, and the posture of the movable body can be maintained by a small motor. In addition, power consumption for maintaining the posture of the movable body can be reduced.
本発明において、前記可動体は、前記回転体の重心を調整するためのバランス調整部を備えることが好ましい。このようにすると、部品の寸法誤差や組み付け誤差等による重心ずれを調整して、回転体の重心が軸線上に位置するような構成を実現できる。また、回転体の重心を軸線上に精度良く位置合わせすることができる。従って、回転体の重心が軸線上に位置していない場合と比較して可動体を回転させるための必要トルクを小さくすることができ、トルクの小さなモータで可動体の傾きを補正できる。 In the present invention, preferably, the movable body includes a balance adjustment unit for adjusting the center of gravity of the rotating body. By so doing, it is possible to realize a configuration in which the center of gravity of the rotating body is positioned on the axis by adjusting the center-of-gravity shift due to a dimensional error or an assembly error of the parts. Further, the center of gravity of the rotating body can be accurately aligned on the axis. Therefore, compared with the case where the center of gravity of the rotating body is not located on the axis, the required torque for rotating the movable body can be reduced, and the inclination of the movable body can be corrected by the motor with small torque.
本発明において、前記バランス調整部は、可動体の一部を構成するウェイト調整部材であり、前記ウェイト調整部材の一部を除去して前記回転体の重心を調整するように構成することができる。例えば、ウェイト調整部材を削って重心を調整することができる。このようにすると、ウェイト調整のために別部材のウェイトを用意する必要がない。従って、部品点数の削減を図ることができる。また、ウェイト調整部材を削る位置や削る量は調整の自由度が高く、微調整が可能である。従って、精度良く重心調整を行うことができる。 In the present invention, the balance adjusting unit may be a weight adjusting member that constitutes a part of the movable body, and may be configured to adjust the center of gravity of the rotating body by removing a part of the weight adjusting member. . For example, the weight adjustment member can be scraped to adjust the center of gravity. In this case, it is not necessary to prepare weights of separate members for weight adjustment. Therefore, the number of parts can be reduced. In addition, the position at which the weight adjustment member is scraped and the amount of scraping are highly adjustable in freedom, and can be finely adjusted. Therefore, the center of gravity can be adjusted with high accuracy.
本発明において、前記バランス調整部として、ウェイトと、前記ウェイトが固定されるウェイト配置部を備える構成を採用することができる。このようにすると、ウェイトの位置および取付重量の一方あるいは両方を調整して、回転体の重心を調整することができる。 In the present invention, it is possible to adopt a configuration including a weight and a weight arrangement unit to which the weight is fixed as the balance adjustment unit. In this way, one or both of the position of the weight and the mounting weight can be adjusted to adjust the center of gravity of the rotating body.
この場合に、前記ウェイトは、半田により前記ウェイト配置部に固定される構成を採用することができる。半田による固定は、接着剤により固定した場合のような硬化時間を必要としないので、ウェイト調整工程の時間短縮を図ることができる。また、半田の量により重量の微調整が可能であるため、精度良く重心調整を行うことができる。 In this case, the weight may be fixed to the weight placement portion by solder. Fixing with solder does not require a curing time as in the case of fixing with an adhesive, so the time for the weight adjustment process can be shortened. Further, since the weight can be finely adjusted by the amount of solder, the center of gravity can be adjusted with high accuracy.
あるいは、前記ウェイトは、半田からなる構成を採用しても良い。半田を盛る量によりウェイトを調整する場合、微調整が可能であるため、精度良く重心調整を行うことができる。また、半田は接着剤のような硬化時間を必要としないので、ウェイト調整工程の時間短縮を図ることができる。更に、固形部材のウェイトを別途用意する必要がないので、部品点数を少なくすることができ、調整専用の部品の在庫も減らすことができる。加えて、半田は比重が大きいので、少量で重心調整を行うことができる。 Alternatively, the weight may be made of solder. When adjusting the weight by the amount of solder, fine adjustment is possible, so that the center of gravity can be adjusted with high accuracy. In addition, since the solder does not require a curing time like an adhesive, the time for the weight adjustment process can be shortened. Furthermore, since it is not necessary to separately prepare the weight of the solid member, the number of parts can be reduced, and the inventory of parts dedicated to adjustment can also be reduced. In addition, since the specific gravity of solder is large, the center of gravity can be adjusted with a small amount.
この場合に、前記可動体は、電子部品が搭載される基板を備え、前記ウェイト配置部は、前記基板に設けられている構成を採用することができる。このようにすると、ウェイトの配置の自由度が高い。また、基板にウェイト配置部を設けるので、半田によるウェイト調整が容易である。また、前記基板は、前記軸線を中心として径方向外側へ延びる延出部を備え、前記バランス調整部は、前記延出部に設けられていることが好ましい。このようにすると、軸線から離れた位置にウェイトを配置することができる。従って、軸線に対する重心の位置ずれを少ないウェイト量で調整することができる。また、延出部を設けることにより、基板上にウェイトを配置するスペースを容易に確保することができる。 In this case, the movable body may include a substrate on which an electronic component is mounted, and the weight placement unit may adopt a configuration provided on the substrate. In this way, the degree of freedom in the arrangement of weights is high. Further, since the weight arrangement portion is provided on the substrate, weight adjustment by solder is easy. Further, it is preferable that the substrate includes an extending portion extending radially outward around the axis, and the balance adjusting portion is provided in the extending portion. In this way, the weight can be arranged at a position away from the axis. Therefore, the displacement of the center of gravity with respect to the axis can be adjusted with a small amount of weight. Further, by providing the extending portion, a space for arranging the weight on the substrate can be easily secured.
本発明において、前記可動体は、光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記光学素子を通過した光が入射する撮像素子を備えた光学モジュールである構成を採用することができる。このようにすると、回転機構付きユニットを撮像装置として用いることができ、撮像装置における光学モジュールの傾きを補正できるため、撮像装置が移動体に搭載された場合に、移動体が傾いても光学モジュールの姿勢を維持することができる。よって、移動体の傾きによる撮影画像の乱れを抑制することができる。 In the present invention, the movable body may be an optical module including an optical element, a holder for holding the optical element, and an imaging element to which light having passed through the optical element is incident. In this case, the unit with the rotation mechanism can be used as an imaging device, and the inclination of the optical module in the imaging device can be corrected. Therefore, when the imaging device is mounted on a moving body, the optical module is mounted even if the moving body is inclined. Can maintain the attitude of Therefore, the disturbance of the captured image due to the tilt of the moving object can be suppressed.
本発明において、前記可動体は、光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記
光学素子を通過した光が入射する撮像素子を備えた光学モジュールであり、前記バランス調整部は、前記ホルダに設けられている構成を採用することができる。このようにすると、回転機構付きユニットを撮像装置として用いることができ、撮像装置における光学モジュールの傾きを補正できる。よって、撮像装置が移動体に搭載された場合に、移動体の傾きによる撮影画像の乱れを抑制することができる。また、光学素子を保持するホルダにバランス調整部を設けることにより、可動体の径方向のサイズが大型化することを抑制でき、コンパクトにバランス調整部を設けることができる。よって、装置の外形が径方向に大型化することを抑制できる。
In the present invention, the movable body is an optical module including an optical element, a holder for holding the optical element, and an imaging element to which light having passed through the optical element is incident, and the balance adjusting unit is the holder The configuration provided in can be adopted. Thus, the unit with the rotation mechanism can be used as an imaging device, and the tilt of the optical module in the imaging device can be corrected. Therefore, when the imaging device is mounted on a moving object, it is possible to suppress the disturbance of the captured image due to the tilt of the moving object. Further, by providing the balance adjusting portion in the holder for holding the optical element, it is possible to suppress an increase in the size of the movable body in the radial direction, and the balance adjusting portion can be provided compactly. Therefore, it can suppress that the external shape of an apparatus enlarges to radial direction.
本発明において、前記可動体は、レーダ波を出射する送信部と、前記レーダ波の反射成分を受信する受信部を備える構成を採用することができる。このようにすると、回転機構付きユニットをレーダ装置として用いることができ、レーダ装置における送信部および受信部の傾きを補正できる。従って、例えば、障害物を検知するためのレーダ装置が移動体に搭載された場合に、移動体が傾いてもレーダ装置の姿勢を維持できる。よって、移動体の傾きによる障害物の検知結果の乱れを抑制でき、正確に障害物を検知できる。 In the present invention, the movable body can adopt a configuration including a transmitting unit for emitting a radar wave and a receiving unit for receiving a reflection component of the radar wave. In this way, the unit with the rotation mechanism can be used as a radar device, and the inclination of the transmission unit and the reception unit in the radar device can be corrected. Therefore, for example, when the radar device for detecting an obstacle is mounted on a moving object, the attitude of the radar device can be maintained even if the moving object is inclined. Therefore, the disturbance of the detection result of the obstacle due to the inclination of the moving body can be suppressed, and the obstacle can be detected accurately.
本発明において、前記支持体は、前記可動体と当接して前記可動体の回転範囲を規制するストッパを備えることが好ましい。このようにすると、確実に回転範囲を規制できる。例えば、前記可動体が基板を備える場合には、前記支持体は、前記基板を覆うカバーを備え、前記カバーは、前記基板と当接して前記可動体の回転範囲を規制するストッパを備えることが好ましい。このようにすると、カバーを外した状態ではストッパによる規制が行われないので、可動体を回転させてバランス調整を行うことができる。また、カバーを取り付けるだけでストッパを構成できるため、ストッパ機構を容易に構成できる。 In the present invention, it is preferable that the support includes a stopper that abuts on the movable body to restrict the rotation range of the movable body. In this way, the rotation range can be reliably restricted. For example, when the movable body includes a substrate, the support includes a cover that covers the substrate, and the cover includes a stopper that abuts on the substrate to restrict the rotation range of the movable body. preferable. In this case, since the restriction by the stopper is not performed in the state where the cover is removed, the movable body can be rotated to perform balance adjustment. Further, since the stopper can be configured only by attaching the cover, the stopper mechanism can be easily configured.
本発明において、前記支持体と前記可動体との前記軸線回りの相対位置回転における角加速度をθ´´とし、前記回転体のイナーシャをJとし、前記モータの最大トルクをTmaxとした場合に、以下の式(A)を満たすことを特徴とする。
θ´´・J>Tmax・・・・(A)
このようにすると、回転体の慣性モーメントより小さいトルクのモータで可動体の傾きを補正できる。従って、必要最小限のトルクを備えたモータで可動体の姿勢を維持することができる。
In the present invention, the angular acceleration in the relative position rotation around the axis of the support and the movable body is θ ′ ′, the inertia of the rotating body is J, and the maximum torque of the motor is Tmax. It is characterized by satisfying the following formula (A).
θ ′ ′ · J> Tmax (A)
In this way, the tilt of the movable body can be corrected with a motor having a smaller torque than the inertia moment of the rotating body. Therefore, the posture of the movable body can be maintained by the motor with the minimum necessary torque.
本発明において、前記支持体は、前記支持体を移動体に固定するための固定面を備え、前記移動体の前記軸線周りの傾きを検出する慣性センサを有し、前記回転駆動機構は、前記慣性センサの検出結果に基づいて前記可動体の姿勢を維持することが好ましい。また、前記慣性センサは、前記移動体または前記支持体の角速度および加速度を検出することが好ましい。このようにすると、慣性センサの検出結果に基づき、可動体の傾きを精度良く補正できる。また、支持体の固定面を介して支持体を移動体に固定することができ、移動体に回転機構付きユニットを統制することができる。また、移動体に搭載した回転機構付きユニットの可動体の姿勢を維持することができる。 In the present invention, the support includes a fixed surface for fixing the support to the movable body, and the inertial drive includes an inertial sensor that detects an inclination of the movable body about the axis, and the rotational drive mechanism It is preferable to maintain the posture of the movable body based on the detection result of the inertial sensor. Preferably, the inertial sensor detects an angular velocity and an acceleration of the moving body or the support. In this way, the tilt of the movable body can be accurately corrected based on the detection result of the inertial sensor. In addition, the support can be fixed to the moving body via the fixing surface of the support, and the moving body can be controlled by the unit with the rotation mechanism. Further, the posture of the movable body of the unit with a rotation mechanism mounted on the movable body can be maintained.
本発明によれば、可動体とモータのロータ部は、軸線周りに一体に回転するように連結されている。そして、回転体の重心は、回転体の軸線(回転中心軸線)上に位置するので、可動体の姿勢を維持するための必要トルクは、回転時に発生する摩擦抵抗(いわゆる、軸ロス)より大きなトルクであればよい。従って、可動体とロータ部の合計の重量にかかわらず、軸ロスより大きなトルクのモータでさえあれば、可動体の姿勢を維持することができる。よって、可動体の傾きを補正する際、トルクの大きなモータを用いる必要がなく、小型のモータで可動体の姿勢を維持することができる。また、可動体の姿勢維持のための消費電力を少なくすることができる。 According to the present invention, the movable body and the rotor portion of the motor are coupled so as to rotate integrally about the axis. Since the center of gravity of the rotating body is located on the axis of the rotating body (rotational center axis), the necessary torque for maintaining the attitude of the movable body is greater than the frictional resistance (so-called axis loss) generated during rotation. It may be torque. Therefore, regardless of the total weight of the movable body and the rotor portion, the attitude of the movable body can be maintained as long as the motor has a torque larger than the axial loss. Therefore, when correcting the tilt of the movable body, it is not necessary to use a motor with a large torque, and the posture of the movable body can be maintained by a small motor. In addition, power consumption for maintaining the posture of the movable body can be reduced.
以下、図面を参照して、本発明を適用した回転機構付きユニットの実施形態を説明する。図1は、本発明を適用した回転機構付きユニットの分解斜視図であり、図2は図1の回転機構付きユニットの断面図(図1のA−A断面図)である。回転機構付きユニット1は、支持体2と、支持体2によって軸線L回りに回転可能に支持される可動体3と、可動体3を軸線L回りに回転させる回転駆動機構4と、慣性センサ5を備えている。
Hereinafter, with reference to the drawings, an embodiment of a unit with a rotation mechanism to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is an exploded perspective view of a unit with a rotation mechanism to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the unit with a rotation mechanism in FIG. The unit with rotation mechanism 1 includes a
本明細書において、互いに直交する3方向をX方向、Y方向、Z方向とする。また、X方向の一方側をX1、他方側をX2とし、Y方向の一方側をY1、他方側をY2とし、Z方向の一方側をZ1とし、他方側をZ2とする。Z方向は軸線Lに沿う方向である。本形態の回転機構付きユニット1は撮像装置であり、可動体3は撮像用の光学モジュール10を備える。可動体3の軸線Lは光学モジュール10の光軸と一致する。また、Z方向の一方側Z1は光学モジュール10の被写体側L1であり、Z方向の他方側Z1は反被写体側L2である。可動体3の軸線L回りの回転は、光学モジュール10の光軸周りの回転(ローリング)に相当する。
In this specification, three directions orthogonal to one another are taken as an X direction, a Y direction, and a Z direction. Further, one side in the X direction is X1, the other side is X2, the one side in the Y direction is Y1, the other side is Y2, the one side in the Z direction is Z1, and the other side is Z2. The Z direction is a direction along the axis L. The unit 1 with a rotation mechanism of this embodiment is an imaging device, and the movable body 3 includes an
回転機構付きユニット1(撮像装置)は、車両や飛行体などの移動体に搭載される。あるいは、移動体に搭乗する人の頭部などに取り付けられて、ウェアラブル端末として使用される。回転機構付きユニット1は、軸線L(光軸)を前後方向に向けた姿勢を基準姿勢とする。基準姿勢において、X方向は左右方向となり、Y方向は上下方向となる。また、XZ面は水平面となる。 The rotation mechanism-equipped unit 1 (imaging device) is mounted on a mobile object such as a vehicle or an aircraft. Alternatively, it may be attached to the head of a person boarding a mobile body and used as a wearable terminal. The rotation mechanism-equipped unit 1 sets a posture in which the axis L (optical axis) is directed in the front-rear direction as a reference posture. In the reference posture, the X direction is the horizontal direction, and the Y direction is the vertical direction. In addition, the XZ plane is a horizontal plane.
かかる回転機構付きユニット1(撮像装置)は、移動体が走行中あるいは飛行中に基準姿勢から傾くと、可動体3が軸線L(光軸)周りに回転して傾くことがある。例えば、回転機構付きユニット1を搭載した2輪車を路面に対して傾けながら運転したり、回転機構付きユニット1を搭載したドローンの回頭運動が行われる場合には、可動体3が軸線Lに対して傾いて撮影画像に乱れが生じるため、撮像画像の品位が低下する。そこで、回転機構付きユニット1では、慣性センサ5を用いて、慣性センサ5の検出結果(角速度や加速度)に基づいて可動体3の傾きを補正するローリング補正を行う。
When the movable body tilts from the reference posture while the movable body is traveling or flying, the movable body 3 may rotate and tilt around the axis L (optical axis). For example, when the two-wheeled vehicle equipped with the unit with rotating mechanism 1 is operated while tilting it to the road surface, or when the drone carrying out the rotating motion of the drone equipped with the unit with rotating mechanism 1 is performed The quality of the captured image is degraded because the captured image is distorted due to the tilt. Therefore, in the unit 1 with a rotation mechanism, rolling correction is performed using the
(支持体)
図1、図2に示すように、支持体2は、ベースプレート21と、カバー22を備える。ベースプレート21とカバー22を組み立てると、Z方向(軸線L方向)から見て略長方形のケース20が構成される。ケース20の内側には、可動体3および回転駆動機構4が収容される。また、支持体2は、ベースプレート21に固定された回転駆動機構4の一部を備える。
(Support)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
(ケース)
ベースプレート21は、Z方向に対して垂直な板状のベース本体211を備えており、ベース本体211の外周縁より一回り内側には、Z方向の一方側Z1へ突出する枠部212が形成されている。枠部212の外周面には、Z方向の途中位置に段部213が形成されている。また、ベース本体211の外周縁の3箇所には、外周側へ突出する固定用突起214が形成されている。固定用突起214は、ベース本体211における上側(Y方向
の一方側Y1)の辺を除く3辺に設けられている。固定用突起214には、移動体に対して回転機構付きユニット1を固定するための固定孔215が形成されている。ベース本体211のZ方向の他方側Z2の面は、軸線Lに対して垂直な固定面216である。回転機構付きユニット1は、固定面216を移動体に当接させて移動体に固定される。また、固定用突起214には、固定孔215の内周側に位置決め孔217が形成されている。
(Case)
The
カバー22は、Z方向に対して垂直な矩形の端板部221と、端板部221の外周縁からZ方向の他方側Z2へ向かって延びる側板部222と、端板部221のX方向の略中央からZ方向の一方側Z1へ突出する凸部223を備える。凸部223は、端板部221のY方向の一方側Y1寄り(基準姿勢における上側寄り)の位置に形成されている。凸部223は、Z方向から見て円形であり、先端側に向かうに従って縮径する筒状に形成されている。凸部223の先端には円形の窓部224が形成され、窓部224にはカバーガラス225が固定されている。回転機構付きユニット1において、凸部223の中心軸線は光学モジュール10の光軸である軸線Lと一致する。
The
図2に示すように、ベースプレート21とカバー22は、カバー22の側板部222の内側にベースプレート21の枠部212が嵌まるように組み立てられる。側板部222のZ方向の途中位置には、外周側へ拡がる段部226が形成されている。カバー22側の段部226と、ベースプレート21側の段部213との間には、Oリングなどのシール部材23が配置される。また、カバー22の側板部222には、ベースプレート21の位置決め孔217とZ方向で対向する位置に位置決め突起227が形成される。ベースプレート21に対してカバー22を組み付ける際、位置決め孔217に位置決め突起227を嵌合させる。
As shown in FIG. 2, the
(回転駆動機構)
回転駆動機構4は、モータ40を備える。本形態のモータ40は、3相永久磁石モータである。図2に示すように、モータ40は、可動体3の軸線L(光学モジュール10の光軸)と、モータ40の回転軸線とが一致するように配置されている。モータ40は、モータ基板41と、モータ基板41の略中央に配置されるモータ本体40Aと、モータ基板41に実装されるモータ制御ユニット(図示省略)を備える。モータ基板41は、ベースプレート21の枠部212の内側に配置され、4隅がベース本体211に固定されている。慣性センサ5は、モータ基板41上の所定位置、例えば、図1、図2に示す破線の位置に搭載される。モータ制御ユニットは、慣性センサ5の検出結果に基づいてモータ本体40Aを駆動する。モータ基板41上にはコネクタ411が設けられ、コネクタ411にはフレキシブルプリント基板50の一端が接続される。フレキシブルプリント基板50は、コネクタ411からベース本体211の表面へ引き出される。
(Rotary drive mechanism)
The
モータ本体40Aは、モータ基板41に形成されたモータ固定孔412に固定される筒状のスリーブ42と、スリーブ42の軸線L方向の一端および他端に保持される第1軸受43Aおよび第2軸受43Bと、第1軸受43Aおよび第2軸受43Bによって回転可能に支持されるロータ部44と、スリーブ42を介してモータ基板41に固定されるステータ部45を備える。ステータ部45は、軸線Lを中心として径方向に突出する複数の突極を備える環状のステータコア451と、ステータコア451の各突極に巻き回されるコイル452を備える。
The motor
ロータ部44は、軸線L方向に延びる回転軸46と、回転軸46に固定されるロータケース47と、ロータケース47に固定されるマグネット48を備える。回転軸46は、第1軸受43Aおよび第2軸受43Bによって回転可能に支持される。ロータケース47は、軸線Lに対して垂直な円形板部471と、円形板部471の外周縁からモータ基板41側(Z方向の他方側Z2)へ向かって延びる筒状部472を備えたカップ状の部材である
。マグネット48は、筒状部472の内周面に固定される。円形板部471の中央には円形の孔が開口しており、この孔の縁からモータ基板41とは反対側(Z方向の一方側Z1)へ立ち上がる環状部473が形成されている。
The
ロータケース47は、回転軸46のZ方向の一方側Z1の端部を環状部473の内側に嵌合させることにより、回転軸46に固定されている。ロータケース47は、ステータ部45にZ方向の一方側Z1から被せられており、マグネット48は、ステータ部45の突極と径方向で対向する。回転軸46のZ方向の他方側Z2の端部は、第2軸受43BからZ方向の他方側Z2へ突出している。また、第1軸受43Aとロータケースの円形板部471との間には、環状のスペーサ49が配置されている。
The
回転駆動機構4において、モータ基板41はベースプレート21に固定されており、スリーブ42、第1軸受43Aと第2軸受43B、およびステータ部45もスリーブ42を介してベースプレート21に固定されている。すなわち、モータ基板41、スリーブ42、第1軸受43Aと第2軸受43B、およびステータ部45は、支持体2の一部を構成する。一方、ロータ部44は、後述するように、光学モジュール10を備えた可動体3と結合され、可動体3と一体になって軸線L周りに回転するように構成されている。
In the
図3はカバー22を取り外した回転機構付きユニット1の正面図および背面図であり、図3(a)は正面図(Z方向の一方側Z1から見た図)であり、図3(b)は背面図(Z方向の他方側Z2から見た図)である。図3(b)に示すように、ベース本体211には、2箇所に配線孔24、25が形成されている。配線孔24は円形孔であり、配線孔25はX方向に長い略矩形の孔である。ベースプレート21の背面側には、配線孔25を囲む筒状部26がZ方向の他方側Z2に突出している(図1参照)。図3(a)に示すように、モータ40用のフレキシブルプリント基板50は、ベースプレート21の底部に開口する配線孔25を覆うように配置される。図3(b)に示すように、フレキシブルプリント基板50に接続された端子ピン51は、フレキシブルプリント基板50から筒状部26の内側へ突出している。
FIG. 3 is a front view and a rear view of the unit 1 with a rotation mechanism with the
(可動体)
図4は、可動体3および回転駆動機構4の分解斜視図である。可動体3は、光学モジュール10と結合プレート6を備える。結合プレート6は、光学モジュール10とロータ部44との間に配置されている。本形態では、可動体3がロータ部44と一体に回転するように構成されたダイレクトドライブ方式を採用している。結合プレート6は例えば金属板であり、図2に示すように、ロータケース47の円形板部471に対してZ方向の一方側Z1から当接し、ロータケース47に溶接等により固定される。なお、溶接でなく、ネジ固定により固定してもよい。ロータケース47の環状部473は、結合プレート6に設けられた円形孔61に嵌合する。
(Movable body)
FIG. 4 is an exploded perspective view of the movable body 3 and the
光学モジュール10は、レンズユニット11と、レンズユニット11を保持するホルダ12と、ホルダ12の反被写体側L2(Z方向の他方側Z2)の端部に固定されるセンサ基板13と、センサ基板13に搭載される撮像素子14を備える。なお、センサ基板13には、撮像素子14以外の電子部品が搭載されていてもよい。レンズユニット11は、光学素子であるレンズ15を鏡筒16に組み付けて構成されている。撮像素子14は、光学モジュール10の光軸と一致する軸線L上に配置される。すなわち、撮像素子14は、レンズユニット11のレンズ15を通過した光が入射するように配置されている。図1、図4に示すように、ホルダ12は、直方体状の外形をした部材であり、レンズユニット11の反被写体側L2の端部を保持する。
The
図2に示すように、センサ基板13は、結合プレート6に対してZ方向の一方側Z1か
ら当接し、結合プレート6に固定される。これにより、結合プレート6を介して光学モジュール10とロータ部44とが一体化される。光学モジュール10、結合プレート6、および、ロータ部44は、一体に回転する回転体7を構成する。結合プレート6を介して光学モジュール10をロータ部44に固定すると、光学モジュール10は、カバー22に形成された凸部223の内側に配置される。レンズユニット11は、凸部223と同軸に配置され、レンズユニット11の先端は、凸部223の先端に設けられた窓部224に面する。従って、窓部224を通して光学モジュール10による撮像を行うことができる。
As shown in FIG. 2, the
本形態では、結合プレート6は、ロータケース47の環状部473を介してロータ部44に対して位置決めされる。また、結合プレート6とセンサ基板13とが図示しない位置決め機構によって適正に位置決めされて固定されており、その結果、光学モジュール10の光軸(軸線L)と、ロータ部44の回転軸線とが一致するように組み立てられている。つまり、光学モジュール10および結合プレート6を備えた可動体3と、ロータ部44とは一体に回転する回転体7を構成しており、回転体7は、軸線L回りに回転するように構成されている。光学モジュール10とロータ部44とを直接固定せず、結合プレート6を介して光学モジュール10とロータ部44とを結合することにより、光学モジュール10の光軸(軸線L)とロータ部44の回転軸線とを一致させるための位置決め構造を設けることが容易となる。
In the present embodiment, the
図4に示すように、センサ基板13は、円形の基板中央部131と、基板中央部131から径方向外側へ延びる延出部132、133を備える。延出部132、133は、軸線Lを中心として径方向外側へ延びており、軸線Lを基準として径方向で反対側へ向かって延びている。X方向の一方側X1へ延びている延出部132には、コネクタ134が搭載される。コネクタ134には、センサ用のフレキシブルプリント基板52の一端が接続される。図1、図3に示すように、フレキシブルプリント基板52はコネクタ134からY方向の一方側Y1へ引き出された後、略直角に屈曲されてベース本体211の側へ延び、モータ本体40Aの外周側において周方向に引き回され、ベース本体211の配線孔24(図3(b)参照)に取り付けられたコネクタ部材53に接続されている。センサ用のフレキシブルプリント基板52は、全体として略U字状に撓んで引き回されているので、光学モジュール10が軸線L回りに回転する際、フレキシブルプリント基板52が変形して、センサ基板13の軸線L回りの回転が許容される。
As shown in FIG. 4, the
(ストッパ機構)
結合プレート6は、センサ基板13より一回り大きく、センサ基板13と相似形状である。結合プレート6は、センサ基板13の基板中央部131と重なる円形の部分と、センサ基板13の延出部132、133と重なる形状で径方向外側へ延びる矩形部分を備えており、センサ基板13全体をZ方向の他方側Z2から支持する。ロータ部44と一体になって可動体3が軸線L回りに回転する際、センサ基板13の延出部132、133およびこの部分と重なる結合プレート6の部分は、軸線Lを中心として回転する。
(Stopper mechanism)
The
図2に示すように、支持体2には、カバー22の端板部221の裏面からZ方向の他方側Z2へ突出するストッパ29が形成されている。ストッパ29は、センサ基板13および結合プレート6よりZ方向の他方側Z2まで突出している。また、ストッパ29は、センサ基板13の延出部132、133の径方向外側の端部、および、延出部132、133と重なる形状で径方向外側へ延びる結合プレート6の矩形部分の径方向外側の端部よりも軸線Lに近い位置(径方向内側)に設けられている。従って、可動体3が軸線L回りに回転する際、センサ基板13および結合プレート6は、センサ基板13の延出部132、133および結合プレート6の矩形部分がストッパ29と干渉して可動体3の回転範囲が規制される。つまり、本形態では、ストッパ29は、可動体3の回転範囲を規制するストッパ機構を構成している。
As shown in FIG. 2, the
(バランス調整部)
センサ基板13において、基板中央部131からX方向の他方側X2へ延びている延出部133には、重心調整用のバランス調整部8が設けられている。バランス調整部8は、ウェイト81と、ウェイト81が固定されるウェイト配置部82を備える。本形態では、センサ基板13の延出部133の表面において、軸線Lから離れた先端側の領域にウェイト配置部82が設けられている。ウェイト81は、半田によってウェイト配置部82に固定される。バランス調整部8は、ウェイト配置部82に固定されるウェイト81の個数や重量、あるいは、固定に用いる半田の重量を調整可能に構成されている。回転機構付きユニット1は、製造時にバランス調整部8におけるウェイト81の個数や重量を調整して、回転体7の重心Gを回転体7の軸線L上に位置させるように、重心調整が行われる。なお、重心調整を行う際、ウェイト81の個数や重量だけでなく、半田の量を調整することもできる。また、ウェイト81を固定する位置をずらせて、重心を調整することもできる。
(Balance adjustment section)
In the
回転体7の重心調整を行う場合には、回転機構付きユニット1のカバー22を取り外してストッパ29による回転規制が行われない状態とし、この状態で回転機構付きユニット1を基準姿勢に設置し、可動体3を回転させて重心ずれを検査する。
When adjusting the center of gravity of the
本形態では、回転体7の重心Gが軸線L上に位置するように重心調整がなされている。このような構成では、可動体3の姿勢を維持するための必要トルクはロータ部44と支持体2とが接触している部分で発生する摩擦などの機械的損失(いわゆる、軸ロス)を上回るトルクであればよい。つまり、回転体7のイナーシャに応じたトルクで回転体7を回転させる必要はなく、軸ロスだけを考慮してモータ40のトルクを決定することができる。例えば、回転機構付きユニット1を搭載した移動体が傾くとき、支持体2に対して可動体3が軸線L回りに相対回転するが、この軸線L回りの相対位置回転が発生する場合の支持体2および移動体の角加速度をθ´´とし、回転体7のイナーシャをJとし、モータ40の最大トルクをTmaxとした場合に、以下の式(A)を満たすモータ40を用いることができる。
θ´´・J>Tmax・・・・(A)
In the present embodiment, the center of gravity is adjusted so that the center of gravity G of the
θ ′ ′ · J> Tmax (A)
式(A)の意味は、回転体7の重心Gが軸線Lからずれていた場合に、回転体7を回転させるために必要なトルク(θ´´・J)よりも、ローリング補正に用いるモータ40の最大トルクTmaxが小さいということを意味する。ロータ部44と支持体2とが接触している部分で発生する摩擦などの機械的損失(いわゆる、軸ロス)は、回転体7を慣性モーメントに逆らって回転させるための必要トルクよりも小さい。従って、本形態では、小さなトルクのモータ40を用いてローリング補正を行うことができる。
The meaning of the equation (A) is that, when the center of gravity G of the
(ローリング補正を行う際の制御)
回転機構付きユニット1において、モータ基板41には、図示しないモータ制御ユニットが実装されている。モータ制御ユニットは、慣性センサ5の検出結果に基づいてモータ40を駆動して、ローリング補正を行う。本形態では、慣性センサ5は、支持体2に搭載されている。従って、慣性センサ5は、支持体2の水平面に対する傾きを検出する。例えば、慣性センサ5は、支持体2が傾いた場合の傾きに関する情報として、支持体2の角速度、および、支持体2の加速度を検出する。モータ制御ユニットは、慣性センサ5によって検出された角速度および加速度に基づいて得られた傾きを補正する方向にモータ40を駆動する。その結果、可動体3は、基準姿勢を維持することができる。
(Control when performing rolling correction)
In the unit 1 with rotation mechanism, a motor control unit (not shown) is mounted on the
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の回転機構付きユニット1は、撮像用の光学モジュール10を備えた可動体3と、可動体3を光学モジュール10の光軸と一致する軸線L回りに回
転可能に支持する支持体2とを有しており、回転機構付きユニット1は、車両や飛行体に搭載される際、支持体2を介して移動体に固定される。回転機構付きユニット1は、可動体3を軸線L回りに回転させる回転駆動機構4を備えており、回転駆動機構4は、慣性センサ5およびモータ40を備える。従って、慣性センサ5の検出結果に基づいてモータ40を駆動してローリング補正を行うことができ、可動体3の傾きを精度良く補正できる。これにより、移動体が傾いた場合でも可動体3の姿勢を維持することができ、撮影画像の乱れを抑制することができる。
(Main effects of this form)
As described above, the unit with rotation mechanism 1 according to this embodiment can rotate the movable body 3 including the
本形態では、可動体3とモータ40のロータ部44は、軸線L周りに一体に回転するように連結されている。すなわち、可動体3とロータ部44は、軸線L周りに一体に回転する回転体7を構成している。そして、回転体7は、その重心Gが回転体7の軸線L上に位置するように重心調整がなされている。これにより、回転機構付きユニット1は、ローリング補正の際に可動体3の姿勢を維持するための必要トルクが、回転時に発生する摩擦抵抗(いわゆる、軸ロス)より大きなトルクでさえあればよい。よって、モータ40の最大トルクを小さくすることができ、トルクの小さなモータ40で可動体3の姿勢を維持することができる。これにより、回転機構付きユニット1の小型化、省電力化を図ることができる。
In the present embodiment, the movable body 3 and the
例えば、本形態では、支持体2と可動体3との軸線L回りの相対位置回転における角加速度をθ´´とし、回転体7のイナーシャをJとし、ローリング補正を行うための駆動源であるモータ40の最大トルクをTmaxとした場合に、以下の式(A)を満たすようにモータ40が選定されている。
θ´´・J>Tmax・・・・(A)
つまり、本形態では、回転体7の慣性モーメントより小さいトルクのモータ40で可動体3の傾きを補正できるので、必要最小限のトルクを備えたモータ40で可動体3の姿勢を維持することができる。従って、トルクの小さなモータ40で可動体3の姿勢を維持することができる。
For example, in the present embodiment, the angular acceleration in the relative position rotation around the axis L between the
θ ′ ′ · J> Tmax (A)
That is, in this embodiment, since the inclination of the movable body 3 can be corrected by the
本形態の可動体3は、回転体7の重心Gを調整するためのバランス調整部8を備えているため、部品の寸法誤差や組み付け誤差等による重心ずれを調整して、回転体7の重心Gが軸線L上に位置するような構成を実現できる。バランス調整部8は、ウェイト81と、ウェイト81を取り付けるためのウェイト配置部82を備える。従って、ウェイト81の位置および取付重量の一方あるいは両方を調整して、回転体7の重心Gを調整することができる。
Since the movable body 3 of this embodiment includes the
本形態では、センサ基板13にウェイト配置部82が設けられている。従って、ウェイト81の配置の自由度が高い。また、ウェイト81を固定する際に半田での固定を行うことができる。半田による固定は、接着剤により固定した場合のような硬化時間を必要としないので、ウェイト調整工程の時間短縮を図ることができる。また、半田の量により重量を微調整することができるため、精度良く重心調整を行うことができる。
In the present embodiment, the
本形態では、ウェイト配置部82は、センサ基板13の延出部133に設けられているので、軸線Lから離れた位置にウェイト81を配置することができる。従って、少ないウェイト量でバランス調整を行うことができる。また、延出部133を設けることにより、センサ基板13上にウェイト81を配置するスペースを容易に確保することができる。更に、延出部133は、可動体3の回転範囲を規制するストッパ機構としても兼用されており、カバー22から突出したストッパ29を延出部133と干渉する位置に配置することにより、可動体3の回転範囲が規制される。従って、カバー22を組み立てるだけでストッパ機構を構成でき、可動体3の回転範囲を確実に規制できる。また、カバー22を外せば回転規制を解除できるため、カバー22を外した状態で可動体3を回転させて、バラン
ス調整を行うことができる。
In the present embodiment, since the
(変形例)
(1)予め用意した固形部材のウェイト81を用いる代わりに、半田をウェイト81として用いることができる。ウェイト81が半田のみで構成されていれば、固形部材のウェイト81を別途用意する必要がないので、部品点数を少なくすることができ、調整専用の部品の在庫も減らすことができる。加えて、半田は比重が大きいので、少量で重心調整を行うことができる。また、半田であれば、微調整が容易である。従って、精度良くバランス調整を行うことができる。なお、半田でなく、他のペースト状のウェイトを用いることもできる。例えば、エポキシ樹脂に金属粒子を混入したいわゆる導電ペーストをウェイトとして用いることができる。
(Modification)
(1) Instead of using the
(2)バランス調整部8は、センサ基板13でなくホルダ12に設けることもできる。例えば、ホルダ12の外周面をウェイト配置部とし、ホルダ12の外周面にウェイトを固定することができる。レンズユニット11を保持するホルダ12は径方向の寸法が小さいので、ホルダ12にバランス調整部8を設けることにより、可動体3の径方向のサイズが大型化することを抑制できる。よって、回転機構付きユニット1の外形が径方向に大型化することを抑制できる。
(2) The
(3)バランス調整部8は、ウェイト配置部82にウェイト81を取り付ける代わりに、可動体3の一部を構成するウェイト調整部材の一部を除去して重心ずれを調整するように構成することができる。例えば、ホルダ12の全周に削りしろを設けておき、削りしろの一部を削ってウェイト調整を行うように構成することができる。このようにすると、別部材のウェイトを別途用意する必要がないので、部品点数を少なくすることができ、部品の在庫も減らすことができる。また、削る量は微調整できるため、精度良くバランス調整を行うことができる。
(3) Instead of attaching the
(4)上記形態では、慣性センサ5が支持体2に固定されているが、慣性センサ5は、回転機構付きユニット1が搭載される移動体に設けられていてもよい。支持体2は移動体に固定されているので、移動体の角速度および加速度に基づき、可動体3のローリング補正を行うことができる。
(4) Although the
(5)上記形態の回転機構付きユニット1は、軸線L回りの振れ補正であるローリング補正のみを行うように構成されているが、ローリング補正に加えて、軸線Lと直交する第1軸と、軸線Lおよび第1軸と直交する第2軸の2軸周りの振れ補正を行うように構成してもよい。例えば、モータ基板41とベースプレート21との間に揺動支持機構を設けて、モータ基板41をX軸周りおよびY軸周りに回転可能に支持するとともに、モータ基板41をベースプレート21に対してX軸周りおよびY軸周りに回転させる揺動用駆動機構を設けることができる。このようにすると、ピッチ方向の振れ補正、および、ヨー方向の振れ補正を行うことができる。
(5) The unit with a rotation mechanism 1 of the above embodiment is configured to perform only rolling correction which is shake correction around the axis L, but in addition to rolling correction, a first axis orthogonal to the axis L; It may be configured to perform shake correction about two axes of the second axis orthogonal to the axis L and the first axis. For example, a swing support mechanism is provided between the
(6)上記形態では、回転体7の回転中心線である軸線Lが光軸と一致しているが、軸線Lは光軸と一致していなくてもよい。軸線Lが光学モジュール10の光軸からずれていても、バランス調整部8により重心Gを軸線L上に位置させることができる。
(6) In the above embodiment, although the axis L which is the rotation center line of the
(他の実施形態)
上記形態では、可動体3は撮像用の光学モジュール10を備えており、回転機構付きユニット1は撮像装置として用いられるものであったが、本発明は撮像装置以外にも適用できる。例えば、ミリ波レーダやレーザレーダなどのレーダ装置に適用することができる。この場合、可動体3として、レーダ波を出射する送信部と、レーダ波の反射成分を受信す
る受信部を備える構成を採用すればよい。本発明をレーダ装置に適用すれば、レーダ装置における送信部および受信部の傾きを補正できる。従って、例えば、障害物を検知するためのレーダ装置が移動体に搭載された場合に、移動体が傾いても送信部や受信部の姿勢を維持できる。よって、移動体の傾きによる障害物の検知結果の乱れを抑制でき、正確に障害物を検知できる。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the movable body 3 includes the
1…回転機構付きユニット、2…支持体、3…可動体、4…回転駆動機構、5…慣性センサ、6…結合プレート、7…回転体、8…バランス調整部、10…光学モジュール、11…レンズユニット、12…ホルダ、13…センサ基板、14…撮像素子、15…レンズ、16…鏡筒、20…ケース、21…ベースプレート、22…カバー、23…シール部材、24、25…配線孔、26…筒状部、29…ストッパ、40…モータ、40A…モータ本体、41…モータ基板、42…スリーブ、43A…第1軸受、43B…第2軸受、44…ロータ部、45…ステータ部、46…回転軸、47…ロータケース、48…マグネット、49…スペーサ、50…モータ用のフレキシブルプリント基板、51…端子ピン、52…センサ用のフレキシブルプリント基板、53…コネクタ部材、61…円形孔、81…ウェイト、82…ウェイト配置部、131…基板中央部、132、133…延出部、134…コネクタ、211…ベース本体、212…枠部、213…段部、214…固定用突起、215…固定孔、216…固定面、217…位置決め孔、221…端板部、222…側板部、223…凸部、224…窓部、225…カバーガラス、226…段部、227…位置決め突起、411…コネクタ、412…モータ固定孔、451…ステータコア、452…コイル、471…円形板部、472…筒状部、473…環状部、G…重心、L…軸線、L1…被写体側、L2…反被写体側 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Unit with rotation mechanism, 2 ... Support body, 3 ... Movable body, 4 ... Rotation drive mechanism, 5 ... Inertial sensor, 6 ... Coupling plate, 7 ... Rotation body, 8 ... Balance adjustment part, 10 ... Optical module, 11 ... lens unit, 12 ... holder, 13 ... sensor substrate, 14 ... imaging device, 15 ... lens, 16 ... lens barrel, 20 ... case, 21 ... base plate, 22 ... cover, 23 ... sealing member, 24, 25 ... wiring hole , 26: cylindrical part, 29: stopper, 40: motor, 40A: motor body, 41: motor substrate, 42: sleeve, 43A: first bearing, 43B: second bearing, 44: rotor portion, 45: stator portion , 46: rotation shaft, 47: rotor case, 48: magnet, 49: spacer, 50: flexible printed circuit board for motor, 51: terminal pin, 52: flexible pre for sensor A connector 53, a connector 61, a circular hole 81, a weight 82, a weight arrangement portion 131, a central portion of the substrate 132, 133, an extension 134, a connector 211, a base body 212, a frame portion , 213: step portion, 214: fixing projection, 215: fixing hole, 216: fixing surface, 217: positioning hole, 221: end plate portion, 222: side plate portion, 223: convex portion, 224: window portion, 225: Cover glass, step portion, 227, positioning projection, 411, connector, 412, motor fixing hole, 451, stator core, 452, coil, 471, circular plate portion, cylindrical portion, 473, annular portion, G, ... Center of gravity, L: Axis, L1: Subject side, L2: Anti-subject side
Claims (17)
前記可動体を軸線周りに回転可能に支持する支持体と、
前記可動体を前記軸線周りに回転させる回転駆動機構と、を有し、
前記回転駆動機構は、駆動源であるモータを備え、
前記モータは、前記可動体と一体になって前記軸線周りに回転するロータ部を備え、
前記可動体と前記ロータ部を備えた回転体の重心が前記軸線上に位置することを特徴とする回転機構付きユニット。 Movable body,
A support rotatably supporting the movable body about an axis;
A rotational drive mechanism for rotating the movable body about the axis;
The rotational drive mechanism includes a motor as a drive source.
The motor includes a rotor unit that rotates around the axis integrally with the movable body,
A unit with a rotation mechanism characterized in that a center of gravity of a rotating body including the movable body and the rotor portion is positioned on the axis.
前記ウェイト調整部材の一部を除去して前記回転体の重心を調整するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の回転機構付きユニット。 The balance adjusting unit is a weight adjusting member that constitutes a part of the movable body,
The unit with a rotation mechanism according to claim 2, wherein the weight adjustment member is partially removed to adjust the center of gravity of the rotating body.
前記ウェイト配置部は、前記基板に設けられていることを特徴とする請求項5または6に記載の回転機構付きユニット。 The movable body includes a substrate on which an electronic component is mounted,
The unit with a rotation mechanism according to claim 5, wherein the weight arrangement portion is provided on the substrate.
前記バランス調整部は、前記延出部に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の回転機構付きユニット。 The substrate includes an extension extending radially outward around the axis,
The unit with a rotation mechanism according to claim 7, wherein the balance adjustment unit is provided in the extension unit.
前記バランス調整部は、前記ホルダに設けられていることを特徴とする請求項2から8の何れか一項に記載の回転機構付きユニット。 The movable body is an optical module including an optical element, a holder for holding the optical element, and an imaging element to which light having passed through the optical element is incident.
The unit with a rotation mechanism according to any one of claims 2 to 8, wherein the balance adjustment unit is provided in the holder.
前記カバーは、前記基板と当接して前記可動体の回転範囲を規制するストッパを備えることを特徴とする請求項7または8に記載の回転機構付きユニット。 The support comprises a cover covering the substrate,
The unit with a rotation mechanism according to claim 7 or 8, wherein the cover includes a stopper that abuts on the substrate to restrict the rotation range of the movable body.
θ´´・J>Tmax・・・・(A) Assuming that the angular acceleration in relative position rotation around the axis between the support and the movable body is θ ′ ′, the inertia of the rotating body is J, and the maximum torque of the motor is Tmax, the following equation ( The unit with a rotation mechanism according to any one of claims 1 to 14, wherein A) is satisfied.
θ ′ ′ · J> Tmax (A)
前記移動体または前記支持体の前記軸線周りの傾きを検出する慣性センサを有し、
前記回転駆動機構は、前記慣性センサの検出結果に基づいて前記可動体の姿勢を維持することを特徴とする請求項1から15の何れか一項に記載の回転機構付きユニット。 The support comprises a fixing surface for fixing the support to a mobile body,
It has an inertial sensor that detects an inclination of the movable body or the support around the axis,
The unit with a rotation mechanism according to any one of claims 1 to 15, wherein the rotation drive mechanism maintains the posture of the movable body based on the detection result of the inertial sensor.
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JP2016138928A (en) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 日本電産サンキョー株式会社 | Optical unit with tremor correction function |
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