JP3489531B2 - ２軸駆動機構とそれを利用した画像入力装置及び光投射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被駆動部を２軸回
転できる２軸駆動機構、及びその２軸駆動機構とカメラ
を組み合わせた画像入力装置、及びその２軸駆動機構と
投光器を組み合わせた光投射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】（２軸雲台カメラ）被駆動部を２軸回転
できる２軸駆動機構を用いた従来例として、図３９にカ
メラと２軸駆動機構を組み合わせた２軸雲台カメラを示
す。本従来例の２軸雲台カメラは、カメラ１と、Ｌ字治
具５０を回転できるモータ（モーターともいう）３Ａ
と、Ｌ字治具５０に固定されたモータ３Ｂと、モータ３
Ａ及びモータ３Ｂを制御するカメラ回転制御手段１０９
と、カメラ１からの画像を表示する画像表示手段１０６
と、を備えて構成されている。

【０００３】モータ３Ａが、カメラ回転制御手段１０９
からの制御信号に従って回転駆動されると、Ｌ字治具５
０と、Ｌ字治具５０に固定されたモータ３Ｂとカメラ１
の全てが水平方向（矢印Ａ）に回転駆動される。モータ
３Ｂが、カメラ回転制御手段１０９からの制御信号に従
って回転駆動されると、カメラ１は垂直方向（矢印Ｂ）
に回転駆動される。以上より、カメラ回転制御手段１０
９は、カメラ１を２軸回転駆動できる。カメラ１で取得
された画像は、画像表示手段１０６に送られ、表示され
る。

【０００４】図３９に示した２軸雲台カメラは、カメラ
１を垂直回転させるモータ３Ｂがカメラ１をダイレクト
ドライブする場合の一例である。市販されている２軸回
転用カメラ雲台では、ウォームギヤなどを用いて装置全
体をコンパクトにしている物も多い。しかし、いずれの
場合も、水平回転用のモータ３Ａが、カメラ１及び垂直
回転用のモータ３Ｂの両方を回転駆動しているという点
では同じである。

【０００５】（スリップリングを用いた２軸雲台カメ
ラ）図４０に、水平回転の軸回りに、いわゆるスリップ
リングを備えた２軸回転雲台カメラの従来例を示す。本
従来例は、図３９に示した第１の従来例とほぼ同様であ
るが、モータ３ＡがＬ字治具５０を回転する回転軸の回
りに、スリップリング５１が備えられている点が異な
る。スリップリング５１は、内側回転端子５１Ａと外側
回転端子５１Ｂとから構成されている。内側回転端子５
１Ａと外側回転端子５１Ｂは、互いに回転しつつ電気的
に接続されるように構成されている。外側回転端子５１
Ｂは、モータ３Ａ及びカメラ回転制御手段１０９及び画
像表示手段１０６が固定されている図示されていない装
置筐体側に固定されている。内側回転端子５１Ａには、
モータ３Ａの回転軸及びＬ字治具５０が固定されてい
る。したがって、モータ３Ａが回転駆動されると、内側
回転端子５１Ａが回転され、Ｌ字治具５０が回転され
る。

【０００６】カメラ１からの画像を伝送するケーブル
と、モータ３Ｂを制御する制御信号を伝送するケーブル
は、内側回転端子５１Ａに接続されている。外側回転端
子５１Ｂには、画像表示手段１０６に画像を伝送するケ
ーブルと、カメラ回転制御手段１０９からの制御信号を
伝送するケーブルが接続されている。カメラ回転制御手
段１０９からのモータ３Ｂに対する制御信号は、外側回
転端子５１Ｂから内側回転端子５１Ａを介してモータ３
Ｂに送られる。また、カメラ１で取得された画像は、内
側回転端子５１Ａから外側回転端子５１Ｂを介して画像
表示手段１０６に送られる。モータ３Ａの制御信号は、
カメラ回転制御手段１０９から直接送られる。

【０００７】（ミラー回転カメラ）前述した２軸雲台カ
メラは、カメラを２軸回転させることで所望の方向の画
像を取得することを目的としている。同じ目的を達成す
るものとして、カメラ前方に配置したミラーを回転させ
る方式も考えられる。図４１に、従来技術の一つとして
ミラー回転型カメラを示す。

【０００８】本従来技術のミラー回転型カメラは、上向
きに置かれたカメラ１と、カメラ１の光軸と中心軸を同
一にして配置されたリング形状のギヤであるリングギヤ
５と、モータ３Ａの回転駆動をリングギヤ５に伝達する
ためのギヤ４０と、リングギヤ５をギヤ４０を介して回
転駆動するためのモータ３Ａと、リングギヤ５に固定さ
れたミラー支柱９に回転可能なように保持されたミラー
２と、ミラー支柱９に固定されミラー２を垂直回転駆動
するモータ３Ｂと、カメラ１からの画像を取得する画像
取得手段１０３と、画像取得手段１０３で得られた画像
を回転変換処理する画像変換手段１０４と、から構成さ
れているコンピュータ１０１と、画像変換手段１０４か
ら出力された画像を表示する画像表示手段１０６と、コ
ンピュータ１０１からの制御信号に応じてモータ３Ａ及
びモータ３Ｂを制御するミラー回転制御手段１０２と、
を備えて構成されている。

【０００９】ミラー回転制御手段１０２は、コンピュー
タ１０１からの制御信号に応じてモータ３Ａ及びモータ
３Ｂを回転駆動する。モータ３Ａが回転駆動されると、
ギヤ４０を介してリングギヤ５が回転駆動される。ミラ
ー２は、リングギヤ５に固定されたミラー支柱９に保持
されているので、モータ３Ａの回転に伴ってカメラ１の
光軸回りに回転されることになる。一方、モータ３Ｂが
回転駆動されると、ミラー２は垂直方向（チルト）に回
転される。

【００１０】ところで本従来例では、カメラ１が固定さ
れ、ミラー２だけをカメラ１の光軸回りに回転させて所
望方向の画像を取得するため、図２に示すような画像が
得られることになる。図中の矢印は、撮像対象の上下方
向（矢印方向が上）を表している。このため、取得した
画像をそのまま表示すれば、上下方向が傾いた画像とな
るため、画像を回転変換してから表示する必要がある。
そこで、コンピュータ１０１は、画像取得手段１０３で
取得された画像を、画像変換手段１０４で回転変換処理
をし、画像表示手段１０６に出力する。回転変換処理の
パラメータは、ミラー２のカメラ１に対する相対回転角
度で決定される。本従来例には、ミラー２の回転角度を
検出するための図示されていない原点センサ及びエンコ
ーダが内蔵されており、コンピュータ１０１はそれらの
値を参照することでミラー２のカメラ１に対する相対回
転角度を検出できる。回転変換処理のパラメータは、こ
れを基に算出する。

【００１１】（その他）以上のように、２軸駆動機構を
用いた画像入力装置の従来例を３つ挙げて説明したが、
２軸駆動機構の応用としては、画像入力装置だけではな
く、照明ライトやパラボラアンテナの２軸回転台、ロケ
ット発射台、ロボットの関節などがある。しかし、いず
れの場合も、従来技術として説明したように、被駆動部
と、被駆動部を１軸方向に回転するモータと、前記被駆
動部と前記モータの両方を、前記モータが回転駆動させ
る方向と直交する方向に回転させるモータで構成されて
いるものが多い。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】（２軸雲台カメラ）２
軸雲台カメラの課題について説明する。２軸雲台カメラ
は、カメラ１及びモータ３Ｂが、モータ１Ａによって回
転駆動される構成となっている。カメラ１及びモータ３
Ｂが機能するためには、当然電気的接続が必要であり、
装置外部との間にはケーブル接続が存在する。したがっ
て、モータ３Ａを回転駆動する場合、一定の角度範囲内
で往復移動する場合なら問題ないが、エンドレスに回転
駆動させることが不可能となる。

【００１３】また、モータ３Ａが回転する部分には、カ
メラ１及びモータ３Ｂが含まれており、これらを回転駆
動するためのトルクが必要となる。カメラ１が大型の場
合、モータ３Ｂも比較的大きなものとなり、重くなる。
モータ３Ａはそれらを駆動するトルクを有するものにす
る必要がある。さらに、モータ３Ａの回転軸に対するモ
ータ３Ｂの配置によっては、慣性モーメントが大きくな
るという問題もある。

【００１４】（スリップリングを用いた２軸雲台カメ
ラ）スリップリングを用いた２軸雲台カメラでは、カメ
ラ１及びモータ３Ｂと装置外部との電気的接続を、スリ
ップリングにより実現するため、モータ３Ａをエンドレ
スに回転することが可能になる。しかし、カメラ１の映
像、電力、モータ３Ｂの制御、電力、そして図示されて
いないセンサ系信号などを接続する必要があり、スリッ
プリングの軸方向の寸法（図４０中のＤ）が長くなると
いう問題がある。また、スリップリングは摺動による接
触端子なので、耐久性についても問題がある。また、モ
ータ３Ａが回転する被回転部には、やはりカメラ１及び
モータ３Ｂが含まれており、モータ３Ａにはそれらを駆
動するトルクが必要となる。

【００１５】（ミラー回転カメラ）カメラを回転させる
のではなく、ミラーを回転させて所望方向の画像を取得
するミラー回転カメラでは、一般にカメラより軽量なミ
ラーを回転させるので、モータ３Ａが回転する被回転部
が軽量になる。しかし、ミラーを２軸回転させるために
は、やはり２軸のうちどちらか一方の駆動機構（この場
合はモータ３Ｂ）を、被駆動部側に搭載する必要があ
り、駆動機構の分だけ重くなる。

【００１６】また、被回転部側に搭載する駆動機構には
当然電気的な接続があり、モータ３Ａをエンドレスに回
転させることはできない。この場合も、スリップリング
を用いてモータ３Ｂ及び図示されていないセンサ系信号
を装置外部と接続すれば、モータ３Ａをエンドレスに回
転することは可能である。しかし、ミラー回転カメラの
場合は、ミラーで反射された対象物の反射光をカメラ１
に入力する必要があるため、スリップリングの内径を大
きくしておく必要がある。通常のカメラを用いた場合、
数ｃｍ以上の内径が必要となり、高価なものとなる。

【００１７】以上のように、従来技術として挙げた２軸
雲台カメラ、スリップリングを用いた２軸雲台カメラ、
ミラー回転カメラなどで用いられている２軸駆動機構で
は、駆動部と被駆動部の間に電気的接続を設けることな
く水平（パン）／垂直（チルト）回転させることができ
ない。

【００１８】また、以上の他に、上記従来技術に共通の
課題が２つある。一つは、２軸回転させるためにモータ
が２つ必要ということである。被駆動部を水平及び垂直
回転させる場合、用途によっては、ある決まったパタン
で連続して回転駆動させることがある。例えば水平方向
に連続回転させながら、垂直方向に往復移動を繰り返
し、波線を描きながら回転するような場合である。従来
例では、このような決まったパタンで駆動する場合でも
モータが２つ必要である。

【００１９】もう一つの課題は、垂直駆動に関するもの
である。被駆動部を水平及び垂直回転させる場合、一方
の回転、例えば垂直回転については、往復移動させるこ
とが多い。この場合、従来例では、モータ３Ｂを往復移
動させる必要がある。しかし、一般にモータを往復回転
させると、モータにかかる負担が大きくなり、寿命が短
くなるという問題がある。

【００２０】従って、本発明は、上記諸問題を解決し、
駆動部と被駆動部との間に電気的接続を設けずに水平方
向への回転を制限することなく水平方向及び垂直方向に
回転させるよう構成することで、軽量化や耐久性に優れ
た２軸駆動機構とそれを利用した画像入力装置及び光投
射装置をより安価に提供することを目的とする。

【００２１】また、上記の２軸駆動機構とそれを利用し
た画像入力装置及び光投射装置において、ある決まった
パタンで連続して回転駆動させる場合に対しては、１つ
のモータで構成された駆動部を用いることで、より軽量
で安価な２軸駆動機構とそれを利用した画像入力装置及
び光投射装置を提供することを目的とする。

【００２２】更に、往復移動をさせる駆動機構におい
て、モータにかかる負担を軽減し、寿命を延長させる２
軸駆動機構とそれを利用した画像入力装置及び光投射装
置を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】（請求項１） 前記目的を達成するための２軸駆動機構は、被駆動部を
回転軸Ａの回りに回転させる水平回転機構と、前記被駆
動部を前記回転軸Ａと垂直をなす回転軸Ｂの回りに回転
させる垂直回転機構と、から構成される２軸駆動機構で
あって、前記水平回転機構は、前記回転軸Ａと中心軸を
同一にして配置されたリング形状のギヤであって、前記
被駆動部を保持するリングギヤと、前記リングギヤを前
記回転軸Ａの回りに回転駆動するモータと、から構成さ
れ、前記垂直回転機構は、前記回転軸Ａと中心軸を同一
にして配置されたリング形状のギヤであって、その上面
の高さ位置が周方向に沿って変化するエンドカムギヤ
と、前記エンドカムギヤを前記回転軸Ａの回りに回転駆
動するモータと、一方の端が前記被駆動部に対して前記
回転軸Ｂの回りの回転を与えるように取り付けられると
共に、他方の端が前記エンドカムギヤの上面と相接触す
るように構成され、前記エンドカムギヤの回転を前記回
転軸Ａに沿った自らの並行移動を介して前記回転軸Ｂ回
りの垂直回転として前記被駆動部に伝達するリンク機構
と、前記他方の端が前記エンドカムギヤの上面に接触す
るように前記リンク機構を前記エンドカムギヤに押し付
ける押付手段と、から構成した。

【００２４】この構成では、前記モータを回転駆動する
ことによって前記エンドカムギヤが回転し、前記エンド
カムギヤの回転移動が前記リンク機構の並行移動として
伝達され、前記リンク機構の並行移動が前記被駆動部の
垂直回転として伝達されることにより、前記被駆動部を
前記回転軸Ｂの回りに垂直回転させることができる。こ
のため、被駆動部と駆動部の間に電気的接続を設けるこ
となく、被駆動部を２軸回転させるという、本発明の目
的を達成することができる。

【００２５】（請求項２） また、本発明の２軸駆動機構は、被駆動部を回転軸Ａの
回りに回転させる水平回転機構と、前記被駆動部を前記
回転軸Ａに沿って垂直移動させる垂直移動機構と、から
構成される２軸駆動機構であって、前記水平回転機構
は、前記回転軸Ａと中心軸を同一にして配置されたリン
グ形状のギヤであって、前記被駆動部を保持するリング
ギヤと、前記リングギヤを前記回転軸Ａの回りに回転駆
動するモータと、から構成され、前記垂直移動機構は、
前記回転軸Ａと中心軸を同一にして配置されたリング形
状のギヤであって、その上面の高さ位置が周方向に沿っ
て変化するエンドカムギヤと、前記エンドカムギヤを前
記回転軸Ａの回りに回転駆動するモータと、一方の端が
前記被駆動部に取り付けられると共に、他方の端が前記
エンドカムギヤの上面と相接触するように構成され、前
記エンドカムギヤの回転を自らの並行移動にともなって
前記回転軸Ａに沿う垂直移動として前記被駆動部に伝達
するリンク機構と、前記他方の端が前記エンドカムギヤ
の上面に接触するように前記リンク機構を前記エンドカ
ムギヤに押し付ける押付手段と、から構成した。

【００２６】この構成では、前記モータを回転駆動する
ことによって前記エンドカムギヤが回転し、前記エンド
カムギヤの回転移動が前記リンク機構の並行移動として
伝達され、前記リンク機構の並行移動がそのまま被駆動
部の垂直移動として伝達されることにより、水平回転と
垂直並行移動の２軸駆動が可能となる。

【００２７】（請求項３）さらに、前記リングギヤの回
転周期と前記エンドカムギヤの回転周期を制御する制御
手段を備えるときは、前記水平回転機構による前記被駆
動部の水平回転周期と、前記垂直回転機構による前記エ
ンドカムギヤの回転周期を同一にすることにより、前記
被駆動部を垂直回転させずに水平にのみ回転させること
が可能となる一方、これら回転周期を同一にしないこと
により、被駆動部を連続回転させた場合に、被駆動部を
該被駆動部が取りうる水平及び垂直方向の角度範囲内で
順次網羅的に回転駆動させることが可能となる。

【００２８】（請求項４）また、前記リングギヤと前記
エンドカムギヤを一つのモータで駆動した場合には、２
軸の回転駆動を一つのモータで実現することができる。

【００２９】（請求項５）この場合に、前記モータから
前記リングギヤおよび前記エンドカムギヤへの減速比を
調整する減速比調整手段を備えるときは、前記リングギ
ヤと前記エンドカムギヤに伝達する回転の減速比を同一
にしないことにより、被駆動部を連続回転させた場合、
被駆動部を該被駆動部が取りうる水平及び垂直方向の角
度範囲内で順次網羅的に回転駆動させることが可能とな
る。

【００３０】（請求項６）前記エンドカムギヤの上面
を、その中心を通る対称線に対して対称形とすることに
より、前記対称線に対して左右どちらの部分を用いた時
でも、被駆動部を同じように垂直回転させることが可能
となる。

【００３１】（請求項７）この場合に、前記エンドカム
ギヤの中心を通りかつ前記対称線に対して垂直な直線上
に前記リンク機構の他方の端が位置した時に、前記被駆
動部の垂直方向の角度あるいは位置が、垂直回転あるい
は垂直移動可能な範囲の中央値となるように設定するこ
とにより、前記被駆動部を水平からある角度位置を中心
に上下対称に垂直回転させることが可能となる。

【００３２】（請求項８）さらに、本発明の２軸駆動機
構は、被駆動部を回転軸Ａの回りに回転させる水平回転
機構と、前記被駆動部を前記回転軸Ａと垂直をなす回転
軸Ｂの回りに回転させる垂直回転機構と、から構成され
る２軸駆動機構であって、前記水平回転機構は、前記回
転軸Ａと中心軸を同一にして配置されたリング形状のギ
ヤであって、前記被駆動部を保持するリングギヤと、前
記リングギヤを前記回転軸Ａの回りに回転駆動するモー
タと、から構成され、前記垂直回転機構は、前記回転軸
Ａと中心軸を同一にして配置されたリングと、前記リン
グを前記回転軸Ａに沿って往復移動させるリング移動機
構と、一方の端が前記被駆動部に回転可能なように取り
付けられると共に、他方の端が前記リングの上面と相接
触するように構成され、前記リングの往復移動を自らの
並行移動を介して前記回転軸Ｂ回りの垂直回転として前
記被駆動部に伝達するリンク機構と、前記他方の端が前
記リングの上面に接触するように前記リンク機構を前記
リングに押し付ける押付手段と、から構成してもよい。

【００３３】この構成では、前記リング移動機構を駆動
することによって前記リングギヤが並行移動し、該リン
グギヤの並行移動が前記リンク機構の並行移動として伝
達され、該リンク機構の並行移動が前記被駆動部の垂直
回転として伝達されることにより、前記被駆動部を前記
回転軸Ｂの回りに垂直回転させることができる。このた
め、被駆動部と駆動部の間に電気的接続を設けることな
く、被駆動部を２軸回転させるという本発明の目的を達
成することができる。

【００３４】（請求項９） また、本発明の２軸駆動機構は、被駆動部を回転軸Ａの
回りに回転させる水平回転機構と、前記被駆動部を前記
回転軸Ａに沿って垂直移動させる垂直移動機構と、から
構成される２軸駆動機構であって、前記水平回転機構
は、前記回転軸Ａと中心軸を同一にして配置されたリン
グ形状のギヤであって、前記被駆動部を保持するリング
ギヤと、前記リングギヤを前記回転軸Ａの回りに回転駆
動するモータと、から構成され、前記垂直移動機構は、
前記回転軸Ａと中心軸を同一にして配置されたリング
と、前記リングを前記回転軸Ａに沿って往復移動させる
リング移動機構と、一方の端が前記被駆動部に取り付け
られると共に、他方の端が前記リングの上面と相接触す
るように構成され、前記リングの往復移動を自らの並行
移動にともなって前記回転軸Ａに沿う垂直移動として前
記被駆動部に伝達するリンク機構と、前記他方の端が前
記リングの上面に接触するように前記リンク機構を前記
リングに押し付ける押付手段と、から構成してもよい。

【００３５】この構成では、前記リング機構を駆動する
ことによって前記リングが往復移動し、該リングの往復
移動が前記リンク機構の並行移動として伝達され、該リ
ンク機構の並行移動がそのまま被駆動部の垂直移動とし
て伝達されることにより、水平回転と垂直並行移動の２
軸駆動が可能となる。

【００３６】（請求項１０）この場合に、前記リングギ
ヤの回転周期と前記リングの往復周期を制御する制御手
段を備えるときは、前記水平回転機構による前記被駆動
部の水平回転周期と、前記垂直回転機構による前記リン
グギヤの往復周期を同一にしないことにより、被駆動部
を連続回転させた場合に、被駆動部を該被駆動部が取り
うる水平及び垂直方向の角度範囲内で順次網羅的に回転
駆動させることが可能となる。

【００３７】（請求項１１）以上のように構成した２軸
駆動機構とカメラを組み合わせた画像入力装置は、カメ
ラ前方に配置されたミラーを本発明の２軸駆動機構によ
って２軸回転することにより、所望方向の画像を取得す
ることが可能になり、かつ前記目的を達成することがで
きる。

【００３８】（請求項１２）この場合に、前記ミラーを
回転させながら入力された複数の画像を合成する画像合
成手段を備えるときは、広視野角の画像を生成すること
が可能となる。

【００３９】（請求項１３）この場合に、前記画像入力
装置を机上一定高さに設置するためのスタンドを備える
ときは、前記机上または前記机上にある文書などを画像
入力することが可能となる。

【００４０】（請求項１４） さらに、以上のように構成された２軸駆動機構と光を投
射する投光器を組み合わせた光投射装置は、投光器前方
に配置されたミラーを２軸駆動機構によって２軸回転す
ることにより、所望方向に光を投射することが可能にな
る。

【００４１】

【発明の実施の形態】本発明の２軸駆動機構を、カメラ
や投光器と組み合わせた場合を例にとり、いくつかの実
施の形態を挙げて説明する。

【００４２】（第１の実施の形態：２軸駆動機構（エン
ドカムギヤ）＋カメラ）まず、本発明の第１の実施の形
態として、２軸駆動機構とカメラとを組み合わせた画像
入力装置を図１に示す。

【００４３】図１を参照すると、本発明の第１の実施の
形態は、カメラ１とこのカメラ１に像を反射させて入力
するミラー２とこのミラー２を水平方向及び垂直方向に
回転させるためのモータ３Ａ，３Ｂとを有して構成され
た画像入力部２００（点線枠内）と、モータ３Ａ及びモ
ータ３Ｂを制御するミラー回転制御手段（制御手段）１
０２と、画像取得手段１０３と画像変換手段１０４とか
らなるコンピュータ１０１と、コンピュータ１０１にお
いて処理が施された画像を表示する画像表示手段１０６
と、を備えて構成されている。この構成において、モー
タ３Ａ及びモータ３Ｂを稼働させて、ミラー２を撮像し
たい方向に向けることにより、所望方向の画像を取得す
ることが可能になる。

【００４４】コンピュータ１０１は、ミラー回転制御手
段１０２に制御信号を送る。この制御信号は、ユーザに
より入力された制御命令、若しくは、実行したプログラ
ム上においてミラー２に対して要求する制御命令に基づ
くものである。ミラー回転制御手段１０２は、コンピュ
ータ１０１から送られてきた制御信号に基づきモータ３
Ａ，３Ｂを制御する。コンピュータ１０１及びミラー回
転制御手段１０２による制御及びモータ３Ａ，３Ｂの回
転駆動によるミラー回転については、後で詳細に説明す
る。

【００４５】一方、コンピュータ１０１は、カメラ１か
ら送られてくる画像を画像取得手段１０３で取得する
が、本実施の形態の場合、後で説明するようにカメラ１
の前方でミラー２を水平方向に回転させて撮像するた
め、従来技術として説明した図３９に示す雲台カメラと
は異なり、カメラ１におけるレンズの光軸を中心として
回転された画像が取得される。すなわち、カメラ１が固
定され、ミラー２だけをカメラ１の光軸回りに回転させ
て所望方向の画像を取得するため、図２に示すような画
像が得られることになる。図中の矢印は、撮像対象の上
下方向（矢印方向が上）を表している。

【００４６】図２を参照すると明らかなように、取得し
た画像をそのまま表示すれば、上下方向が傾いた画像と
なるため、画像を回転変換してから表示する必要があ
る。そこで、コンピュータ１０１は、画像取得手段１０
３で取得された画像を、画像変換手段１０４で水平方向
への回転変換処理を施し、画像表示手段１０６に出力す
る。回転変換処理のパラメータは、ミラー２のカメラ１
に対する相対回転角度で決定される。

【００４７】画像入力部２００には、ミラー２の回転角
度を検出するための図示されていない原点センサ及びエ
ンコーダが内蔵されており、コンピュータ１０１はそれ
らの値を参照することでミラー２のカメラ１に対する相
対回転角度を検出できる。従って、画像変換手段１０４
による回転変換処理のパラメータは、この検出された原
点と相対回転角度とを基に算出する。

【００４８】以上のように本実施の形態では、ミラー２
を２軸方向に回転できる２軸駆動機構とカメラ１とを組
み合わせ、ミラー２を回転させることで、所望方向の画
像を取得し、画像表示手段１０６に表示することが可能
になる。

【００４９】（第１の実施の形態：画像入力部２００の
説明）図３は、図１に示した第１の実施の形態における
画像入力部２００の構成を示す図であり、また、図４
は、図３に示した画像入力部２００を横から見た図であ
る。

【００５０】図３及び図４を参照すると、画像入力部２
００は、カメラ本体１Ａとレンズ１Ｂから構成され、上
向きに置かれたカメラ１と、レンズ１Ｂの光軸と中心軸
を同一にして配置されたリング形状のギヤであるリング
ギヤ５と、モータ３Ａの回転駆動をリングギヤ５に伝達
するためのギヤ４Ａと、リングギヤ５をギヤ４Ａを介し
て回転駆動するためのモータ３Ａと、リングギヤ５に固
定されたミラー支柱９に回転可能なように保持されたミ
ラー２と、レンズ１Ｂの光軸と中心軸を同一にして配置
されたリング形状のギヤであって、上面と底面が平行で
はなく、一定角度をなしているエンドカムギヤ６と、モ
ータ３Ｂの回転駆動をエンドカムギヤ６に伝達するため
のギヤ４Ｂと、エンドカムギヤ６をギヤ４Ｂを介して回
転駆動するためのモータ３Ｂと、一方の端がミラー２に
回転可能なように取り付けられ、他方の端が転がり軸受
け８であって、その転がり軸受け８がエンドカムギヤ６
の上を転がるように構成されたリンク機構７と、リンク
機構７がエンドカムギヤ６と接触しながら転がるように
リンク機構７をエンドカムギヤ６に押し付けるためのバ
ネ１０と、を備えて構成されている。

【００５１】（第１の実施の形態：ミラー水平回転機構
の説明）モータ３Ａが回転駆動されると、ギヤ４Ａを介
してリングギヤ５が回転駆動される。ミラー２はミラー
支柱９に垂直方向に回転可能なように取り付けられてあ
り、ミラー支柱９はリングギヤ５に固定されているの
で、ミラー２はリングギヤ５の回転によってレンズ１Ｂ
の光軸回りに回転されることになる。すなわち、モータ
３Ａを回転駆動することにより、ミラー２をレンズ１Ｂ
の光軸回りに回転させることができる。

【００５２】（第１の実施の形態：ミラー垂直回転機構
の概要説明）一方、モータ３Ｂが回転駆動されると、ギ
ヤ４Ｂを介してエンドカムギヤ６が回転駆動される。エ
ンドカムギヤ６は、レンズ１Ｂの光軸と中心軸を同一に
して配置されたリング形状のギヤであり、上面と底面が
平行ではなく、一定角度をなしている。すなわち、円周
方向に厚みが変化しているリング状のギヤである。エン
ドカムギヤ６の形状については、いくつか考えられる
が、本実施の形態では図５に示すように上面が底面に対
して一定角度をなす単純な形状をしたエンドカムギヤを
用いている。なお、図５に示したエンドカムギヤ６は、
図示した直線（対称線）Ｍに対して左右対称形になって
いる。このような対称形にすることで、エンドカムギヤ
６の直線Ｍに関してどちらのサイドを用いた時でも、ミ
ラー２を同じように垂直回転させることが可能となる。
ただし、本発明の２軸駆動機構において、エンドカムギ
ヤ６を左右対称形にする必要は必ずしもなく、用途に応
じたミラー２の回転を実現するためには、左右非対称に
する場合も当然ある。

【００５３】エンドカムギヤ６の上面には、リンク機構
７の端に取り付けられた転がり軸受け８が、上面上を移
動可能なように接触している。リンク機構７は、図３ま
たは図４に示すようにミラー２及びミラー支柱９に取り
付けられてあり、リンク機構７が上下に並行移動するこ
とにより、ミラー２はミラー支柱９との取付部を中心に
垂直方向に回転されるようになっている。ミラー２とリ
ングギヤ５との間にはバネ１０があり、転がり軸受け８
が常にエンドカムギヤ６に接触しているように押し付け
ている。

【００５４】以上のようにモータ３Ｂ、ギヤ４Ｂ、エン
ドカムギヤ６、リンク機構７、転がり軸受け８、バネ１
０からなる機構によって、転がり軸受け８がエンドカム
ギヤ６のどの位置に接触しているかに応じてミラー２の
垂直方向の角度が決まることになる。

【００５５】（第１の実施の形態：図６のリンク機構の
説明）図６は、図３に示した画像入力部２００のミラー
回転部を横から見た図である。ミラー２は、水平方向か
らθ0 傾いた位置を基準とし、図示したように上方向へ
の回転角度をθとする。ミラー２が下方向に傾いた時
は、θは負の値になる。なお、ミラー２がθだけ傾く
と、撮像方向は、２θだけ回転する。エンドカムギヤ６
は、図５に示した形状をしており、底面から上面までの
高さの最大値がＳmax 、最小値がＳmin であり、その中
間値（Ｓmax ＋Ｓmin ）／２の高さとなる場所に転がり
軸受け８が位置する時に、ミラー２はθ＝０、すなわち
水平方向からθ0 傾いた基準位置になるようにしてお
く。

【００５６】リンク機構７は、ミラー支柱９から水平に
延ばされたリンク棒７０と回転可能なように取り付けら
れており、ミラー２とミラー支柱９との取付位置と、リ
ンク機構７とリンク棒７０との取付位置との間のリンク
棒７０に沿った距離をＬとする。

【００５７】図７を用いてミラー２の垂直回転角度θ
と、転がり軸受け８が位置する場所のエンドカムギヤ６
の底面から上面までの高さＳとの関係を求める。ΔＳ
は、ミラー２がθだけ垂直回転した時の転がり軸受け８
が位置するエンドカムギヤ６の底面から上面までの高さ
Ｓと、ミラー２が水平方向からθ0 傾いた基準位置にあ
る時、すなわちθ＝０の時の転がり軸受け８が位置する
エンドカムギヤ６の底面から上面までの高さ（Ｓmax ＋
Ｓmin ）／２との差分であり、以下の式（１）のように
表される。

【００５８】

【数１】

【００５９】従って、転がり軸受け８がΔＳだけ上下移
動すると、当然リンク機構７とリンク棒７０との取付部
もΔＳだけ上下移動する。リンク機構７がΔＳだけ上下
移動すると、リンク棒７０はθだけ回転するので、ΔＳ
とθとの関係は、以下の式（２）のようになる。

【００６０】

【数２】

【００６１】ΔＳにマイナス符号がつくのは、式（１）
の形より、ΔＳが負となる時、ミラー２がθの正方向に
回転するからである。従って、式（１）、（２）より、
高さＳとθとの関係は、次の式（３）として求められ
る。

【００６２】

【数３】

【００６３】逆に、θをＳの関数として表すと、式
（４）が得られる。

【００６４】

【数４】

【００６５】ここで、角度θには、エンドカムギヤ６の
形状で決まる上限と下限があり、それぞれをθmax 、θ
min とすると、それらは式（４）においてＳ＝Ｓmin 、
Ｓ＝Ｓmax の時のθの値なので、それぞれ式（５）及び
式（６）のようになる。

【００６６】

【数５】

【数６】

【００６７】この時、θmax とθmin との関係は、次の
式（７）となっている。

【００６８】

【数７】

【００６９】すなわち、ミラー２は水平からθ0 を中心
として垂直方向に対称な垂直回転が可能である。もし、
リンク棒７０とミラー２の角度を任意に設定できるよう
にしておけば、θ0 を所望の値に設定しておくことが可
能になる。

【００７０】（第１の実施の形態：図８のリンク機構の
説明）リンク機構としては、図６に示したもの以外にも
考えられ、例えば図８に示すような構成がある。リンク
機構７は、ミラー２に取り付けられている。この場合の
θとＳの関係を図９を用いて説明する。

【００７１】ミラー２とミラー支柱９の取付位置から、
ミラー２とリンク機構７との取付位置までのミラー２に
沿った距離をＬとすると、図７で説明した式（２）に相
当する式は、式（８）となる。

【００７２】

【数８】

【００７３】エンドカムギヤ６の形状から求まる式
（１）の関係は、この場合でも成り立つので、高さＳと
角度θとは、それぞれ式（９）及び式（１０）のように
なる。

【００７４】

【数９】

【数１０】

【００７５】この式（９）及び式（１０）は、式（３）
及び式（４）に比べ多少複雑な形になっている。さら
に、ミラー２の垂直回転角度の上限及び下限は、式（１
０）より、それぞれ式（１１）及び式（１２）となる。

【００７６】

【数１１】

【数１２】

【００７７】ここで注意しないといけないのは、θmax
とθmin との関係が次の式（１３）を満たすということ
である。

【００７８】

【数１３】

【００７９】図５及び図８に示すエンドカムギヤ６とリ
ンク機構７を用いて、Ｓ＝（Ｓmax＋Ｓmin ）／２とな
るところをθ＝０としてミラー２を垂直回転した場合、
上限と下限は対称にはならない。これは、図８に示すリ
ンク機構７の、リンク機構７とミラー２との取り付け方
法及びエンドカムギヤ６の形状に由来している。しか
し、図８に示すリンク機構７を用いる場合でも、エンド
カムギヤ６の形状を工夫することにより、｜θmax ｜＝
｜θmin ｜とすることは可能である。

【００８０】以上のように、リンク機構７の構成が予め
分かっていれば、エンドカムギヤ６のＳの値とミラー２
の垂直回転角度θの関係が求まる。

【００８１】（第１の実施の形態：エンドカムギヤの形
状を表すρとＳの関係）ところで、Ｓは、エンドカムギ
ヤ６の底面から上面までの高さである。したがって、エ
ンドカムギヤ６の形状が予め分かっているときは、Ｓ
は、図１０に示すように角度ρの関数である式（１４）
として表されるはずである。

【００８２】

【数１４】

【００８３】これについて説明する。図のようにＳ＝
（Ｓmax ＋Ｓmin ）／２となる２つの位置の一方を角度
ρ＝０とし、Ｓが増加する方向をρの正回転方向とす
る。図５に示したエンドカムギヤ６の形状は、上面が底
面に対して一定角度となるような平面となっていること
から、エンドカムギヤ６の半径をｒとすると、ＳとΔＳ
とは、それぞれ式（１５）、式（１６）となる。

【００８４】

【数１５】

【数１６】

【００８５】以上より、式（３）、（４）、（１５）、
あるいは式（９）、（１０）、（１５）を用いて、エン
ドカムギヤ６の回転角度ρと、ミラー２の垂直回転角θ
の関係を計算できる。

【００８６】図３で示す画像入力部２００には、エンド
カムギヤ６のカメラ１に対する回転角度を検出するため
の図示されていない原点センサ及びエンコーダが備えら
れている。さらに、リングギヤ５のカメラ１に対する回
転角度を検出するための図示されていない原点センサ及
びエンコーダが備えられている。したがって、検出され
た角度値を計算することによって、転がり軸受け８がエ
ンドカムギヤ６のどの位置に接触しているか、すなわち
角度ρの値を算出することができる。よって、モータ３
Ｂを回転駆動させることで、エンドカムギヤ６を回転駆
動し、ミラー２を所望の角度に垂直回転させることが可
能となる。

【００８７】式（８）はエンドカムギヤ６の形状を決定
する式と言っても良いが、エンドカムギヤ６は、式
（９）で表される図５に示した形状に限られず、これ以
外も様々なものが考えられる。例えば、ρとθを図１１
に示す関係となるようなエンドカムギヤ６の形状が存在
するはずであり、ミラー２をθだけ垂直回転させるため
の角度値ρを容易に計算することが可能となる。さら
に、図１２に示すような形状も考えられる。つまり、用
途に応じてエンドカムギヤ６の形状を決定することで、
最適なミラー回転を実現することが可能となる。

【００８８】（第１の実施の形態：ミラー２の角度φ、
θとその表現方法）以上説明した機構を有することによ
り、モータ３Ａ及びモータ３Ｂを回転駆動させると、ミ
ラー２は水平または垂直方向に様々なパターンで回転駆
動される。以下、モータ３Ａ及びモータ３Ｂの回転駆動
に伴うミラー２の動きについて説明する。

【００８９】図１３は、ミラー２の水平回転角度φと垂
直回転角度θと、ミラー２が回転駆動された時の（φ，
θ）の変化の一例を示すグラフである。垂直回転角度θ
は、エンドカムギヤ６やリンク機構７の説明において述
べたものと同じで、ミラー２がミラー支柱９回りに回転
する回転角度で、上向きに回転する方向を正としてい
る。一方、水平回転角度φは、ミラー２が、カメラ１の
光軸回りに回転するカメラ１に対する回転角度であり、
予め決められた原点位置からの水平回転角度である。ミ
ラー２は、リングギヤ５にミラー支柱９によって保持さ
れているので、ミラー２の水平回転角度φは、リングギ
ヤ５のカメラ１の光軸回りの回転角度と言うこともでき
る。リングギヤ５の回転角度は、図３などで図示されて
いない原点センサ及びエンコーダで検出することができ
る。

【００９０】図１３のグラフは、横軸にφ、縦軸にθを
とったものである。水平回転角度φについては、ミラー
２が何回転したかに関係なく回転角度位置を０〜２πで
表した。ミラー２が、水平及び垂直回転しながら駆動さ
れると、例えば図１３に示すような軌跡θ＝ｆ（φ）と
して回転の様子を表すことが可能となる。軌跡上に示さ
れたｔ1 及びｔ2 は、ミラー２がその点で表された角度
状態にある時の時間を表している。

【００９１】ここで、エンドカムギヤ６における角度ρ
と、ミラー２の水平回転角度φの関係について、数式化
することによりまとめておく。

【００９２】図１４に、画像入力部２００を真上から見
た図を示す。φは、ミラー２のカメラ１に対する水平回
転角度で、予め決められたカメラ１に対する原点と、撮
像方向がなす角度である。ρは、図１０で示したように
リンク機構７の先端に取り付けられた転がり軸受け８が
エンドカムギヤ６に接触する点の位置を示す角度であ
る。次に新しく出てきた角度ηであるが、これは、カメ
ラ１に対する原点と角度ρを決定するエンドカムギヤ６
の原点とがなす角度である。言い換えると、モータ３Ｂ
の回転駆動によりエンドカムギヤ６が回転された角度と
言うこともできる。撮像方向とリンク機構７とのなす角
度は、画像入力部２００の構造から予め決まる角度φ０
＝定数となっている。これらの角度は、すべて反時計回
りを正方向の回転とする。以上より、φとφ０とηとρ
とは、次の式（１７）なる関係が成り立っている。

【００９３】

【数１７】

【００９４】これを、式（１０）に代入し、さらに式
（４）あるいは式（１０）を用いると、結局、ミラー２
の垂直回転角度θは、ミラー２の水平回転角度、すなわ
ちリングギヤ５の回転角度であるφ及びエンドカムギヤ
６の回転角度ηを用いて表される。

【００９５】リングギヤ５とエンドカムギヤ６の回転角
度あるいは回転速度は、モータ３Ａ及びモータ３Ｂの回
転角度あるいは回転速度で決定される。したがって、コ
ンピュータ１０１及びミラー回転制御手段１０２はこれ
らの関係を用いてモータ３Ａ及びモータ３Ｂを制御し、
ひいてはミラー２を回転制御することができるというわ
けである。

【００９６】（第１の実施の形態：ミラーの動きである
５つのモードの説明）モータ３Ａ及びモータ３Ｂの回
転、停止を組み合わせることで、ミラー２は様々な動き
をする。例えば、以下に示すような５つのモードがあ
る。 リングギヤ５とエンドカムギヤ６の回転周期が同一と
なるように、モータ３Ａとモータ３Ｂを回転駆動（以
下、「第１のモード」と称する。） モータ３Ｂのみを回転駆動（以下、「第２のモード」
と称する。） モータ３Ａとモータ３Ｂをそれぞれ指定角度だけ回転
駆動（以下、「第３のモード」と称する。） リングギヤ５とエンドカムギヤ６の回転周期が同一と
ならないように、モータ３Ａとモータ３Ｂを同時に回転
駆動（以下、「第４のモード」と称する。） モータ３Ａのみを回転駆動（以下、「第５のモード」
と称する。）

【００９７】以下、上記５つのモードについてミラー２
がどのように回転されるかを、図１３で示したグラフの
表示形式を適用して説明する。ただし、エンドカムギヤ
６としては、図５に示したものを用いた場合とする。ま
た、リングギヤ５の回転角速度をＶφ、エンドカムギヤ
６の回転角速度をＶηとする。

【００９８】（第１のモード）リングギヤ５とエンドカ
ムギヤ６の回転速度が同一、すなわちＶφ＝Ｖη≠０に
なるようにモータ３Ａとモータ３Ｂを駆動すると、転が
り軸受け８がエンドカムギヤ６に接触する位置が変化し
ない。したがって、リンク機構７は上下に並行移動され
ることはないため、ミラー２は垂直回転されないことに
なる。よって、ミラー２は、図１５に示すように、垂直
回転角度がθc の状態で水平回転駆動される。θc は、
転がり軸受け８が、エンドカムギヤ６がどの位置に接触
しているかによって決まる。すなわち、本モードの回転
駆動に入る時の角度ηで決まる。

【００９９】ミラー２が（φs ，θs ）の停止状態か
ら、垂直回転角度θc での連続水平回転駆動に移行する
場合のモータ３Ａ及びモータ３Ｂの駆動の様子を図１６
に示す。図１６の（ａ）は、横軸が時間、縦軸がリング
ギヤ５の水平回転速度Ｖφ、図１６の（ｂ）は、横軸が
時間、縦軸がミラー２の垂直回転角度θ、のグラフであ
る。

【０１００】図示したように、回転速度（角速度ともい
う）Ｖφが、０から一定回転速度Ｖφc まで加速し、そ
の後一定となるようにモータ３Ａを回転駆動し、かつ、
垂直回転角度θが、θs からθc になるまでエンドカム
ギヤ６の回転角度速度Ｖρを調節しながらモータ３Ｂを
回転駆動し、その後停止させると、ミラー２は、図１６
の（ｃ）に示すように動く。ミラー２は最初、（φs ，
θs ）の位置で停止状態にあり、その後矢印１６Ａで示
す軌跡を移動し、その後、矢印１６Ｂで示す水平回転に
移行し、矢印１６Ｃで示す連続回転を続ける。

【０１０１】（第２のモード）モータ３Ａを回転駆動さ
せないと、リングギヤ５は回転しないため、ミラー２は
水平回転されない。この状態で、モータ３Ｂを回転させ
ると、エンドカムギヤ６が回転して、ミラー２は垂直回
転する。つまり、Ｖφ＝０、Ｖη≠０、とすればミラー
２は垂直方向にのみ回転駆動される。もし、モータ３Ｂ
を回転し続ければ、エンドカムギヤ６が連続回転するこ
とになり、ミラー２は、図１７に示すように水平回転角
度がφc の状態で垂直方向に往復移動する。φc は、垂
直往復移動に入る時のリングギヤ５の位置で決まる。

【０１０２】また、垂直往復移動のパタンは、エンドカ
ムギヤ６の形状を表す式（８）であるＳ＝Ｓ（ρ）で決
まるが、例えば図５に示したエンドカムギヤ６の場合で
は、エンドカムギヤ６が１回転すると１往復する往復移
動になる。この第２のモードでも、ある停止状態から連
続垂直往復移動にスムーズに移行することが可能となる
が、図１６を用いて第１のモードの後半で説明した駆動
パタンと同様に実現することができるため、説明は省略
する。

【０１０３】（第３のモード）第１、第２のモードで説
明したように水平、垂直回転が可能であるということ
は、当然、指定された目標位置にミラー２を回転し、位
置決めすることも可能である。例えば、停止状態（φs
，θs ）から指定目標値（φe ，θe ）への移動は、
図１８に示すようになる。この場合も、モータ３Ａとモ
ータ３Ｂを同時に駆動して、それぞれが目標値に到達す
るようにすることで、スムーズなミラー回転を実現でき
る。この時、リングギヤ５の回転角度量は、φe −φs
とすれば良い。

【０１０４】一方、エンドカムギヤ６の回転角度量は、
リングギヤ５が停止している時に、θs をθe にするた
めに必要な回転角度量Δηに、リングギヤ５の回転角度
量φe −φs だけ足した角度量（Δη＋φe −φs ）と
なる。これは、エンドカムギヤ６とリングギヤ５との回
転角度の差分によって、角度ρが変化し、ミラー２の垂
直角度θが変化するからである。

【０１０５】以上は、モータ３Ａとモータ３Ｂを同時駆
動して指定角度に移動させる場合であるが、もちろん、
制御系の制限等の理由で、モータ３Ａを駆動してφs →
φe（矢印１８Ａ）とした後、モータ３Ｂを駆動してθs
→θe （矢印１８Ｂ）としても良い。

【０１０６】（第４のモード）リングギヤ５とエンドカ
ムギヤ６の回転速度が同一とならないようにモータ３Ａ
及びモータ３Ｂを同時回転駆動した時のミラー２の動き
の一例を図１９に示す。グラフには、本モードで連続回
転した時の第ｎ週目の軌跡と、第（ｎ＋１）周目の軌跡
を示してある。ただし、ｎ＝１、２、３、・・・であ
る。

【０１０７】第ｎ周目の軌跡を見ると、まずφに対して
θが減少して負となり、θmin になったところで増加に
転じ、θmax まで増加して再び減少している。これは、
リングギヤ５の回転角速度Ｖφが、エンドカムギヤ６の
回転角速度Ｖηよりも速い場合であり、また第ｎ周目の
回転が、φ＝０の時、転がり軸受け８が、図５に示した
形状のエンドカムギヤ６のρ＝０の場所にあったと考え
られる。

【０１０８】さて、図１９のφt について考える。φt
は、角度θの変化が一周期する間にリングギヤ５が回転
する角度である。角度θの変化が一周期するのに要する
時間をｔとし、リングギヤの回転角速度Ｖφが、エンド
カムギヤ６の回転角速度Ｖηより速いと仮定すると、リ
ングギヤ５は、時間ｔの間に１周（２π）して、さらに
エンドカムギヤ６が時間ｔの間に回転される分だけ回転
する必要があるので、φt は、式（１８）のようにな
る。

【０１０９】

【数１８】

【０１１０】一方、リングギヤの回転角速度Ｖφが、エ
ンドカムギヤ６の回転角速度Ｖηより遅いと仮定する
と、エンドカムギヤ６は、時間ｔの間に１周（２π）し
て、さらにリングギヤ５が時間ｔの間に回転される分だ
け回転する必要があるので、φt は、式（１９）のよう
になる。

【０１１１】

【数１９】

【０１１２】したがって、ＶφとＶηの大小関係及び式
（１２）、（１３）を比較すると、φt は、式（２０）
のように表すことができる。

【０１１３】

【数２０】

【０１１４】ただし、Ｋ＝Ｖη／Ｖφであり、｜｜は絶
対値記号である。

【０１１５】式（１４）は、ＶηとＶφの比Ｋを変える
ことで、ミラー２の動きが様々に変化することを示して
いる。例えば、図１９に示したグラフでは、Ｋ＝約０．
０７程度にした時のミラー２の動きである。

【０１１６】また、Ｖφ＝Ｖη、すなわちＫ＝１とする
とφt ＝∞となるが、これは第１のモードで示した水平
回転になることから理解できる。一方、Ｖη≠０かつＶ
φ＝０とすると、Ｋ＝∞となり、φt ＝０となるが、こ
れは第２のモードで示した垂直回転になることから理解
できる。

【０１１７】また、Ｋを０に近づければ、φt は２πに
近づき、ミラー２の動きは図２０に示すようになる。と
ころで、φt の分母は絶対値形式となっているので、φ
t を２πに近づけるためには、Ｋを２に近づけることで
も実現できる。この場合は、エンドカムギヤ６がリング
ギヤ５のほぼ２倍の速度で回転していることになる。こ
の場合、エンドカムギヤ６がリングギヤ５よりも速く回
転するため、転がり軸受け８がエンドカムギヤ６の底面
から上面までの高さＳを低くする方向に移動し、リンク
機構７が下方移動し、ミラー２の垂直角度θが増加す
る。このため、ミラー２は、φ＝０の位置から回転開始
直後に、θが増加する変化を示す。つまり、図２０に示
したミラー２の軌跡を、θ＝θ0 の直線で反転させた軌
跡となる。

【０１１８】次に、Ｋを１に近づければ、φt は大きく
なり、ミラー２の動きは図２１に示すようになる。逆
に、Ｋを大きくすれば、すなわちＶφに比べＶηを大き
くすれば、φt は小さくなり、ミラー２の動きは図２２
に示すようになる。図２２の第ｎ周目の軌跡を見ると、
図１９の場合と異なり水平角度φ＝０の位置から角度θ
が増加している。これは、前述したＫ＝２の場合と同様
に、Ｖη＞Ｖφとなっているためである。

【０１１９】このように第４のモードでは、適当なＫを
選び、ミラー２を連続回転させると、ミラー２は（φ，
θ）空間を網羅的に回転されることになる。この機能
は、後で述べる本発明の第２の実施の形態において画像
合成により広視野画像を得る時に役立つ。

【０１２０】次に、グラフ中に示したΔθについて説明
する。リングギヤ５が、モータ３Ａにより回転駆動さ
れ、ちょうど３６０°（２πラジアン）回転する間、す
なわち原点の位置に戻って来る間に、エンドカムギヤ６
もモータ３Ｂにより回転駆動されている。リングギヤ５
が１回転するのに要する時間は、その水平回転周期Ｔφ
であり、Ｔφは、リングギヤ５の回転角速度Ｖφを用い
て、式（２１）のように表される。

【０１２１】

【数２１】

【０１２２】このＴφの間にエンドカムギヤ６が回転さ
れる回転角度をΔηとすると、Δηは、式（２２）とな
る。

【０１２３】

【数２２】

【０１２４】このΔηに相当する角度ρの変化分Δρ
は、式（１１）により求まるが、ミラー２は原点の位置
に戻ってきているのでφに変化はなく、φ0 ＝定数であ
ることから、結局、ΔηとΔρとの関係は、式（２３）
のようになる。

【０１２５】

【数２３】

【０１２６】グラフ中に示すΔθは、このΔρに起因す
るミラー２の垂直回転角度変化である。つまり、リング
ギヤ５が１回転する間に、エンドカムギヤ６がΔρだけ
回転しているので、その分だけミラー２が垂直回転し、
その回転角度量がΔθというわけである。Δθの値を求
めるためには、式（１０）及び式（４）または式（１
０）の微分形を求め、ρ及びΔρを代入すれば良いが、
例えば、エンドカムギヤ５としては図５に示したもの、
リンク機構７としては図６に示したものを用いた場合に
ついては、次の式（２４）が得られる。

【０１２７】

【数２４】

【０１２８】コンピュータ１０１とミラー回転制御手段
１０２は、以上の計算結果に基づいてモータ３Ａ及びモ
ータ３Ｂを制御すれば良い。

【０１２９】（第５のモード）エンドカムギヤ６として
図５に示したものを用い、ミラー２を水平回転させるた
めのモータ３Ａのみを回転させると、ミラー２は図２３
のような動きをする。ただし、図中の軌跡は、水平回転
角度φ＝０の時、垂直回転角度θ＝０となるように、す
なわち転がり軸受け８がエンドカムギヤ６上のρ＝０の
位置に来るように、リングギヤ５及びエンドカムギヤ６
を位置決めしておいた場合のものである。

【０１３０】第５のモードにおいては、図１２に示した
エンドカムギヤ６を用いた場合のミラー２の動きについ
ても説明しておく。図２４及び図２５は、図１２で示し
たエンドカムギヤ６を用いた場合の画像入力部２０１の
構成及びそれを横から見た図である。モータ３Ａのみを
回転駆動させると、ミラー２は図２６に示すような動き
になる。このように、エンドカムギヤ６の形状Ｓ＝Ｓ
（ρ）を工夫することで、モータ３Ａのみを回転させる
だけでも、ミラー２の動きにバリエーションを持たせる
ことが可能となる。

【０１３１】（第２の実施の形態：モータ１つの２軸駆
動機構（エンドカムギヤ）＋カメラ）図２７は、本発明
の第２の実施の形態の構成を示す図である。前述した本
発明の第１の実施の形態では、リングギヤ５とエンドカ
ムギヤ６を、それぞれ異なるモータ３Ａ及びモータ３Ｂ
で駆動していたのに対し、本実施の形態では、一つのモ
ータ３でリングギヤ５とエンドカムギヤ６を駆動してい
る。それ以外については、第１の実施の形態と同様の構
成であるため、以下その相違点である画像入力部につい
て説明する。

【０１３２】（第２の実施の形態：画像入力部２０２の
説明）本実施の形態の画像入力部２０２は、カメラ本体
１Ａとレンズ１Ｂから構成され、上向きに置かれたカメ
ラ１と、レンズ１Ｂの光軸と中心軸を同一にして配置さ
れたリング形状のギヤであるリングギヤ５と、リングギ
ヤ５に固定されたミラー支柱９に回転可能なように保持
されたミラー２と、レンズ１Ｂの光軸と中心軸を同一に
して配置されたリング形状のギヤであって、上面と底面
が平行ではなく、一定角度をなしているエンドカムギヤ
６と、モータ３の回転駆動をリングギヤ５に伝達するた
めのギヤ４０と、モータ３の回転駆動をエンドカムギヤ
６に伝達するためのギヤ４１と、リングギヤ５をギヤ４
０を介して回転駆動し、かつエンドカムギヤ６をギヤ４
１を介して回転駆動するためのモータ３と、一方の端が
ミラー２に回転可能なように取り付けられ、他方の端が
転がり軸受け８であって、その転がり軸受けがエンドカ
ムギヤ６の上を転がるように構成されたリンク機構７
と、リンク機構７がエンドカムギヤ６と接触しながら転
がるようにリンク機構７をエンドカムギヤ６に押し付け
るためのバネ１０と、を備えて構成されている。

【０１３３】なお、図２７に示した画像入力部２０２の
エンドカムギヤ６は、図５に示した形状のものを用いて
いる。また、画像入力部２０２には、第１の実施の形態
における画像入力部２００と同様に、リングギヤ５とエ
ンドカムギヤ６との回転角度を検出するための図示され
ていない原点センサ及びエンコーダが内蔵されている。
これらの値を参照することにより、角度φ、ρ、ηを算
出でき、さらにはθも計算できる。

【０１３４】（第２の実施の形態：ミラー回転機構の説
明）モータ３が回転駆動されると、ギヤ４０を介してリ
ングギヤ５が、ギヤ４１を介してエンドカムギヤ６が、
同時に回転駆動される。リングギヤ５の回転に伴い、ミ
ラー２は水平回転駆動され、エンドカムギヤ６の回転に
伴い、第１の実施の形態で説明したしくみによりミラー
２は垂直回転駆動される。この時、ギヤ４０による減速
比と、ギヤ４１による減速比とが問題となる。もし、減
速比を同一にすれば、ミラー２は、第１の実施の形態の
説明において、図１５を用いて説明した第１のモードと
同様の動きになってしまう。しかも、エンドカムギヤ６
だけを回転させることができないため、第１の実施の形
態のように任意の垂直角度での水平回転もできない。

【０１３５】しかし、もし異なる減速比となるようにギ
ヤ４０及び４１を選定すれば、ミラー２は、第１の実施
の形態において、図１９を用いて説明した第４のモード
と同様の動きを実現できる。この時、モータ３の回転速
度をＶ、ギヤ４０及び４１の減速比をそれぞれＮφ、Ｎ
η、リングギヤ５及びエンドカムギヤ６の回転速度をそ
れぞれＶφ、Ｖηとすると、それぞれの関係は、次の式
（２５）により表される。

【０１３６】

【数２５】

【０１３７】したがって、ＶηとＶφの比Ｋは、次の式
（２６）のようになる。

【０１３８】

【数２６】

【０１３９】これは、ギヤ４０及び４１を適当に選ぶこ
とで、Ｋを任意の値にすることができ、第１の実施の形
態の説明で示した図１９〜２２に示すように、ミラー２
を様々なパタンで回転駆動させることが可能になること
を示している。すなわち、本実施の形態に係るギヤ４
０，４１は、本発明の減速比調整手段を構成する。

【０１４０】以上のように、本実施の形態では、上記第
４のモードを一つのモータで実現することができ、エン
ドカムギヤ６の形状や、ギヤ４０及び４１の減速比を選
定することで、図１９に示すΔφを所望の値にすること
により、ミラー２を様々なパタンで回転駆動することが
可能になる。

【０１４１】（第３の実施の形態：２軸駆動機構（エン
ドカムギヤ）＋複数画像合成カメラ）図２８は、本発明
の第３の実施の形態の構成を示す図である。図２８を参
照すると、本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の
形態における画像入力部２００と同様の構成である画像
入力部２００（点線枠内）と、モータ３Ａ及びモータ３
Ｂを制御するミラー回転制御手段（制御手段）１０２
と、画像取得手段１０３と画像変換手段１０４と画像合
成手段１０５とからなるコンピュータ１０１と、画像表
示手段１０６と、を備えて構成されている。

【０１４２】コンピュータ１０１は、ミラー回転制御手
段１０２に制御信号を送る。ミラー回転制御手段１０２
は、コンピュータ１０１から送られてきた制御信号に基
づきモータ３Ａ，３Ｂを制御する。ミラー２は、モータ
３Ａ及びモータ３Ｂの回転駆動に応じて、回転駆動され
る。モータ３Ａと３Ｂの駆動パタンによって、ミラー２
がどのように回転されるかは、第１の実施の形態の説明
において詳しく述べた。

【０１４３】一方、コンピュータ１０１は、画像取得手
段１０３で取得されたカメラ１からの画像を、画像変換
手段１０４において第１の実施の形態と同様に回転変換
する。第１の実施の形態では、この回転変換された画像
をそのまま画像表示手段１０６に出力しているが、本実
施の形態では、回転変換された画像を、さらに画像合成
手段１０５で合成し、この合成された画像を画像表示手
段１０６に出力する。したがって、第１の実施の形態の
画像入力装置２００は、ミラー２を回転させることで所
望の方向の画像を取得することを目的としていたのに対
し、本実施の形態の画像入力装置は、ミラー２を回転さ
せて、複数の画像を取得し、それらを合成することで広
視野画像を得ることを目的としている。

【０１４４】ミラー２が、垂直回転することなく水平に
のみ回転している場合、すなわち第１の実施の形態の説
明で述べた第１のモードの場合の画像取得、変換、合成
の様子を図２９に示す。第１の実施の形態で、図２を用
いて説明したのと同様に画像を回転変換し、撮像対象の
上下方向を揃える。画像合成手段１０５は、回転変換さ
れた画像を合成する。合成する際の画像間の重なり具合
は、ミラー２の水平及び垂直回転角度を検出する図示さ
れていない原点センサ及びエンコーダによる検出値も参
照して合成する。合成された広視野画像は、回転変換さ
れた複数画像が合成されたものなので、上下部分はギザ
ギザ状となっている。したがって、画像表示手段１０６
へは、中央の矩形部分を切り出して出力する。

【０１４５】次に、ミラー２が垂直方向にも回転されて
いる場合の画像合成について説明する。図３０は、ミラ
ー２が第１の実施の形態の説明の中で示した図１９に示
すように回転された場合の画像合成の様子である。図１
９では、ある１回転の画像合成の様子だけを示したが、
第４のモードで説明したように周期のずれた回転をくり
かえすことによって、１回転ではカバーできない領域に
ついても画像が生成され、最終的には、矩形で示された
広視野画像が得られる。このようにミラー２が垂直回転
させた状態で画像合成することで、広視野画像の垂直画
角を拡張することが可能になる。

【０１４６】（第４の実施の形態： ２軸駆動機構＋デ
スクスタンド型カメラ）本発明の第４の実施の形態を図
３１に示す。図３１を参照すると、本発明の第４の実施
の形態は、画像入力部２０４（点線枠内）と、画像入力
部２０４を机上一定高さに固定するためのスタンド６０
と、モータ３Ａ及びモータ３Ｂを制御するためのミラー
回転制御手段１０２と、画像取得手段１０３と画像変換
手段１０４と画像合成手段１０５とからなるコンピュー
タ１０１と、画像表示手段１０６と、を備えて構成され
ている。モータ３Ａ及びモータ３Ｂを回転して、ミラー
２を撮像したい方向に向けることにより、所望方向の画
像を取得することが可能になる。

【０１４７】コンピュータ１０１は、ミラー回転制御手
段１０２に制御信号を送る。ミラー回転制御手段１０２
は、コンピュータ１０１から送られてきた制御信号に基
づきモータ３Ａ，３Ｂを制御する。コンピュータ１０１
及びミラー回転制御手段１０２による制御及びモータ３
Ａ，３Ｂの回転駆動によるミラー回転については、後で
詳細に説明する。

【０１４８】一方、コンピュータ１０１は、カメラ１か
ら送られてくる画像を画像取得手段１０３で取得する
が、本実施の形態の場合も、後で説明するようにカメラ
１の前方でミラー２を回転させて撮像するため、第１の
実施の形態と同様に回転された画像が取得される。すな
わち、カメラ１が固定され、ミラー２だけをカメラ１の
光軸回りに回転させて所望方向の画像を取得するため、
図２に示すような画像が得られることになる。そこで、
コンピュータ１０１は、画像取得手段１０３で取得され
た画像を、画像変換手段１０４で回転変換処理をし、画
像表示手段１０６に出力する。また、第３の実施の形態
と同様に、回転変換された画像を、画像合成手段１０５
で合成し、この合成された画像を画像表示手段１０６に
出力することもできる。

【０１４９】回転変換処理のパラメータは、ミラー２の
カメラ１に対する相対回転角度で決定される。画像入力
部２０４には、ミラー２の回転角度を検出するための図
示されていない原点センサ及びエンコーダが内蔵されて
おり、コンピュータ１０１はそれらの値を参照すること
でミラー２のカメラ１に対する相対回転角度を検出でき
る。回転変換処理のパラメータは、これを基に算出す
る。

【０１５０】以上のように本実施の形態では、ミラー２
を２軸方向に回転できる２軸駆動機構と、カメラを組み
合わせ、ミラー２を回転させることで、所望方向の画像
を取得し、画像表示手段１０６に表示することが可能に
なる。

【０１５１】（第４の実施の形態：画像入力部２０４の
説明）図３２は、図３１に示した第４の実施の形態にお
ける画像入力部２０４の構成を示す図、また、図３３
は、図３２に示した画像入力部２０４を横から見た図で
ある。

【０１５２】本実施の形態における画像入力部２０４
は、第１の実施の形態における画像入力部２００と比
べ、２軸駆動機構の配置の仕方が異なる。すなわち、第
１及び第３の実施形態における画像入力部２００では２
軸駆動機構のモータ３Ａやモータ３Ｂは、カメラ１の周
囲に配置されていた。これに対し、本実施の形態におけ
る画像入力部２０４では、ミラー２だけでなく２軸駆動
機構全体をカメラ前方に配置、すなわち、カメラ１側か
ら見てミラー２の背後に２軸駆動機構を配置した。

【０１５３】画像入力部２０４と画像入力部２００の相
違点は、基本的には２軸駆動機構の配置方法だけであ
り、制御方式などについては第１の実施の形態と同じで
ある。したがって、２軸駆動機構の構成や、ミラー２の
回転モード等についての説明は省略する。

【０１５４】（第５の実施の形態：２軸駆動機構（エン
ドカムギヤ）＋投光器）第１〜４の実施の形態では、本
発明であるエンドカムギヤ６を用いた２軸駆動機構と、
カメラを組合わせた実施の形態について述べた。しか
し、本発明の２軸駆動機構は、光を発する投光器と組み
合わせることも可能である。すなわち、第１〜４の実施
の形態では、対象物からの反射光を、２軸駆動機構で回
転されるミラーによって光路変換し、カメラに入力する
ものであるが、逆に投光器から発せられた光を２軸駆動
機構で回転されるミラーによって光路変換し、対象物に
投射することもできるのである。投光器としては、液晶
プロジェクタやレーザポインタなどが考えられる。そこ
で、本発明である２軸駆動機構と、液晶プロジェクタを
組み合わせた装置を第５の実施の形態として以下で説明
する。

【０１５５】図３４は、本発明の第５の実施の形態の構
成を示す図である。図３４を参照すると、本発明の第５
の実施の形態は、光投射部２０３（点線枠内）と、モー
タ３Ａ及びモータ３Ｂを制御するミラー回転制御手段
（制御手段）１０２と、画像生成手段１０７と画像変換
手段１０４とからなるコンピュータ１０１と、を備えて
構成されている。モータ３Ａ及びモータ３Ｂを回転し
て、ミラー２を投影したい方向に向けることにより、所
望方向に画像を投射することが可能になる。

【０１５６】光投射部２０３は、本発明の第１の実施の
形態の説明で示した図３の画像入力部２００において、
カメラ１を液晶プロジェクタ１１に置き換えたもので、
液晶プロジェクタ１１についても投射方向を上向きにし
て置かれている。液晶プロジェクタ１１の前方に配置さ
れたミラー２を回転する２軸駆動機構は、画像入力部２
００のそれと同じ構成である。したがって、本実施の形
態の説明においては、２軸駆動機構についての説明は省
略する。以下、コンピュータ１０１、ミラー回転制御手
段１０２、光投射部２０３の間の制御及び画像の流れに
ついて説明する。

【０１５７】コンピュータ１０１は、ミラー回転制御手
段１０２に制御信号を送る。ミラー回転制御手段１０２
は、コンピュータ１０１から送られてきた制御信号に基
づきモータ３Ａ，３Ｂを制御する。コンピュータ１０１
及びミラー回転制御手段１０２による制御及びモータ３
Ａ，３Ｂの回転駆動によるミラー回転については、第１
の実施の形態において説明した。

【０１５８】一方、コンピュータ１０１は、投射すべき
画像を画像生成手段１０７で生成する。ただし、画像生
成手段１０７で生成される画像は、ミラー２の回転を考
慮していない画像である。そこで、画像変換手段１０８
は、画像生成手段１０７で生成された画像を、ミラー２
を介して投射された時に、画像の上下方向が所望の方向
になるように回転変換処理し、液晶プロジェクタ１１に
送る。液晶プロジェクタ１１は、画像変換手段１０８か
ら送られてきた画像を投射する。液晶プロジェクタ１１
から投射された光は、ミラー２で光路変換されて対象物
に投射される。

【０１５９】本実施の形態では、投光器として液晶プロ
ジェクタ１１を用いたが、例えばレーザポインタでも良
いし、照明用ライトでも構わない。いずれにしても、本
発明の２軸駆動機構を組み合わせることで、所望の光、
あるいは画像情報を含んだ投射光を、所望の方向に投射
することが可能になる。

【０１６０】（第６の実施の形態：２軸駆動機構（リン
グギヤ並行移動）＋カメラ）次に、本発明の第６の実施
の形態を図３５に示し、その構成及び機能を説明する。
図３５を参照すると、本発明の第６の実施の形態は、画
像入力部２０５（点線枠内）と、モータ３Ａ及びモータ
３Ｂを制御するミラー回転制御手段（制御手段）１０２
と、画像取得手段１０３と画像変換手段１０４とからな
るコンピュータ１０１と、画像表示手段１０６と、を備
えて構成されている。モータ３Ａ及びモータ３Ｂを回転
して、ミラー２を撮像したい方向に向けることにより、
所望方向の画像を取得することが可能になる。

【０１６１】コンピュータ１０１は、ミラー回転制御手
段１０２に制御信号を送る。ミラー回転制御手段１０２
は、コンピュータ１０１から送られてきた制御信号に基
づきモータ３Ａ，３Ｂを制御する。コンピュータ１０１
及びミラー回転制御手段１０２による制御及びモータ３
Ａ，３Ｂの回転駆動によるミラー回転については、後で
詳細に説明する。

【０１６２】一方、コンピュータ１０１は、図１に示し
た本発明の第１の実施の形態と同様に、画像取得手段１
０３でカメラ１からの画像を取得し、画像変換手段１０
４で画像取得手段１０３で取得された画像を回転変換処
理し、画像表示手段１０６に送る。画像表示手段１０６
では、コンピュータ１０１から送られてきた画像を表示
する。

【０１６３】以上のように本実施の形態でも第１の実施
の形態と同様に、ミラー２を２軸方向に回転できる２軸
駆動機構と、カメラを組み合わせ、ミラー２を回転させ
ることで、所望方向の画像を取得し、画像表示手段１０
６に表示することが可能になる。

【０１６４】（第６の実施の形態：画像入力部２０５の
説明）図３６は、図３５に示した第６の実施の形態にお
ける画像入力部２０５の構成を示す図である。図３７
は、図３６に示した画像入力部２０５を横から見た図で
ある。

【０１６５】図３６及び図３７を参照すると、本画像入
力部２０５は、カメラ本体１Ａとレンズ１Ｂから構成さ
れ、上向きに置かれたカメラ１と、レンズ１Ｂの光軸と
中心軸を同一にして配置されたリング形状のギヤである
リングギヤ５と、モータ３Ａの回転駆動をリングギヤ５
に伝達するためのギヤ４Ａと、リングギヤ５をギヤ４Ａ
を介して回転駆動するためのモータ３Ａと、リングギヤ
５に固定されたミラー支柱９に回転可能なように保持さ
れたミラー２と、レンズ１Ｂの光軸と中心軸を同一にし
て配置されたリング１２と、モータ３Ｂの回転をリング
１２の並行移動に変換して伝達するウォームギヤ（リン
グ移動機構）４２と、ウォームギヤ４２を介してリング
１２を上下方向に並行移動するためのモータ３Ｂと、一
方の端がミラー２に回転可能なように取り付けられ、他
方の端が転がり軸受け８であって、その転がり軸受けが
リング１２の上を転がるように構成されたリンク機構７
と、リンク機構７がリング１２と接触しながら転がるよ
うにリンク機構７をリング１２に押し付けるためのバネ
１０と、を備えて構成されている。

【０１６６】（第６の実施の形態：ミラー水平回転機構
の説明）モータ３Ａが回転駆動されると、ギヤ４Ａを介
してリングギヤ５が回転駆動される。ミラー２は、ミラ
ー支柱９によってリングギヤ５に保持されているので、
リングギヤ５の回転によってレンズ１Ｂの光軸回りに回
転されることになる。すなわち、モータ３Ａを回転駆動
することにより、ミラー２をレンズ１Ｂの光軸回りに回
転させることができる。なお、ミラー２とミラー支柱９
は、取付部において回転可能なようになっている。

【０１６７】（第６の実施の形態：ミラー垂直回転機構
の概要説明）一方、モータ３Ｂが回転駆動されると、ウ
ォームギヤ４２を介してリング１２が上下方向に並行移
動される。リング１２は、上述したエンドカムギヤ６と
異なり、厚みが一定のただのリングである。リング１２
の上面には、リンク機構７の端に取り付けられた転がり
軸受け８が、上面上を移動可能なように接触している。
リンク機構７は、図３７に示すようにミラー２及びミラ
ー支柱９に取り付けられてあり、リンク機構７が上下に
並行移動することにより、ミラー２はミラー支柱９との
取付部を中心に垂直方向に回転されるようになってい
る。ミラー２とリングギヤ５との間にはバネ１０があ
り、転がり軸受け８が常にリング１２に接触しているよ
うに押し付けている。

【０１６８】以上のようにモータ３Ｂ、ウォームギヤ４
２、リング１２、リンク機構７、転がり軸受け８、バネ
１０からなる機構において、リング１２を上下並行駆動
させることにより、ミラー２の垂直方向に回転駆動でき
る。

【０１６９】（第６の実施の形態：図６のリンク機構の
説明）図３８は、図３６に示した画像入力部２０５のミ
ラー回転部を横から見た図である。リンク機構及びミラ
ー２の回転角度の定義は、図６に示した本発明の第１の
実施の形態のものと同じである。

【０１７０】ウォームギヤ４２は、モータ３Ｂに取り付
けられたウォーム４２Ａと、リング１２に取り付けられ
たウォームラック４２Ｂとから構成されている。モータ
３Ｂが回転するとウォーム４２Ａが回転され、ウォーム
ラック４２Ｂを上下方向に並行駆動し、リング１２が上
下に並行駆動される。ここで、モータ３Ｂの回転角度
と、ミラー２の垂直方向の回転角度の関係を数式化する
ことにより説明する。

【０１７１】モータ３Ｂが角度ηだけ回転した時の、リ
ング１２の上向きの並行移動量をΔＳとする。ここで、
ウォームラック４２ＢのピッチをＰとすると、ΔＳとＰ
との関係は、式（２７）のようになる。

【０１７２】

【数２７】

【０１７３】ΔＳとθの間には、上述の式（２）の関係
が成り立っており、これを代入することにより、式（２
８）が得られる。

【０１７４】

【数２８】

【０１７５】したがって、コンピュータ１０１及びミラ
ー回転制御手段１０２は、式（２２）に基づいてモータ
３Ｂを制御することにより、ミラー２を所望の角度に垂
直回転駆動できる。

【０１７６】ここで、エンドカムギヤ６を用いた２軸駆
動機構におけるミラー２の垂直回転角度を表す式である
式（４）と、ウォームギヤ４２を用いた２軸駆動機構に
おけるミラー２の垂直回転角度を表す式である式（２
２）を比較する。

【０１７７】式（４）では、θはΔＳの関数として表さ
れている。ΔＳは、式（１０）から分かるように角度ρ
の関数である。さらに角度ρは、式（１１）から角度φ
と角度ηの関数であることがわかる。すなわち、エンド
カムギヤ６を用いた２軸駆動機構におけるミラー２の垂
直回転角度は、モータ３Ａ及びモータ３Ｂの両方の回転
角度に関係している。

【０１７８】一方、式（２２）では、θは、モータ３Ｂ
の回転角度ηのみの関数となっており、モータ３Ａの回
転角度φとは関係ない。つまり、従来技術に示した２軸
雲台カメラなどと同様に、水平及び垂直回転は互いに独
立している。

【０１７９】以上説明した第１〜６の実施の形態は、被
駆動部であるミラー２が水平回転及び垂直回転する場合
の実施の形態である。しかし、本発明の２軸駆動機構
は、被駆動部を水平回転及び垂直並行移動させることが
可能である。これは、リンク機構７の並行移動をそのま
ま被駆動部に伝達すれば良いことは明らかである。この
場合には、被駆動部の垂直移動をガイドするレールを併
設しておく。

【０１８０】以上では、本発明の２軸駆動機構を利用し
た画像入力装置及び光投射装置の実施の形態について説
明した。２軸駆動機構単独で用いる場合の実施の形態に
ついては説明しなかったが、ミラー２を２軸回転させる
画像入力装置及び光投射装置の実施の形態により、その
構成及び機能について説明した。

【０１８１】また、第３の実施の形態で説明した画像合
成による広視野画像の取得については、第２、第４及び
第６の実施の形態においても可能である。

【０１８２】最後に、第１〜６の実施の形態において、
本発明の２軸駆動機構は、ミラー２を２軸回転するのに
適用されているが、本２軸駆動機構は、例えば、パラボ
ラアンテナや望遠鏡を２軸回転させることも可能であ
る。また、ミサイル発射台や上下駆動可能な回転テーブ
ルなどへの応用も可能である。

【０１８３】また、これら実施の形態では、エンドカム
ギヤ６の上面に接触するリンク機構７の端に転がり軸受
８を取り付けているが、単にリンク機構７の端がリング
ギヤ６の上面を相対摺動するだけであっても構わない。
但し、転がり軸受け８を用いた方が、リンク機構７とエ
ンドカムギヤ６との接触部に生じる摩擦力が少なくなる
から、回転駆動に要するトルクの低減に有利である。特
に、上記各実施の形態では、バネ１０を用いてリンク機
構７をエンドカムギヤ６に押し付けているため、転がり
軸受け８によるトルク低減効果は大きいといえる。

【０１８４】さらに、転がり軸受け８をエンドカムギヤ
６に押し付ける手段としてバネ１０を用いたが、もちろ
んそれ以外の方法でも良い。例えば、ミラー２におもり
を取り付けておき、重力を利用して押し付ける方法など
も考えられる。

【０１８５】

【発明の効果】以上のように本発明の２軸駆動機構によ
れば、下記記載の効果を奏する。 （請求項１、２）本発明の２軸駆動機構によれば、被駆
動部の垂直回転あるいは垂直並行移動をリンク機構を用
いて実現するから、モータ等の駆動部を水平回転に対す
る被駆動部分に搭載する必要がなくなる。このため、水
平回転の回転軸部に電気的接続を設けることなく、被駆
動部を水平方向及び垂直方向に駆動させることが可能に
なる。また、水平回転に対する被駆動部が軽量になり、
水平回転のための駆動部に必要なトルクが小さくてす
み、駆動部の小型化、低コスト化が図れる。また、垂直
回転あるいは垂直並行移動のための駆動部に必要な電気
接続が、水平回転の回転軸において不要になるため、ス
リップリングなどを設けることなく、エンドレスに水平
回転させることが可能になる。

【０１８６】（請求項３）本発明の２軸駆動機構では、
リングギヤおよびエンドカムギヤの回転周期を制御する
制御手段を備えるから、被駆動部の水平回転速度、すな
わちリングギヤの回転速度と、エンドカムギヤの回転速
度の組合せによって、被駆動部を様々なパタンで駆動す
ることが可能になる。リングギヤの回転角速度をＶφ、
エンドカムギヤの回転角速度をＶηとおくと、例えば、
Ｖφ＝Ｖη≠０の時は、被駆動部は垂直方向に回転ある
いは並行移動されることなく、水平方向のみに回転駆動
される。また、Ｖφ≠Ｖη、Ｖφ≠０、Ｖη≠０の時
は、被駆動部は、被駆動部が取りうる水平角度及び垂直
角度または垂直位置を網羅的に取りながら駆動される。
これは、被駆動部を様々な姿勢を取りながら連続駆動さ
せる時に役立つ。さらに、Ｖφ＝０、Ｖη≠０の時は、
被駆動部は水平方向に回転されることはなく、垂直方向
にのみ回転あるいは並行移動される。このように、リン
グギヤ及びエンドカムギヤを単純な規則で駆動するだけ
で、被駆動部は様々な複雑な動きを実現することが可能
になる。また、被駆動部を垂直方向に往復回転あるいは
往復移動させる場合でも、エンドカムギヤを一方向に回
転させるだけで良く、エンドカムギヤを駆動するモータ
等への負担を軽減することが可能となる。

【０１８７】（請求項４）本発明の２軸駆動機構によれ
ば、被駆動部の水平及び垂直方向駆動を実現するリング
ギヤ及びエンドカムギヤの回転を一のモータで実現する
から、装置全体の小型化、低価格化、省電力化が図れ
る。

【０１８８】（請求項５）さらに、その一のモータから
リングギヤ及びエンドカムギヤへの回転伝達において、
それぞれの減速比を減速比調整手段により変えておくこ
とにより、上記のＶφ≠Ｖη、Ｖφ≠０、Ｖη≠０の場
合における被駆動部の運動が実現可能となる。したがっ
て、被駆動部を、様々な姿勢を取りながら網羅的に連続
駆動するだけで良い用途の場合には、モータ等の駆動機
構を一つにすることが可能になる。

【０１８９】なお、本発明の２軸駆動機構では、被駆動
部の動きにバリエーションを持たせる方法として、リン
グギヤ及びエンドカムギヤの回転速度の組合せだけでな
く、エンドカムギヤの形状を工夫することによっても実
現できる。用途に応じた被駆動部の駆動プロファイルを
実現するようにエンドカムギヤを設計しておくことによ
り、単純な制御で所望の駆動が可能になる。

【０１９０】（請求項６）また、エンドカムギヤの形状
を、その中心を通る対称線に関して対称形にしておくこ
とにより、その直線に対してエンドカムギヤのどちらの
サイドを用いても同じように被駆動部を駆動することが
可能になる。

【０１９１】（請求項７）さらに、エンドカムギヤの中
心を通りかつ対称線に対して垂直な直線上にリンク機構
の他方の端が位置した時に、被駆動部の垂直方向の角度
あるいは位置が、垂直回転あるいは垂直移動可能な範囲
の中央値となるようにエンドカムギヤの形状を設計して
おくことで、被駆動部の垂直方向の任意の角度あるいは
位置を基準に、同じ量だけ回転あるいは移動可能とする
ことができる。

【０１９２】（請求項８、９）請求項１、２記載の２軸
駆動機構と同様に、水平回転の回転軸部に電気的接続を
設けることなく、被駆動部を水平方向及び垂直方向に駆
動させることが可能になる。したがって、垂直回転ある
いは垂直並行移動させるためのモータ等の駆動部を、水
平回転に対する被駆動部分に搭載する必要がなくなる。
このため、水平回転に対する被駆動部が軽量になり、水
平回転のための駆動部に必要なトルクが小さくてすみ、
駆動部の小型化、低コスト化が図れる。また、垂直回転
あるいは垂直並行移動のための駆動部に必要な電気接続
が、水平回転の回転軸において不要になるため、スリッ
プリングなどを設けることなく、エンドレスに水平回転
させることが可能になる。

【０１９３】また、本２軸駆動機構では、被駆動部の水
平回転は、水平回転機構によってのみ決定され、垂直駆
動は、垂直回転機構または垂直移動機構によってのみ決
定される。したがって、垂直回転機構または垂直移動機
構を停止させれば被駆動部の水平回転を実現することが
できる。このため、被駆動部を垂直回転させずに水平回
転のみさせる場合、または、垂直方向の変化量が水平方
向の変化量よりも十分小さい場合の駆動を実現する場合
には、請求項１または２記載の２軸駆動機構よりも適し
ている。

【０１９４】（請求項１０）さらに、リングギヤの回転
周期とリングの往復周期を制御する制御手段を用いて、
リングギヤの回転周期と、リングの垂直往復周期を同一
にしないことにより、上記Ｖφ≠Ｖη、Ｖφ≠０、Ｖη
≠０の場合における被駆動部の運動が実現可能となる。

【０１９５】以上のように、本発明の２軸駆動機構を用
いれば、被駆動部をエンドレスに水平回転させながら垂
直方向にも回転あるいは並行移動させることが可能とな
る。また、当然に、被駆動部を２軸駆動させる用途、例
えば、パラボラアンテナや望遠鏡の２軸回転駆動、ミサ
イル発射台、水平垂直回転テーブル、水平回転及び垂直
並行移動テーブルなどに適用できる。

【０１９６】（請求項１１）また、本発明の２軸駆動機
構で構成したミラー回転機構とカメラを組み合わせるこ
とにより、所望の方向を撮像することが可能な画像入力
装置を構成することも可能になる。この場合、カメラ自
体を水平及び垂直回転させるのではなく、ミラーのみを
本発明の２軸駆動機構を用いて水平及び垂直回転させる
ので、被駆動部にカメラ及び垂直駆動機構が含まれず、
軽量なミラーのみとなり、高速に所望方向の画像を取得
することが可能となる。また、ミラーを駆動する駆動機
構のトルクが小さくてすみ、装置の小型化、低コスト
化、省電力化が図れる。

【０１９７】（請求項１２）このような画像入力装置で
は、ミラーを水平及び垂直方向に回転させながら順次複
数画像を取得して、それらを合成することにより広視野
画像を生成することが可能になるが、このような場合で
も、ミラーを連続で、かつ様々な角度をとりながら網羅
的に回転駆動することができるので、所望の広視野画像
を、簡単な制御により取得することが可能になる。

【０１９８】（請求項１３）さらに、このような画像入
力装置をスタンドによって机上一定高さに設置すること
により、机上の様子や、机上にある文書などを画像入力
することが可能になる。

【０１９９】（請求項１４）本発明の２軸駆動機構で構
成したミラー回転機構と投光器を組み合わせることによ
り、所望の方向に光を投射することが可能な光投射装置
を構成することが可能になる。例えば投光器として複雑
な画像を投影することが可能な液晶プロジェクタを用い
れば、所望方向に画像情報を投影することが可能にな
る。この時、本発明の２軸駆動機構でミラーを回転させ
て所望方向に画像を投影しているので、重い液晶プロジ
ェクタを回転駆動する必要がなく、装置の大幅な小型
化、低コスト化、省電力化が図れる。また、投光器とし
てはレーザ光を投射するレーザユニットなども考えられ
る。この場合は、本発明の２軸駆動機構を用いてミラー
を回転駆動することにより、レーザユニットよりも高速
に回転駆動できるため、残像現象などを利用した簡単な
図形の投影も実現可能となる。当然、装置小型化、低コ
スト化、省電力化も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施の形態である画像入力装置
で取得される画像の様子を示す図である。

【図３】図１に示した本発明の第１の実施の形態におけ
る画像入力部の構成を示す図である。

【図４】図３に示した画像入力部を横から見た図であ
る。

【図５】図３に示した画像入力部のエンドカムギヤの形
状を示す図である。

【図６】図３に示した画像入力部のリンク機構を示す図
である。

【図７】図６に示したリンク機構におけるθとＳの関係
を説明する図である。

【図８】図６に示したものと異なるリンク機構の一例を
示す図である。

【図９】図８に示したリンク機構におけるθとＳの関係
を説明する図である。

【図１０】図５に示したエンドカムギヤと角度ρを示す
図である。

【図１１】ρとθの関係の一例を示す図である。

【図１２】エンドカムギヤの形状の一例を示す図であ
る。

【図１３】ミラーの回転角度φ及びθを示す図である。

【図１４】角度ρ、φの関係を示す図である。

【図１５】第１のモードのミラーの動きを表すグラフを
示す図である。

【図１６】（φs ，θs ）の停止状態から、垂直回転角
度θc での連続水平回転駆動に移行する場合のミラーの
動きを示す図である。

【図１７】第２のモードのミラーの動きを表すグラフを
示す図である。

【図１８】第３のモードのミラーの動きを表すグラフを
示す図である。

【図１９】第４のモードのミラーの動きの一例を表すグ
ラフを示す図である。

【図２０】第４のモードにおいてＫを０または２に近づ
けた場合のミラーの動きを表すグラフを示す図である。

【図２１】第４のモードにおいてＫが０に近い場合のミ
ラーの動きを表すグラフ示す図である。

【図２２】第４のモードにおいてＫが大きい場合のミラ
ーの動きを表すグラフ示す図である。

【図２３】第５のモードのミラーの動きを表すグラフを
示す図である。

【図２４】図１２に示したエンドカムギヤを組み込んだ
画像入力部の構成を示す図である。

【図２５】図２３に示した画像入力部を横から見た図で
ある。

【図２６】図１２で示したエンドカムギヤを用いて、モ
ータ３Ａのみを動かした場合のミラーの動きを示す図で
ある。

【図２７】本発明の第２の実施の形態の構成を示す図で
ある。

【図２８】本発明の第３の実施の形態の構成を示す図で
ある。

【図２９】本発明の第３の実施の形態における広視野画
像生成の様子を示す図である。

【図３０】ミラーが図１９に示したように回転された時
の画像合成の様子を示す図である。

【図３１】本発明の第４の実施の形態の構成を示す図で
ある。

【図３２】図３１に示した画像入力部２０４の構成を示
す図である。

【図３３】図３２に示した画像入力部２０４を横から見
た図である。

【図３４】本発明の第５の実施の形態の構成を示す図で
ある。

【図３５】本発明の第６の実施の形態の構成を示す図で
ある。

【図３６】本発明の第６の実施の形態の画像入力部の構
成を示す図である。

【図３７】図３５に示した画像入力部を横から見た図で
ある。

【図３８】図３５に示した画像入力部のリンク機構を示
す図である。

【図３９】従来技術である２軸雲台カメラの構成を示す
図である。

【図４０】従来技術であるスリップリングを用いた２軸
雲台カメラの構成を示す図である。

【図４１】従来技術でありミラー回転型カメラの構成を
示す図である。

【符号の説明】

１ カメラ １Ａ カメラ本体 １Ｂ レンズ ２ ミラー ３、３Ａ、３Ｂ モータ ４Ａ、４Ｂ、４０、４１ ギヤ ５ リングギヤ ６ エンドカムギヤ ７ リンク機構 ８ 転がり軸受け ９ ミラー支柱 １０ バネ １１ 液晶プロジェクタ １２ リング ４２ ウォームギヤ（リング移動機構） ４２Ａ ウォーム ４２Ｂ ウォームラック ５０ Ｌ字治具 ５１ スリップリング ５１Ａ 内側回転端子 ５１Ｂ 外側回転端子 ６０ スタンド ７０ リンク棒 １０１ コンピュータ １０２ ミラー回転制御手段（制御手段） １０３ 画像取得手段 １０４、１０８ 画像変換手段 １０５ 画像合成手段 １０６ 画像表示手段 １０７ 画像生成手段 １０９ カメラ回転制御手段 ２００、２０１、２０２、２０４、２０５ 画像入力部 ２０３ 光投射部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−322030（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−153060（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−322104（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−103433（ＪＰ，Ａ) 米国特許4499490（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/222 - 5/257

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被駆動部を回転軸Ａの回りに回転させる
   水平回転機構と、前記被駆動部を前記回転軸Ａと垂直を
   なす回転軸Ｂの回りに回転させる垂直回転機構と、から
   構成される２軸駆動機構であって、 前記水平回転機構は、 前記回転軸Ａと中心軸を同一にして配置されたリング形
   状のギヤであって、前記被駆動部を保持するリングギヤ
   と、 前記リングギヤを前記回転軸Ａの回りに回転駆動するモ
   ータと、から構成され、 前記垂直回転機構は、 前記回転軸Ａと中心軸を同一にして配置されたリング形
   状のギヤであって、その上面の高さ位置が周方向に沿っ
   て変化するエンドカムギヤと、 前記エンドカムギヤを前記回転軸Ａの回りに回転駆動す
   るモータと、 一方の端が前記被駆動部に対して前記回転軸Ｂの回りの
   回転を与えるように取り付けられると共に、他方の端が
   前記エンドカムギヤの上面と相接触するように構成さ
   れ、前記エンドカムギヤの回転を前記回転軸Ａに沿った
   自らの並行移動を介して前記回転軸Ｂ回りの垂直回転と
   して前記被駆動部に伝達するリンク機構と、 前記他方の端が前記エンドカムギヤの上面に接触するよ
   うに前記リンク機構を前記エンドカムギヤに押し付ける
   押付手段と、 から構成されることを特徴とする２軸駆動機構。
2. 【請求項２】 被駆動部を回転軸Ａの回りに回転させる
   水平回転機構と、前記被駆動部を前記回転軸Ａに沿って
   垂直移動させる垂直移動機構と、から構成される２軸駆
   動機構であって、 前記水平回転機構は、 前記回転軸Ａと中心軸を同一にして配置されたリング形
   状のギヤであって、前記被駆動部を保持するリングギヤ
   と、 前記リングギヤを前記回転軸Ａの回りに回転駆動するモ
   ータと、から構成され、 前記垂直移動機構は、 前記回転軸Ａと中心軸を同一にして配置されたリング形
   状のギヤであって、その上面の高さ位置が周方向に沿っ
   て変化するエンドカムギヤと、 前記エンドカムギヤを前記回転軸Ａの回りに回転駆動す
   るモータと、 一方の端が前記被駆動部に取り付けられると共に、他方
   の端が前記エンドカムギヤの上面と相接触するように構
   成され、前記エンドカムギヤの回転を自らの並行移動に
   ともなって前記回転軸Ａに沿う垂直移動として前記被駆
   動部に伝達するリンク機構と、 前記他方の端が前記エンドカムギヤの上面に接触するよ
   うに前記リンク機構を前記エンドカムギヤに押し付ける
   押付手段と、 から構成されることを特徴とする２軸駆動機構。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の２軸駆動機構で
   あって、 前記リングギヤの回転周期と前記エンドカムギヤの回転
   周期を制御する制御手段を備えることを特徴とする２軸
   駆動機構。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載の２軸駆動機構で
   あって、 前記リングギヤと前記エンドカムギヤは、一つのモータ
   で駆動されることを特徴とする２軸駆動機構。
5. 【請求項５】 請求項４記載の２軸駆動機構であって、 前記モータから前記リングギヤおよび前記エンドカムギ
   ヤへの減速比を調整する減速比調整手段を備えることを
   特徴とする２軸駆動機構。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の２軸駆
   動機構であって、 前記エンドカムギヤの上面が、その中心を通る対称線に
   対して対称形となっていることを特徴とする２軸駆動機
   構。
7. 【請求項７】 請求項６記載の２軸駆動機構であって、 前記エンドカムギヤの中心を通りかつ前記対称線に対し
   て垂直な直線上に前記リンク機構の他方の端が位置した
   時に、前記被駆動部の垂直方向の角度あるいは位置が、
   垂直回転あるいは垂直移動可能な範囲の中央値となるよ
   うに設定されていることを特徴とする２軸駆動機構。
8. 【請求項８】 被駆動部を回転軸Ａの回りに回転させる
   水平回転機構と、前記被駆動部を前記回転軸Ａと垂直を
   なす回転軸Ｂの回りに回転させる垂直回転機構と、から
   構成される２軸駆動機構であって、 前記水平回転機構は、 前記回転軸Ａと中心軸を同一にして配置されたリング形
   状のギヤであって、前記被駆動部を保持するリングギヤ
   と、 前記リングギヤを前記回転軸Ａの回りに回転駆動するモ
   ータと、から構成され、 前記垂直回転機構は、 前記回転軸Ａと中心軸を同一にして配置されたリング
   と、 前記リングを前記回転軸Ａに沿って往復移動させるリン
   グ移動機構と、 一方の端が前記被駆動部に回転可能なように取り付けら
   れると共に、他方の端が前記リングの上面と相接触する
   ように構成され、前記リングの往復移動を自らの並行移
   動を介して前記回転軸Ｂ回りの垂直回転として前記被駆
   動部に伝達するリンク機構と、 前記他方の端が前記リングの上面に接触するように前記
   リンク機構を前記リングに押し付ける押付手段と、 から構成されることを特徴とする２軸駆動機構。
9. 【請求項９】 被駆動部を回転軸Ａの回りに回転させる
   水平回転機構と、前記被駆動部を前記回転軸Ａに沿って
   垂直移動させる垂直移動機構と、から構成される２軸駆
   動機構であって、 前記水平回転機構は、 前記回転軸Ａと中心軸を同一にして配置されたリング形
   状のギヤであって、前記被駆動部を保持するリングギヤ
   と、 前記リングギヤを前記回転軸Ａの回りに回転駆動するモ
   ータと、から構成され、 前記垂直移動機構は、 前記回転軸Ａと中心軸を同一にして配置されたリング
   と、 前記リングを前記回転軸Ａに沿って往復移動させるリン
   グ移動機構と、 一方の端が前記被駆動部に取り付けられると共に、他方
   の端が前記リングの上面と相接触するように構成され、
   前記リングの往復移動を自らの並行移動にともなって前
   記回転軸Ａに沿う垂直移動として前記被駆動部に伝達す
   るリンク機構と、 前記他方の端が前記リングの上面に接触するように前記
   リンク機構を前記リングに押し付ける押付手段と、 から構成されることを特徴とする２軸駆動機構。
10. 【請求項１０】 請求項８または９記載の２軸駆動機構
    であって、 前記リングギヤの回転周期と前記リングの往復周期を制
    御する制御手段を備えることを特徴とする２軸駆動機
    構。
11. 【請求項１１】 カメラと、被写体からの反射光を前記
    カメラ方向に光路変換するために前記カメラの前方に配
    置されたミラーと、前記ミラーを前記カメラの光軸回り
    に回転させるミラー水平回転機構と、前記ミラーを前記
    カメラの光軸と垂直をなし前記ミラーの反射面に含まれ
    る直線の回りに回転させるミラー垂直回転機構と、から
    構成され、前記ミラーを回転させることで所望方向の画
    像を入力できる画像入力装置であって、 前記ミラー水平回転機構と前記ミラー垂直回転機構は、
    前記回転軸Ａが前記カメラの光軸となるようにした請求
    項１、３〜８、１０のいずれかに記載の２軸駆動機構で
    構成されることを特徴とする画像入力装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の画像入力装置であっ
    て、 前記ミラーを回転させながら入力された複数の画像を合
    成する画像合成手段を備えることを特徴とする画像入力
    装置。
13. 【請求項１３】 請求項１１記載の画像入力装置であっ
    て、 前記画像入力装置を机上一定高さに設置し、支持するた
    めのスタンドをさらに備え、 前記画像入力装置の前記ミラーは、請求項１、３〜８、
    １０のいずれかに記載の２軸駆動機構によって水平方向
    及び垂直方向に回転することを特徴とする画像入力装
    置。
14. 【請求項１４】 所望の光を投射する投光器と、前記投
    光器から投射された光を光路変換するために前記投光器
    の前方に配置されたミラーと、前記ミラーを前記投光器
    の光軸回りに回転させるミラー水平回転機構と、前記ミ
    ラーを前記投光器の光軸と垂直をなし前記ミラーの反射
    面に含まれる直線の回りに回転させるミラー垂直回転機
    構と、から構成され、前記ミラーを回転させることで所
    望方向に光を投射することができる光投射装置であっ
    て、 前記ミラー水平回転機構と前記ミラー垂直回転機構は、
    前記回転軸Ａが前記投光器の光軸となるようにした請求
    項１、３〜８、１０のいずれかに記載の２軸駆動機構で
    構成されることを特徴とする光投射装置。