JP5702007B1

JP5702007B1 - Optical device drive device

Info

Publication number: JP5702007B1
Application number: JP2014032653A
Authority: JP
Inventors: ゴドレール　イヴァン; イヴァンゴドレール; 能臣佐藤; 弘之宮本
Original assignee: ツイスト・ドライブ・テクノロジーズ株式会社
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2034-02-24
Also published as: JP2015159398A

Abstract

【課題】対象物を撮影する光学デバイスを広範囲の対象物の方向に素早く向けることができる、簡単かつ軽量な光学デバイス駆動装置を提供する。【解決手段】回転駆動する駆動モータ１４と、１端が前記駆動モータの回転軸に固定され、他端が対象物を撮影する光学デバイス１２に、回動軸線の回りに回動させる引っ張り力を付与するように、直接又は間接的に固定された線状体１６と、回動軸線の回りに光学デバイスを線状体のねじれによる引っ張り力とは逆の方向に回動させる弾性力を付勢する弾性部材１８とを備える。【選択図】図１A simple and lightweight optical device driving apparatus capable of quickly directing an optical device for photographing an object toward a wide range of objects. A drive motor for rotationally driving and a pulling force for rotating an optical device having one end fixed to the rotation shaft of the drive motor and the other end for photographing an object around a rotation axis. As shown, the linear body 16 fixed directly or indirectly and the elastic force that rotates the optical device around the rotation axis in the direction opposite to the tensile force caused by the twisting of the linear body are energized. The elastic member 18 to be provided. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、例えば半導体カメラのような光学デバイスを駆動する光学デバイス駆動装置に関する。 The present invention relates to an optical device driving apparatus that drives an optical device such as a semiconductor camera.

監視カメラやヒューマノイドロボット用のビジョンカメラは、固定したままで使用するよりも回転させて、注目する方位又は対象物の方向に向けて撮る方が、カメラの全体の視野が拡大するので望ましい。 It is preferable to rotate the surveillance camera and the vision camera for the humanoid robot, rather than using the camera in a fixed state, and take a picture in the direction of interest or the direction of the object because the entire field of view of the camera is enlarged.

例えば、小型カメラを球体に埋設し、該球体をロータとする球面超音波モータをモータ制御ユニットで制御し、ジョイスティックやマウスなどのポインティングデバイスでカメラ制御ユニットを介して操作するマイクロインテリジェントアイが開示されている（特許文献１参照）。 For example, a micro intelligent eye is disclosed in which a small camera is embedded in a sphere, a spherical ultrasonic motor using the sphere as a rotor is controlled by a motor control unit, and a pointing device such as a joystick or a mouse is operated via the camera control unit. (See Patent Document 1).

また、イオン伝導アクチュエータなどのような、電圧の印加によって曲伸する材料によるアクチュエータを設け、該アクチュエータにより基板の向きを変えることにより、基板に取り付けられた台座上に固定された監視カメラの向きを変える駆動機構が開示されている（特許文献２参照）。 In addition, an actuator made of a material that bends when a voltage is applied, such as an ion conduction actuator, is provided, and the orientation of the monitoring camera fixed on the base attached to the substrate is changed by changing the orientation of the substrate by the actuator. A drive mechanism for changing is disclosed (see Patent Document 2).

特開平９−５４３５６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-54356 特開２００６−１０８７９３号公報JP 2006-108793 A

しかしながら、特許文献１の発明では、球体に埋設させる必要があるので、カメラは小型に限られる。大型であれば、それを埋設させるために球体をより大きくすることが必要であり、装置が大型となる。 However, in the invention of Patent Document 1, since it is necessary to embed in a sphere, the camera is limited to a small size. If it is large, it is necessary to make the sphere larger in order to embed it, and the device becomes large.

特許文献２の発明では、電圧の印加によって曲伸する材料によるアクチュエータとして、例えばイオン伝導性高分子化合物、電子伝導性高分子化合物、非イオン性のゲルやエラストマーを用いた多様な方式の高分子アクチュエータがある。この高分子アクチュエータは、高分子化合物からなるフィルムと、該フィルムの両面に形成されている電極を含み、該電極間に電圧を印加することによって、フィルムが屈曲変形する。このとき、電極を形成するためのメッキには、例えば、無電解メッキ法が利用されるが、メッキ回数を繰り返す手間や多大な時間を要する。また、貴金属を使用するためコストがかかるという問題がある。 In the invention of Patent Document 2, various types of polymers using an ion conductive polymer compound, an electron conductive polymer compound, a nonionic gel or an elastomer as an actuator made of a material that bends when a voltage is applied. There is an actuator. This polymer actuator includes a film made of a polymer compound and electrodes formed on both surfaces of the film, and the film is bent and deformed by applying a voltage between the electrodes. At this time, for the plating for forming the electrode, for example, an electroless plating method is used, but it takes time and effort to repeat the number of times of plating. In addition, there is a problem that the cost is increased because the noble metal is used.

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するものであり、対象物を撮影する光学デバイスを広範囲の対象物の方向に素早く向けることができる、簡単かつ軽量な光学デバイス駆動装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described problems of the prior art, and provides a simple and lightweight optical device driving apparatus capable of quickly directing an optical device for photographing an object toward a wide range of objects. The purpose is to do.

上記課題を解決するために、本発明に係る光学デバイス駆動装置（６０）は、回転駆動する第１駆動モータ（５４）及び第２駆動モータ（６４）と、１端が前記第１駆動モータの回転軸に固定され、他端が対象物を撮影する第１光学デバイス（５２）に、該光学デバイスを第１の回動軸線（Ｃ１）の回りに回動させる引っ張り力を付与するように、直接又は間接的に固定された第１線状体（５６）と、１端が前記第２駆動モータの回転軸に固定され、他端が対象物を撮影する第２光学デバイス（６２）に、該光学デバイスを第２の回動軸線（Ｃ２）の回りに回動させる引っ張り力を付与するように、直接又は間接的に固定された第２線状体（６６）と、第１の回動軸線の回りに前記第１光学デバイスを前記第１線状体のねじれによって生じる引っ張り力とは逆の方向に回動させ、かつ第２の回動軸線の回りに前記第２光学デバイスを前記第２線状体のねじれによって生じる引っ張り力とは逆の方向に回動させる弾性力を付勢する第１弾性部材（５８）と、回転駆動する第３駆動モータ（７４）と、前記第１光学デバイスと前記第２光学デバイスを、第１の回動軸線及び第２の回動軸線に対して直角方向の第３の回動軸線（Ｃ３）の回りに回動可能に連結する連結部材（６５）と、１端が前記第３駆動モータの回転軸に固定され、他端が前記連結部材に、該連結部材を回転させる引っ張り力を付与するように、直接又は間接的に固定された第３線状体（７３）と、前記連結部材を前記第３線状体のねじれによって生じる引っ張り力とは逆の方向に回転させる弾性力を付勢する第２弾性部材（７８）とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, an optical device driving apparatus (60) according to the present invention includes a first driving motor (54) and a second driving motor ( 64 ) that are rotationally driven, and one end of the first driving motor. fixed to the rotary shaft, the first optical device and the other end to shoot an object (5 2), so as to impart a tensile force to rotate the optical device about the first pivot axis (C1) , the first linear member that is directly or indirectly fixed (5 6), one end is fixed to the rotating shaft of the second driving motor, a second optical device and the other end to shoot an object (62) A second linear body (66) fixed directly or indirectly so as to apply a pulling force for rotating the optical device about the second rotation axis (C2); raw it's the first optical device around the pivot axis to the torsion of the first linear member Flip that tensile forces are rotated in the opposite direction to the, and the tensile force caused by torsion of the second of the said second optical device about the pivot axis second linear member rotates in the opposite direction a first elastic member (5 8) for urging the elastic force Ru is, the third driving motor for rotationally driving the (74), the second optical device and the first optical device, the first pivot axis and A connecting member (65) that is rotatably connected around a third rotation axis (C3) perpendicular to the second rotation axis, and one end fixed to the rotation shaft of the third drive motor A third linear body (73) fixed directly or indirectly so that the other end provides a pulling force for rotating the connecting member to the connecting member, and the connecting member is connected to the third wire. The first force that urges the elastic force to rotate in the direction opposite to the tensile force generated by the twist of the rod Characterized in that it comprises an elastic member (78).

本発明による光学デバイス駆動装置では、第１線状体及び第２線状体の１端がそれぞれ第１駆動モータ及び第２駆動モータの回転軸に、各他端が第１光学デバイス及び第２光学デバイスに固定されているので、第１駆動モータ及び第２駆動モータの回転による各線状体のねじれによって生じた引っ張り力で第１光学デバイス及び第２光学デバイスがそれぞれ一定の方向に回動する。各駆動モータを正又は逆回転させて線状体の引っ張り力を強めたり、弱めたりすると、該引っ張り力とは逆の方向に付勢している第１弾性部材の弾性力により第１光学デバイス及び第２光学デバイスがそれぞれ回動し、第１線状体及び第２線状体の引っ張り力と弾性部材の弾性力が釣り合うところで第１光学デバイス及び第２光学デバイスが停止する。つまり、駆動モータの回転を制御することによって光学デバイスの角度と速度を調整することができる。 In the optical device driving apparatus according to the present invention, one end of the first linear body and the second linear body is respectively on the rotation shafts of the first drive motor and the second drive motor, and each other end is the first optical device and the second optical body . Since it is fixed to the optical device, the first optical device and the second optical device are each rotated in a certain direction by the pulling force generated by the twist of each linear body due to the rotation of the first drive motor and the second drive motor. . Or strengthen tensile force of each driving motor forward or reverse rotation is allowed by the linear body, when weaken, the first optical device by the elastic force of the first elastic member urges the opposite direction to the said tensile force The second optical device is rotated, and the first optical device and the second optical device are stopped when the tensile force of the first linear body and the second linear body balances with the elastic force of the elastic member . That is, the angle and speed of the optical device can be adjusted by controlling the rotation of the drive motor .

さらに、第３線状体の１端が第３駆動モータの回転軸に、他端が第１光学デバイス及び第２光学デバイスを連結する連結部材に固定されているので、第３駆動モータの回転による第３線状体のねじれによって生じた引っ張り力にで連結部材が１方向に回転する。第３駆動モータを逆回転させて第３線状体の引っ張り力を弱めると、該引っ張り力とは逆の方向に付勢している第２弾性部材の弾性力により連結部材が逆方向に回転し、引っ張り力と弾性力が釣り合うところで連結部材、つまり該連結部材と連結した第１光学デバイス及び第２光学デバイスの向きを第３の回動軸線の回りで調整することができる。 Further, one end of the third linear body to a rotary shaft of the third drive motor, the other end is fixed to the connecting member for connecting the first optical device and the second optical device, the rotation of the third drive motor The connecting member rotates in one direction due to the tensile force generated by the twist of the third linear body due to. When the third drive motor is rotated in the reverse direction to weaken the tensile force of the third linear body, the connecting member rotates in the reverse direction by the elastic force of the second elastic member biased in the direction opposite to the tensile force. rolling, and tensile strength and the elastic force are balanced way coupling member, i.e. it is possible to adjust the orientation of the first optical device and a second optical device coupled with the connecting member around the third rotation axis.

好適には、前記第１光学デバイスと前記第２光学デバイスの回動速度及び角度を検出する光学デバイス運動検出手段（８２）と、前記光学デバイス運動検出手段により検出された前記各光学デバイスの回動速度と角度及び／又は前記第１駆動モータないし前記第３駆動モータのそれぞれの回転速度と負荷電流を含む情報に基づき前記各光学デバイスの回動速度と角度を制御する制御演算装置（８６）とを備えることを特徴とする。このことによって、各光学デバイスの回動角速度と角度が検出され、その情報に基づき各光学デバイスの回動速度と角度が演算される。 Preferably, an optical device motion detection means (82) for detecting the rotational speed and angle of the first optical device and the second optical device, and the rotation of each optical device detected by the optical device motion detection means. A control arithmetic device (86) for controlling the rotational speed and angle of each optical device based on information including the moving speed and angle and / or the rotational speed and load current of each of the first to third drive motors. It is characterized by providing. Thereby, the rotation angular velocity and angle of each optical device are detected, and the rotation speed and angle of each optical device are calculated based on the information.

本発明に係る光学デバイス駆動装置によれば、２つの光学デバイスが、駆動モータの回転による線状体のねじれによって生じた引っ張り力と、該引っ張り力とは逆の方向に付勢している弾性力が釣り合うように回動する。また、前記回動線と直角方向に２つの光学デバイスを連結する連結部材が、駆動モータの回転による線状体のねじれによって生じた引っ張り力と、該引っ張り力とは逆の方向に付勢している弾性力が釣り合うように回転するので、２つの光学デバイスを前後左右方向に素早く向けることができ、広範囲の対象物を追跡することができる。また、駆動モータと線状体と弾性部材の組み合わせで構成されるので、簡単かつ軽量とすることができる。 According to the optical device driving apparatus according to the present invention, two optical devices, a rotating tension caused by the torsion of the linear body due to force of the driving motor, the said pulling force to urge the opposite direction elastic Rotate to balance forces . Further, the connecting member that connects the two optical devices in a direction perpendicular to the rotation line urges the tensile force generated by the twist of the linear body due to the rotation of the drive motor and the direction opposite to the tensile force. since rotate to resiliently force has balances, can be directed quickly two optical devices in longitudinal and lateral directions, can you to track a wide range of objects. Moreover, since it is comprised by the combination of a drive motor, a linear body, and an elastic member, it can be made simple and lightweight.

本発明の光学デバイス駆動装置を示す斜視図である。（実施例１）It is a perspective view which shows the optical device drive device of this invention. Example 1 本発明の光学デバイス駆動装置を示す斜視図である。（実施例２）It is a perspective view which shows the optical device drive device of this invention. (Example 2) 本発明の光学デバイス駆動装置を示す斜視図である。（実施例３）It is a perspective view which shows the optical device drive device of this invention. (Example 3) 本発明の光学デバイス駆動装置を示す斜視図である。（実施例４）It is a perspective view which shows the optical device drive device of this invention. Example 4 本発明の光学デバイス駆動装置を示す斜視図である。（実施例５）It is a perspective view which shows the optical device drive device of this invention. (Example 5) 本発明の光学デバイス駆動装置を示す斜視図である。（実施例６）It is a perspective view which shows the optical device drive device of this invention. (Example 6) 本発明の光学デバイス駆動装置を示す斜視図である。（実施例７）It is a perspective view which shows the optical device drive device of this invention. (Example 7)

以下、本発明に係る光学デバイス駆動装置について図面に基づき、詳細に説明する。以下の実施例において同一部材については同一の符号を付し、その重複する説明は省略する。
また、以下の実施例における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、実施例の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。 Hereinafter, an optical device driving apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.
In addition, the constituent elements in the following embodiments can be appropriately replaced with existing constituent elements and the like, and various variations including combinations with other existing constituent elements are possible. Therefore, the description of the embodiments does not limit the content of the invention described in the claims.

−実施例１−
図１は、本発明の実施例１に係る光学デバイス駆動装置の概略構成を示す。
図１に示すように、本実施例の光学デバイス駆動装置１０は、回転駆動する駆動モータ１４と、１端が第１支持部１３ａを介して光学デバイス１２に固定され、他端が駆動モータ１４の回転軸１４ａにそれぞれ固定された線状体１６と、線状体１６により回動される光学デバイス１２を元の位置に戻す弾性力を付勢する弾性部材であるバネ１８を備える。 Example 1
FIG. 1 shows a schematic configuration of an optical device driving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 1, the optical device driving apparatus 10 of the present embodiment includes a drive motor 14 that is rotationally driven, one end fixed to the optical device 12 via a first support portion 13 a, and the other end driven to the drive motor 14. And a spring 18 that is an elastic member that urges an elastic force that returns the optical device 12 rotated by the linear body 16 to its original position.

光学デバイスは、半導体カメラ（本明細書において単に「カメラ」ということがある。）１２などの対象物を撮像する装置であり、例えば、ＵＳＢカメラ、ウェッブカメラがあげられる。バネ１８は、先端を引っ張ったときに、元に戻ろうとする特性を有する引っ張りコイルばねである。
カメラ１２は、回動可能な第１支持部１３ａに固定され、第１支持部１３ａに複数本の糸（線・条）からなる線状体１６の１端が取り外し可能に取り付けられている。支持部１３ａは、鈍角に屈曲した略Ｌ字形であり、その１辺は中心が回動軸線（回転軸線）Ｃ１に一致するように、その他辺はカメラ１２のレンズの反対面を向くようにカメラ１２に取り付けられている。 The optical device is an apparatus that captures an image of an object such as a semiconductor camera (which may be simply referred to as “camera” in this specification) 12, and examples thereof include a USB camera and a web camera. The spring 18 is a tension coil spring having a characteristic of returning to the original state when the tip is pulled.
The camera 12 is fixed to a rotatable first support portion 13a, and one end of a linear body 16 made of a plurality of threads (lines / stripes) is detachably attached to the first support portion 13a. The support portion 13a is substantially L-shaped bent at an obtuse angle, and the camera has its one side facing the rotation axis (rotation axis) C1 and the other side facing the opposite surface of the camera 12 lens. 12 is attached.

さらに、カメラ１２は、その下部（第１支持部１３ａ取付部の反対側）に第２支持部１３ｂが回動可能に固定されている。第２支持部１３ｂはＬ字形であり、その１辺の中心が回動軸線Ｃ１に一致し、その他辺の先端がカメラ１２のレンズの面と同じ方向を向くようにカメラ１２にて固定されている。その先端には、バネ１８が線状体１６と略平行かつ同方向に取り外し可能に取り付けられている。 Further, the second support portion 13b is fixed to the lower portion of the camera 12 (on the opposite side of the mounting portion of the first support portion 13a) so as to be rotatable. The second support portion 13b is L-shaped, and is fixed by the camera 12 so that the center of one side thereof coincides with the rotation axis C1 and the tip of the other side faces the same direction as the lens surface of the camera 12. Yes. A spring 18 is detachably attached to the tip of the spring 18 in substantially the same direction as the linear body 16.

本発明において、線状体１６（「線・条」ということがある。）は、１又は２以上の線又は複数のからなる条など捩ることができる細長いものをいい、帯状体も含む。好適には、可撓性を有するとともに引張り強度に優れ適切な剛性をもちかつ繰り返し曲げに対する十分な耐久性をもつ高強度繊維、例えば、炭素繊維、Kevlar、ザイロン、ナイロンを用いることができる。
また、線状体１６の断面形状としては、円、多角形、又は長方形（リボン）とすることができる。長方形（リボン）にすると、同じトルク−引っ張り力変換率でより大きな断面積とすることができ、伝達可能な力容量を増大させ得る。 In the present invention, the linear body 16 (sometimes referred to as “line / strip”) refers to an elongated one that can be twisted, such as one or more lines or a plurality of strips, and includes a strip-shaped body. Preferably, a high-strength fiber such as carbon fiber, Kevlar, Zylon, or nylon having flexibility, excellent tensile strength, appropriate rigidity, and sufficient durability against repeated bending can be used.
Further, the cross-sectional shape of the linear body 16 can be a circle, a polygon, or a rectangle (ribbon). When a rectangular shape (ribbon) is used, a larger cross-sectional area can be obtained with the same torque-tensile force conversion ratio, and the force capacity that can be transmitted can be increased.

さらに、線状体１６の耐久性を増すために、四弗化エチレン樹脂（登録商標：テフロン）、ナイロンなど摩擦係数の小さな材料でコーティングを施し、内部摩擦及び繊維同士の摩擦を減少させるとよい。また、内部摩擦を減少させ耐久性を向上させるために、適切な潤滑剤を線・条に適用することができる。例えば、グリース、オイル、四弗化エチレン樹脂粉、ナイロン粉、モリコート及びこれらの組み合わせがある。
線状体１６の１端の駆動モータ１４の回転軸１４ａや、他端の第１支持部１３ａへの固定や交換を行い易くするために、線・条１６の両端及び／又は中間部に適切な形状のフックやループを接着、モールドなどで固定することもできる。 Further, in order to increase the durability of the linear body 16, it is preferable to apply a coating with a material having a small friction coefficient such as tetrafluoroethylene resin (registered trademark: Teflon) or nylon to reduce internal friction and friction between fibers. . Moreover, in order to reduce internal friction and improve durability, an appropriate lubricant can be applied to the wire / strip. For example, there are grease, oil, ethylene tetrafluoride resin powder, nylon powder, Molycoat, and combinations thereof.
Appropriate for both ends and / or intermediate portions of the wire / strip 16 in order to facilitate fixing and replacement of the rotating shaft 14a of the drive motor 14 at one end of the linear body 16 and the first support portion 13a at the other end. Various shapes of hooks and loops can be fixed by bonding or molding.

上記のような構成の光学デバイス駆動装置１０では、駆動モータ１４が回転すると、その回転軸１４ａに固定されている線状体１６にねじれが生じる。このねじれにより線状体１６の両端間の距離を縮めようとする引っ張り力が発生する。この引っ張り力が第１支持部１３ａを、その接続点で駆動モータ１４の回転軸１４ａ方向に引っ張る。第１支持部１３ａは、カメラ１２に固定されており、鈍角に屈曲した略Ｌ字形であり、その先端はカメラ１２のレンズの反対面を向いており、その先端部１３ａ₁に線状体１６が取り付けられているので、上記引っ張り力によりカメラ１２が回動軸線Ｃ１を中心として回動（回転）する。このことによって、カメラ１２のレンズ向きを回動する方向（水平方向）に移動させることができる。 In the optical device driving apparatus 10 configured as described above, when the drive motor 14 rotates, the linear body 16 fixed to the rotating shaft 14a is twisted. This twist generates a pulling force that tends to reduce the distance between both ends of the linear body 16. This pulling force pulls the first support portion 13a toward the rotation shaft 14a of the drive motor 14 at the connection point. The first support portion 13a is fixed to the camera 12 has a substantially L-shaped bent at an obtuse angle, the tip is oriented to the opposite surface of the lens of the camera 12, the linear body at its distal end 13a ₁ 16 Is attached, the camera 12 rotates (rotates) about the rotation axis C1 by the pulling force. As a result, the lens direction of the camera 12 can be moved in the rotating direction (horizontal direction).

駆動モータ１４を逆回転すると線状体１６のねじれが解け、両端間の距離が長くなるので、カメラ１２を回動させる方向の引っ張り力が弱くなる。一方、カメラ１２は、回動可能な第２支持部１３ｂに固定され、Ｌ字形の支持部１３ｂの端１３ｂ₁にバネ１８が線状体１６のねじれによる引っ張り力とは逆の方向にカメラ１２を回動させる弾性力を付勢するように取り付けられているので、回動軸線Ｃ１を中心として元の位置に戻る方向に回動し、線状体１６の引っ張り力とバネ１８の弾性力が釣り合うところで、停止する。このように、駆動モータ１４の回転を制御することによって、カメラ１２のレンズ方向を調整することができる。
上記のように、光学デバイス駆動装置１０は、歯車減速機、ベルト駆動、ラックアンドピニオンなどの機構を用いることなく１自由度のカメラの回動駆動を可能にする。
なお、本実施例では、回動軸線Ｃ１がカメラ１２の中心を通るように、２つの支持部１３ａ，１３ｂが取り付けられているが、中心を通らなくてもよく、傾いていてもよい。 When the drive motor 14 is rotated in the reverse direction, the linear body 16 is untwisted and the distance between both ends is increased, so that the pulling force in the direction of rotating the camera 12 is weakened. On the other hand, the camera 12 is fixed to the second supporting portion 13b which can be rotated, the camera 12 in the opposite direction to the twisting by tensile force of the spring 18 is linear body 16 on the end 13b ₁ of the support portion 13b of the L-shaped Is attached so as to urge the elastic force to rotate, so that it rotates in the direction returning to the original position around the rotation axis C1, and the tensile force of the linear body 16 and the elastic force of the spring 18 are Stop at the point of balance. Thus, the lens direction of the camera 12 can be adjusted by controlling the rotation of the drive motor 14.
As described above, the optical device driving apparatus 10 enables rotation of the camera with one degree of freedom without using a mechanism such as a gear reducer, a belt drive, or a rack and pinion.
In this embodiment, the two support portions 13a and 13b are attached so that the rotation axis C1 passes through the center of the camera 12. However, the support portions 13a and 13b may not pass through the center and may be inclined.

−実施例２−
次に、実施例２について詳細に説明する。以下の説明において、実施例１と重複する内容について、詳細な説明を省略する。
図２は、本発明の実施例２に係る光学デバイス駆動装置の概略構成を示す。図２に示すように、光学デバイス駆動装置２０は、回転駆動する駆動モータ１４及び第２の駆動モータ２４と、１端が駆動モータ１４の回転軸１４ａに固定され、他端がカメラ２２に４角形の枠２２ａ及び第１支持部２３ａを介して固定され線状体１６と、カメラ２２に枠２２ａと第２支持部２３ｂを介して接続されたバネ１８と、１端が第２の駆動モータ２４の回転軸２４ａに固定され、他端がカメラ２２にその背面に設けられた第３支持部２３ｃを介して固定され第２の線状体２６と、第２の線状体２６の引っ張り力とは反対向きに弾性力を付勢するように第３支持部２３ｃに接続されたバネ２８とを備える。 -Example 2-
Next, Example 2 will be described in detail. In the following description, detailed description of the same contents as those in the first embodiment will be omitted.
FIG. 2 shows a schematic configuration of an optical device driving apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 2, the optical device driving apparatus 20 includes a driving motor 14 and a second driving motor 24 that are rotationally driven, one end fixed to the rotating shaft 14 a of the driving motor 14, and the other end connected to the camera 22. A linear body 16 fixed via a rectangular frame 22a and a first support portion 23a, a spring 18 connected to the camera 22 via a frame 22a and a second support portion 23b, and a second drive motor at one end. 24, the other end of which is fixed to the camera 22 via a third support portion 23c provided on the back surface thereof, and the second linear body 26 and the pulling force of the second linear body 26 And a spring 28 connected to the third support portion 23c so as to bias the elastic force in the opposite direction.

カメラ２２は、４角形の枠２２ａ中に第２の回動軸線Ｃ２を中心として回動可能に固定され、枠２２ａには２つの対向する辺の外側に断面Ｌ字形の第１及び第２支持部２３ａ，２３ｂが、その１辺の中心線を第１の回動軸線Ｃ１と一致させ、各他辺の先端部は枠２２ａの２つの対向に沿って互いに反対向きに固定されている。
線状体１６は、その１端が回転駆動する駆動モータ１４の回転軸１４ａ、他端が第１支持部１３ａに固定されている。バネ１８は、支持部２３ｂに線状体１６と略平行かつ同方向に取り外し可能に取り付けられている。
さらに、カメラ２２の背面に固着された第３支持部２３ｃの先端部には第２の線状体２６及びバネ２８が互いに反対方向に向かって取り付けられ、第２の線状体２６の他端は第２の駆動モータ２４の回転軸２４ａに固定されている。 Camera 22, 4 a second rotation axis C2 is pivotally secured around in rectangular frame 22a, first and second supporting L-shaped cross-section on the outside of two opposing sides to the frame 22a parts 23a, 23b is, the center line of one side thereof to match the first pivot axis C1, the tip portion of the other side is fixed to the opposite directions to each other along two opposite frame 22a.
One end of the linear body 16 is fixed to the rotating shaft 14a of the drive motor 14 that is rotationally driven, and the other end is fixed to the first support portion 13a. The spring 18 is attached to the support portion 23b so as to be substantially parallel to the linear body 16 and removable in the same direction.
Further, a second linear body 26 and a spring 28 are attached to the tip of the third support portion 23 c fixed to the back surface of the camera 22 in opposite directions, and the other end of the second linear body 26 is attached. Is fixed to the rotating shaft 24 a of the second drive motor 24.

上記のような構成の光学デバイス駆動装置２０では、４角形の枠２２ａの対向する２辺の外側に第１及び第２支持部１３ａ，１３ｂが各１辺を第１の回動軸線Ｃ１を中心として回動可能に固定にされ、線状体１６及びバネ１８の１端が接続される各他辺は反対方向を向いているので、実施例１の場合と同様に、線状体１６の引っ張り力によりカメラ２２が第１の回動軸線Ｃ１を中心として回動し、駆動モータ１４を逆回転し線状体１６のねじれを戻すとバネ１８の弾性力によって、カメラ２２が元の向きに戻る方向に回動する。そして、線状体１６の引っ張り力がバネ１８の弾性力と釣り合いがとれた位置で停止する。 Configuration In the optical device driving apparatus 20 of the above, mainly quadrangular frame 22a opposing the first and second supporting portions 13a on the outside of the two sides, 13b each one side of the first rotation axis C1 of Since each other side to which one end of the linear body 16 and the spring 18 is connected is directed in the opposite direction, as in the first embodiment, the linear body 16 is pulled. the camera 22 is rotated about the first rotation axis C1 by the force, when the drive motor 14 to return the torsion of the reverse rotation to linear body 16 by the elastic force of the spring 18, the camera 22 returns to the original orientation Rotate in the direction. Then, it stops at a position where the pulling force of the linear body 16 is balanced with the elastic force of the spring 18.

また、カメラ２２の背面に設けられた第３支持部２３ｃに互いに水平かつ逆方向に力を作用させるように取り付けられた第２の線状体２６とバネ２８の関係は次のとおりである。つまり、駆動モータ２４の回転により第２の線状体２６に引っ張り力が生じると、カメラ２２が第２の回動軸線Ｃ２を中心として水平方向に回動し、駆動モータ２４を逆回転し第２の線状体２６のねじれを戻すとバネ２８の弾性力によってカメラ２２が元の向きに戻る方向に回動する。そして、第２の線状体２６の引っ張り力とバネ２８の弾性力が釣り合ったところで停止する。
なお、第１及び第２の回動軸線Ｃ１，Ｃ２が直行するときは、例えば、カメラの水平と垂直（左右と上下、パンとチルト）の駆動が可能になり、カメラ２２の２自由度駆動やロボットのビジョン用カメラの駆動で人間の眼球の動きを再現することができる。 In addition, the relationship between the second linear body 26 and the spring 28 which are attached to the third support portion 23c provided on the back surface of the camera 22 so as to apply forces in the horizontal and opposite directions is as follows. That is, when the second linear member 26 to a pulling force by the rotation of the drive motor 24 occurs, the camera 22 is rotated in the horizontal direction about the second rotation axis C2, the reverse rotation of the drive motor 24 When the twist of the second linear body 26 is returned, the camera 22 rotates in a direction to return to the original direction by the elastic force of the spring 28. Then, it stops when the tensile force of the second linear body 26 and the elastic force of the spring 28 are balanced.
Incidentally, when the first and second pivot axis C1, C2 are orthogonal, for example, a camera of horizontal and vertical (left and right vertical, pan and tilt) enables driving of two-degree-of-freedom drive the camera 22 And the movement of the human eyeball can be reproduced by driving the vision camera of the robot.

−実施例３−
図３は、本発明の実施例３に係る光学デバイス駆動装置の概略構成を示す。図３に示すように、光学デバイス駆動装置３０は、回転駆動する２つの駆動モータ１４，２４と、１端がカメラ２２にその背面に設けられた第３支持部２３ｃを介して接続され、他端が駆動モータ１４，２４の回転軸１４ａ，２４ａにそれぞれ固定された２つの線状体１６，２６と、各線状体１６，２６による引っ張り力とは反対向きに弾性力を付勢する力の成分を有するようにカメラ２２にその背面に設けられた第３支持部２３ｃに取り外し可能に取り付けられたバネ３８とを備える。 Example 3
FIG. 3 shows a schematic configuration of an optical device driving apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. As shown in FIG. 3, the optical device driving device 30 is connected to two drive motors 14 and 24 that rotate and one end is connected to the camera 22 via a third support portion 23 c provided on the back surface, and the other The two linear bodies 16 and 26 whose ends are fixed to the rotary shafts 14a and 24a of the drive motors 14 and 24, respectively, and the force that urges the elastic force in the direction opposite to the tensile force by the linear bodies 16 and 26 The camera 22 includes a spring 38 that is detachably attached to a third support portion 23c provided on the back surface of the camera 22 so as to have a component.

カメラ２２は、４角形の枠２２ａ中に第１の回動軸線Ｃ１を中心として回動可能に固定され、枠２２ａにはカメラ２２とともに第２の回動軸線Ｃ２を中心として回動可能に固定されている。
カメラ２２の背面には第３支持部２３ｃが固着され、線状体１６，２６は、各１端が回転駆動する駆動モータ１４，２４の回転軸１４ａ，２４ａ、各他端が第３支持部２３ｃの先端部に固定されている。第３支持部２３ｃの先端部には、駆動モータ１４，２４の回転により生じる線状体１６，２６のねじれによる各引っ張り力とは逆向きに弾性力を付勢する力の成分を有する方向にようにバネ３８が取り外し可能に取り付けられている。 Camera 22, 4 about the first rotation axis C1 in rectangular frame 22a is rotatably fixed, rotatably fixed around the second rotation axis C2 with the camera 22 to the frame 22a Has been.
A third support portion 23c is fixed to the rear surface of the camera 22, and the linear bodies 16 and 26 have rotation shafts 14a and 24a of drive motors 14 and 24, respectively, one end of which is rotationally driven, and each other end is a third support portion. It is being fixed to the front-end | tip part of 23c. The tip of the third support portion 23c has a force component that biases the elastic force in the direction opposite to the tensile force caused by the torsion of the linear bodies 16 and 26 caused by the rotation of the drive motors 14 and 24. Thus, the spring 38 is detachably attached.

上記のような構成の光学デバイス駆動装置３０では、駆動モータ１４の回転により線状体１６に引っ張り力が生じると、カメラ２２が第１の回動軸線Ｃ１を中心として水平方向に回動し、駆動モータ１４が逆回転し線状体１６のねじれが戻るとバネ３８の水平方向の弾性力によって、カメラ２２が元の向きに戻る方向に回動する。そして、線状体１６の引っ張り力とバネ３８の弾性力の水平方向の成分が釣り合ったところで停止する。 In the optical device driving apparatus 30 of the above configuration, the tensile force in the linear body 16 by the rotation of the drive motor 14 occurs, the camera 22 is rotated in the horizontal direction about the first pivot axis C1, When the drive motor 14 rotates in the reverse direction and the twist of the linear body 16 returns, the camera 22 rotates in a direction to return to the original direction by the elastic force of the spring 38 in the horizontal direction. And it stops when the horizontal component of the tensile force of the linear body 16 and the elastic force of the spring 38 is balanced.

第２の回動軸線Ｃ２回りの回動についても同様であり、駆動モータ２４の回転により線状体２６に引っ張り力が生じると、カメラ２２が第２の回動軸線Ｃ２を中心として回動し、駆動モータ２４が逆回転し線状体２６のねじれが戻すとバネ３８の垂直（上下）方向の弾性力によって、カメラ２２が元の向きに戻る方向に回動し、線状体２６の引っ張り力とバネ３８の弾性力の垂直方向の成分が釣り合ったところで停止する。
図示していないが、バネ３８はそれぞれの方向に分離して独立した２つのバネに分けることもできるが、本実施例ではバネ３８が１つであるので部品数が少ないメリットがある。
上記のように、光学デバイス駆動装置３０は、歯車減速機、ベルト駆動、ラックアンドピニオンなどの機構を用いることなく２自由度のカメラの回転駆動を可能にする。 The same applies to the second rotation axis C2 around the pivot, the force pulling the linear body 26 by the rotation of the drive motor 24 occurs, the camera 22 is rotated around the second rotation axis C2 When the drive motor 24 rotates in the reverse direction and the twist of the linear body 26 returns, the camera 22 rotates in the direction of returning to the original direction by the elastic force of the spring 38 in the vertical (up and down) direction, and the linear body 26 is pulled. It stops when the vertical component of the force and the elastic force of the spring 38 is balanced.
Although not shown, the spring 38 can be separated into two independent springs in each direction, but in this embodiment, since there is one spring 38, there is an advantage that the number of parts is small.
As described above, the optical device driving apparatus 30 enables rotational driving of a two-degree-of-freedom camera without using a mechanism such as a gear reducer, a belt drive, or a rack and pinion.

−実施例４−
図４は、本発明の実施例４に係る光学デバイス駆動装置の概略構成を示す。図４に示すように、光学デバイス駆動装置４０は、回転駆動する２つの駆動モータ１４，４４と、各１端が駆動モータ１４，４４の回転軸に固定され、各他端がカメラ３２に枠３２ａを貫通して連結した断面Ｔ字形状の連結部材４５の先端部の両端４５ａ，４５ｂにそれぞれ固定され２つの線状体１６，４６と、連結部材が貫通した枠３２ａの辺と対向する辺に両線状体１６，４６と略平行かつ同方向に取り付けられたバネ４８とを備える。 Example 4
FIG. 4 shows a schematic configuration of an optical device driving apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. As shown in FIG. 4, the optical device driving device 40 includes two drive motors 14 and 44 that are rotationally driven, one end fixed to the rotation shaft of the drive motors 14 and 44, and the other end framed to the camera 32. The two linear bodies 16 and 46 fixed to both ends 45a and 45b of the front end portion of the connecting member 45 having a T-shaped cross section connected through 32a and the side facing the side of the frame 32a through which the connecting member has passed Are provided with springs 48 attached to both linear bodies 16 and 46 substantially in parallel and in the same direction.

上記のような構成の光学デバイス駆動装置４０では、駆動モータ１４の回転により線状体１６がねじれることにより、その両端間の距離が縮まる。このとき発生する引っ張り力によってカメラ３２は連結部材４５を介して第１の回動軸線Ｃ１を中心として回動（回転）する。駆動モータ４４の回転により線状体４６がねじれることにより、線状体４６の両端間の距離が縮むと引っ張り力が発生し、この力によってカメラ３２は連結部材４５を介して第１の回動軸線Ｃ１を中心として逆方向に回動（回転）する。このように２つの駆動モータ１４，４４の回転軸の差動的な逆位相動作でカメラ３２の第１の回動軸線Ｃ１回りの回動を制御することができる。 In the optical device driving apparatus 40 configured as described above, the linear body 16 is twisted by the rotation of the driving motor 14, so that the distance between both ends thereof is reduced. Camera 32 by a tension force generated at this time is rotated (rotated) about the first rotation axis C1 through the connecting member 45. By linear body 46 by the rotation of the drive motor 44 is twisted, the pulling force distance shrinks across occurs linear body 46, the camera 32 by the force first rotation through a coupling member 45 It rotates (rotates) in the reverse direction about the axis C1. Thus it is possible to control the first rotation axis C1 around the rotating camera 32 by the difference dynamic phase operation of the rotary shaft of the two drive motors 14, 44.

さらに、２つの駆動モータ１４，４４を同相動作させて２つの線状体１６，４６のねじれによる両端間の距離を同じ長さに変えると、２つの線状体１６，４６に生じた引っ張り力が共働し、カメラ３２が第２の回動軸線Ｃ２を中心として水平方向に回動する。次に、駆動モータ１４，４４を逆回転に同相動作して線状体１６，４６のねじれを戻すとバネ４８の弾性力によって、カメラ３２が元の向きに戻る方向に回動し、２つの線状体１６，４６の引っ張り力とバネ４８の弾性力が釣り合ったところで停止する。 Further, when the two drive motors 14 and 44 are operated in phase to change the distance between both ends due to twisting of the two linear bodies 16 and 46 to the same length, the tensile force generated in the two linear bodies 16 and 46 is generated. There cooperate, camera 32 is rotated in the horizontal direction about the second pivot axis C2. Next, when the drive motors 14 and 44 are operated in phase in the reverse direction to return the twists of the linear bodies 16 and 46, the elastic force of the spring 48 rotates the camera 32 in a direction to return to the original direction. It stops when the tensile force of the linear bodies 16 and 46 and the elastic force of the spring 48 are balanced.

上記のように、光学デバイス駆動装置４０は、歯車減速機、ベルト駆動、ラックアンドピニオンなどの機構を用いることなく２自由度のカメラの回転駆動を可能にする。
なお、第１及び第２の回動軸線Ｃ１，Ｃ２が直行するときは、例えば、カメラの水平と垂直（左右と上下、パンとチルト）の駆動が可能になり、カメラ３２の２自由度駆動やロボットのビジョン用カメラの駆動で人間の眼球の動きを再現することができる。 As described above, the optical device driving apparatus 40 enables rotational driving of a camera with two degrees of freedom without using a mechanism such as a gear reducer, a belt drive, or a rack and pinion.
Incidentally, when the first and second pivot axis C1, C2 are orthogonal, for example, a camera of horizontal and vertical (left and right vertical, pan and tilt) enables driving of two-degree-of-freedom drive the camera 32 And the movement of the human eyeball can be reproduced by driving the vision camera of the robot.

−実施例５−
図５は、本発明の実施例５に係る光学デバイス駆動装置の概略構成を示す。図５に示すように、光学デバイス駆動装置５０は、回転駆動する駆動モータ５４，６４と、１端が第１支持部５３ａを介してカメラ５２に固定され、他端が駆動モータ５４の回転軸に固定された線状体５６と、１端が第３支持部６３ｂを介してカメラ６２に固定され、他端が駆動モータ６４の回転軸に固定された線状体６６と、１端が第２支持部５３ｂ、他端が第３支持部６３ｂの各端部に取り外し可能に取り付けられたバネ５８とを備える。 -Example 5
FIG. 5 shows a schematic configuration of an optical device driving apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. As shown in FIG. 5, the optical device driving apparatus 50 includes drive motors 54 and 64 that are rotationally driven, one end fixed to the camera 52 via the first support portion 53 a, and the other end the rotation shaft of the drive motor 54. A linear body 56 fixed to the camera 62, one end fixed to the camera 62 via the third support portion 63 b, and the other end fixed to the rotating shaft of the drive motor 64, and one end to the first 2 support part 53b, and the other end with a spring 58 removably attached to each end part of the third support part 63b.

ここで、第１支持部５３ａは、Ｌ字形であり、その１辺は中心がカメラ５２の回動軸線Ｃ１に一致するように、他辺の先端部５３ａ₁がカメラ５２の背面（レンズの面と逆の方向）を向くようにカメラ５２の上部に取り付けられており、該先端部に線状体６６の１端が取り付けられている。
また、第２支持部５３ｂは、Ｌ字形であり、その１辺は中心がカメラ５２の回動軸線Ｃ１に一致するように、他辺の先端部（図示せず）が第１支持部５３ａの先端部５３ａ₁とは逆の方向（カメラ５２のレンズの方向）を向くようにカメラ５２の下部に取り付けられており、該先端部に線状体６６の１端が取り付けられている。
第３支持部６３ｂは第２支持部５３ｂと同様な構成であり、その中心をカメラ６２の第２の回動軸線Ｃ２が通る支持部６３ａの対向（下）部に、第２支持部５３ｂがカメラ５２に固定されているのと同様に、カメラ６２に固着されている。 Here, the first support portion 53a is L-shaped, the surface of one side thereof is such that the center coincides with the rotation axis C1 of the camera 52, the rear surface of the front end portion 53a ₁ of the other side camera 52 (lens The one end of the linear body 66 is attached to the tip of the camera 52 so as to face the opposite direction.
Further, the second support portion 53b is L-shaped, and the tip end portion (not shown) of the other side is the first support portion 53a so that one side of the second support portion 53b coincides with the rotation axis C1 of the camera 52. It is attached to the lower part of the camera 52 so as to face the direction opposite to the tip part 53a ₁ (the direction of the lens of the camera 52), and one end of the linear body 66 is attached to the tip part.
The third support portion 63b has the same configuration as the second supporting portion 53b, its center to the opposite (lower) portion of the second supporting portion 63a which passes through the rotation axis C2 of the camera 62, the second support portion 53b Similarly to being fixed to the camera 52, it is fixed to the camera 62.

上記のような構成の光学デバイス駆動装置５０では、駆動モータ５４の回転により線状体５６に引っ張り力が生じると、カメラ５２が第１の回動軸線Ｃ１を中心として水平方向に回動（回転）する。同時に、その角度だけカメラ５２の下部に固定された第２支持部５３ｂも回動するので、第２支持部５３ｂの先端の回動分だけバネ５８が伸びる。このとき、バネ５８には元に戻ろうとする弾性力が働くので、カメラ６２は下部に固定された第３支持部６３ｂとともに第２の回動軸線Ｃ２を中心として水平方向に、かつカメラ５２と同方向に回動（回転）する。
このとき、第３支持部６３ｂのバネ５８取り付け部とは反対側の端部に固定されている線状体６６は伸びるので、その両端には線状体６６を元の長さに戻そうとする引っ張り力が働く。そして、線状体６６の引っ張り力とバネ５８の弾性力が釣り合った位置で、２つのカメラ５２，６２はそれぞれ一定の方向を向いて停止する。 In the optical device driving apparatus 50 of the above configuration, the tensile force in the linear body 56 by the rotation of the drive motor 54 occurs, the camera 52 is horizontally rotated about the first pivot axis C1 (rotation ) At the same time, since the second support portion 53b fixed to the lower portion of the camera 52 also rotates by that angle, the spring 58 extends by the amount of rotation of the tip of the second support portion 53b. At this time, since the spring 58 elastic force of returning to the original works, the camera 62 in the horizontal direction about the second rotation axis C2 with the third supporting part 63b which is fixed to the lower, and a camera 52 Rotate (rotate) in the same direction.
At this time, since the spring 58 mounting portion of the third support portion 63b linear body 66 which is fixed to the opposite end extends, it tends to return the linear body 66 at both ends original in length The pulling force that works. Then, at the position where the pulling force of the linear body 66 and the elastic force of the spring 58 are balanced, the two cameras 52 and 62 each stop in a certain direction.

逆に、駆動モータ６４の回転により線状体６６に引っ張り力が生じると、カメラ６２が第２の回動軸線Ｃ２を中心として水平方向に回動する。同時に、その角度だけカメラ６２の下部に固定された第３支持部６３ｂが回動するので、第３支持部６３ｂの先端の回動分だけバネ５８は伸びる。このとき、バネ５８には元に戻ろうとする弾性力が働くので、カメラ５２は下部に固定された第２支持部５３ｂとともに第１の回動軸線Ｃ１を中心として水平方向に、かつカメラ６２と同方向に回動する。
また、カメラ５２の上部に固定された第１支持部５３aもカメラ５２とともに第１の回動軸線Ｃ１を中心として回動する。この方向は、線状体５６を伸ばす方向であるので、その両端には線状体５６を元の長さに戻そうとする引っ張り力が働く。そして、線状体５６の引っ張り力とバネ５８の弾性力が釣り合った位置で、２つのカメラ５２，６２はそれぞれ一定の方向を向いて停止する。さらに、２つの駆動モータ５４，６４の調整により、２つのカメラ５２、６２の水平方向での各方向をそれぞれ独立に調整することができる。 Conversely, when the tensile force in the linear body 66 by the rotation of the drive motor 64 occurs, the camera 62 is rotated in the horizontal direction about the second pivot axis C2. At the same time, since the third support portion 63b fixed to the lower portion of the camera 62 rotates by that angle, the spring 58 extends by the amount of rotation of the tip of the third support portion 63b. At this time, since the spring 58 elastic force of returning to the original works, the camera 52 in the horizontal direction about the first rotation axis C1 together with the second supporting portion 53b which is fixed to the lower, and a camera 62 And rotate in the same direction.
Also together with the first supporting portion 53a is also a camera 52 fixed to the top of the camera 52 rotates about the first pivot axis C1. Since this direction is a direction in which the linear body 56 is extended , a pulling force that tries to return the linear body 56 to its original length is applied to both ends thereof. Then, at the position where the pulling force of the linear body 56 and the elastic force of the spring 58 are balanced, the two cameras 52 and 62 respectively stop in a certain direction. Further, by adjusting the two drive motors 54 and 64, the horizontal directions of the two cameras 52 and 62 can be independently adjusted.

上記のように、光学デバイス駆動装置５０では、２つの半導体カメラなどの光学デバイスをそれぞれ１自由度で独立に駆動できる。
変形例として、図５のバネ５８は、２つのカメラ５２，６２を逆駆動する２つの独立したバネ（図示せず）に代えることができる。しかし、２つのカメラ５２，６２をロボットのビジョンなどの３次元画像を得るときに使われるステレオカメラとして使用するときは両カメラがほぼ同じ動きをすることが多いため、１つのバネ５８を図示したように用いると全動作範囲においてほぼ一定の張力を得るメリットがある。 As described above, the optical device driving apparatus 50 can independently drive optical devices such as two semiconductor cameras with one degree of freedom.
As a variant, the spring 58 of FIG. 5 can be replaced by two independent springs (not shown) that reversely drive the two cameras 52, 62. However, when the two cameras 52 and 62 are used as a stereo camera used for obtaining a three-dimensional image such as a robot vision, the two cameras often move substantially in the same manner, so that one spring 58 is illustrated. When used in this manner, there is an advantage of obtaining a substantially constant tension over the entire operating range.

−実施例６−
図６は、本発明の実施例６に係る光学デバイス駆動装置の概略構成を示す。本実施例では、実施例５の光学デバイス駆動装置５０における２つのカメラ５２，６２が連結部材６５により連結されている。そして、さらに連結部材６５に固定された棒状の支持部６５aと、回転駆動する駆動モータ７４と、１端が支持部６５ａの１端部に固定され、他端が駆動モータ７４の回転軸に固定された線状体７６と、１端が支持部６５aの他端部に取り外し可能に取り付けられた第２のバネ７８とを備える。 -Example 6
FIG. 6 shows a schematic configuration of an optical device driving apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. In this embodiment, the two cameras 52 and 62 in the optical device driving apparatus 50 of the fifth embodiment are connected by a connecting member 65. Further, a rod-like support portion 65 a fixed to the connecting member 65, a drive motor 74 that rotates, one end is fixed to one end portion of the support portion 65 a, and the other end is fixed to the rotation shaft of the drive motor 74. And a second spring 78 having one end detachably attached to the other end of the support portion 65a.

上記のような構成の光学デバイス駆動装置６０では、駆動モータ７４の回転により線状体７６に引っ張り力が生じると、水平に設置された連結部材６５がその回転中心（回動軸線Ｃ３）を中心として回動（回転）するので、回動可能に連結部材６５に固定された２つカメラ５２，６２も回動軸線Ｃ３を中心として同じ方向に回動する。
駆動モータ７４を逆回転し、線状体７６のねじれを解くと、連結部材６５を回動させる引っ張り力が弱くなるので、連結部材６５に回動可能に固定された２つのカメラ５２，６２は連結部材６５とともに、バネ７８の弾性力に引っ張られる方向に回動する。そして、線状体７６の引っ張り力とバネ７８の弾性力の釣り合いがとれたところで、停止する。 In the optical device driving apparatus 60 configured as described above, when a pulling force is generated in the linear body 76 by the rotation of the driving motor 74, the connecting member 65 installed horizontally is centered on the rotation center (rotation axis C3). Therefore, the two cameras 52 and 62 fixed to the connecting member 65 so as to be rotatable also rotate in the same direction around the rotation axis C3.
When the drive motor 74 is rotated in the reverse direction and the twist of the linear body 76 is released, the pulling force for rotating the connecting member 65 is weakened. Therefore, the two cameras 52 and 62 fixed to the connecting member 65 so as to be rotatable are Together with the connecting member 65, it rotates in the direction pulled by the elastic force of the spring 78. Then, when the tensile force of the linear body 76 and the elastic force of the spring 78 are balanced, the operation stops.

このように、駆動モータ７４の回転を調製することによって、２つの撮影するカメラ５２，６２のレンズ方向を同時に垂直（上下）方向に調整することができる。
カメラ５２，６２の垂直方向の各回動軸線を中心とする各カメラ５２，６２の水平方向の回動を各駆動モータ５４，６４の回転を制御することによって、２つの撮影するカメラ５２，６２のレンズ方向を同時に水平方向に調整することができることは、実施例５で説明したとおりである。
上記のように、光学デバイス駆動装置６０では、２つの半導体カメラなどの光学デバイスを１つ目の回動方向に独立に駆動でき、２つ目の回動方向には共通で駆動できる。 Thus, by adjusting the rotation of the drive motor 74, the lens directions of the two cameras 52 and 62 to be photographed can be simultaneously adjusted in the vertical (up and down) direction.
By controlling the rotation of the drive motors 54 and 64 to rotate the cameras 52 and 62 in the horizontal direction around the rotation axes of the cameras 52 and 62 in the vertical direction, As described in the fifth embodiment, the lens direction can be adjusted to the horizontal direction at the same time.
As described above, the optical device driving apparatus 60 can drive two optical devices such as semiconductor cameras independently in the first rotation direction, and can drive in common in the second rotation direction.

変形例として、図６のバネ５８は、２つのカメラ５２，６２を逆駆動する２つの独立したバネ（図示せず）に代えることができる。しかし、２つのカメラ５２，６２をロボットのビジョンなどの３次元画像を得るときに使われるステレオカメラとして使用するときは両カメラがほぼ同じ動きをすることが多いため、１つのバネ５８を図示したように用いると全動作範囲においてほぼ一定の張力を得るメリットがある。
さらに、カメラ５２，６２の回動軸線Ｃ１，Ｃ２と回動軸線Ｃ３がそれぞれ直交するときは、例えば、カメラの水平と垂直（左右と上下、パンとチルト）の駆動が可能になり、監視カメラやロボットのビジョン用カメラの駆動で人間の眼球の動きを再現することがきる。 As a variant, the spring 58 of FIG. 6 can be replaced by two independent springs (not shown) that reversely drive the two cameras 52, 62. However, when the two cameras 52 and 62 are used as a stereo camera used for obtaining a three-dimensional image such as a robot vision, the two cameras often move substantially in the same manner, so that one spring 58 is illustrated. When used in this manner, there is an advantage of obtaining a substantially constant tension over the entire operating range.
Further, when the rotation axes C1, C2 and the rotation axis C3 of the cameras 52, 62 are orthogonal to each other, for example, the camera can be driven horizontally and vertically (left and right, up and down, pan and tilt), and the surveillance camera And the movement of the human eyeball can be reproduced by driving the vision camera of the robot.

−実施例７−
図７は、本発明の実施例７に係る光学デバイス駆動装置の概略構成を示す。
本実施例では、実施例１の光学デバイス駆動装置１０のカメラ１２の運動を制御するものであり、図１に示した構成の他に、カメラ１２の回動速度及び角度を検出するカメラ運動検出器８２と、駆動モータ１４の回転速度及び負荷電流を検出するモータ運動検出器８４と、外部からの運動指令を送信する外部司令部８８と、制御演算を行う制御演算装置８６とを備える。 -Example 7-
FIG. 7 shows a schematic configuration of an optical device driving apparatus according to Embodiment 7 of the present invention.
In this embodiment, the movement of the camera 12 of the optical device driving apparatus 10 of the first embodiment is controlled. In addition to the configuration shown in FIG. 1, the camera movement detection for detecting the rotation speed and angle of the camera 12 is performed. , A motor motion detector 84 that detects the rotational speed and load current of the drive motor 14, an external command unit 88 that transmits an external motion command, and a control arithmetic device 86 that performs a control calculation.

上記のような構成の光学デバイス駆動装置７０では、カメラ１２の回転速度（角速度）と方向（角度）がカメラ運動検出器８２で検出され、制御演算装置８６に送信される。駆動モータ１４の回転速度（回転数）、電圧、電流などがモータ運動検出器８４で検出され、制御演算装置８６に送信される。さらに、上位コンピュータにプログラムされたアルゴリズムや動作パターン等に従って生成される運動指令や人間の操作によって生成される光学デバイスの目標動作を表す信号（値）などの外部からの運動指令が外部司令部８８から制御演算装置８６に送信される。これらの情報に基づいて制御演算装置８６では駆動モータ１４に供給する適切な符号付き印加電圧が算出され、駆動モータ１４に供給される。 In the optical device driving device 70 configured as described above, the rotational speed (angular velocity) and direction (angle) of the camera 12 are detected by the camera motion detector 82 and transmitted to the control arithmetic device 86. The rotation speed (number of rotations), voltage, current, etc. of the drive motor 14 are detected by the motor motion detector 84 and transmitted to the control arithmetic unit 86. Further, an external command such as a motion command generated according to an algorithm or a motion pattern programmed in the host computer or a signal (value) representing a target motion of the optical device generated by a human operation is sent to the external command unit 88. To the control arithmetic unit 86. Based on these pieces of information, the control arithmetic unit 86 calculates an appropriate signed application voltage to be supplied to the drive motor 14 and supplies it to the drive motor 14.

このとき、制御演算装置８６ではカメラ運動検出器８２、モータ運動検出器８４及び外部司令部８８から送信された情報のいずれかを選択してカメラの回動速度と角度を制御するようにすることができる。
このことによって、カメラ１２のより精密な制御が可能になる。
本実施例では、実施例１の光学デバイス駆動装置１０に適用する一例を示したが、実施例２ないし６の光学デバイス駆動装置２０〜６０についても適用することができる。
変形例として、カメラ運動検出器８２をカメラ１２から受信した画像情報に基づいてカメラ１２の回動速度及び角度を検出するものとすることができる。それ以外は、実施例７と同様である。 At this time, the control arithmetic unit 86 selects any of the information transmitted from the camera motion detector 82, the motor motion detector 84, and the external command unit 88 to control the rotation speed and angle of the camera. Can do.
This enables more precise control of the camera 12.
In the present embodiment, an example applied to the optical device driving apparatus 10 of the first embodiment has been described, but the present invention can also be applied to the optical device driving apparatuses 20 to 60 of the second to sixth embodiments.
As a modification, the camera motion detector 82 can detect the rotational speed and angle of the camera 12 based on image information received from the camera 12. Other than that is the same as Example 7.

このことによって、カメラ１２の出力画像から回転角度や回転速度等を得ることができるので、機構がより簡易になり、大きさや費用の観点でよりメリットがある。
上記実施例７及び変形例に示した光学デバイス駆動装置では動的な性能を制御によって改善し、人間の目の動きと同等又はそれ以上の性能、即ち、光学デバイスの回転速度を９００度／秒以上にすることを可能にできる。 As a result, the rotation angle, rotation speed, and the like can be obtained from the output image of the camera 12, so that the mechanism becomes simpler and more advantageous in terms of size and cost.
In the optical device driving apparatus shown in the seventh embodiment and the modification, the dynamic performance is improved by control, and the performance equivalent to or higher than the movement of the human eye, that is, the rotation speed of the optical device is 900 degrees / second. This can be done.

上記のように、本発明に係る光学デバイス駆動装置は、歯車減速機、ベルト駆動、ラックアンドピニオンなどの機構を用いることなく半導体カメラなどの光学デバイスの回動駆動を可能にする、簡単な構造で軽量・安価な駆動装置である。しかも、バックラッシュがないため騒音の発生がなく、駆動モータの回転軸の慣性モーメントを増加させないため応答性に優れている。 As described above, the optical device driving apparatus according to the present invention has a simple structure that enables rotational driving of an optical device such as a semiconductor camera without using a mechanism such as a gear reducer, a belt drive, and a rack and pinion. It is a lightweight and inexpensive drive unit. In addition, since there is no backlash, no noise is generated, and since the moment of inertia of the rotating shaft of the drive motor is not increased, the response is excellent.

１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０光学デバイス駆動装置
１２，２２，３２，４２，５２，６２カメラ（光学デバイス）
１３ａ，１３ｂ，２３a，２３ｂ，２３ｃ，５３a，５３ｂ，６３a，６３ｂ支持部
１４，２４，３４，４４，５４，６４，７４駆動モータ
１４ａ，２４a 回転軸
１６，２６，３６，４６，５６，６６，７６線状体
１８，２８，３８，４８，５８，７８バネ（弾性部材）
２２ａ，３２a 枠
４５，６５連結部材
８２カメラ運動検出器（光学デバイス運動検出手段）
８４駆動モータ運動検出器
８６制御演算装置
８８外部司令部
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３回動軸線 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 Optical device drive unit 12, 22, 32, 42, 52, 62 Camera (optical device)
13a, 13b, 23a, 23b, 23c, 53a, 53b, 63a, 63b Support portion 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74 Drive motor 14a, 24a Rotating shaft 16, 26, 36, 46, 56, 66 , 76 Linear body 18, 28, 38, 48, 58, 78 Spring (elastic member)
22a, 32a Frame 45, 65 Connecting member 82 Camera motion detector (optical device motion detection means)
84 Drive motor motion detector 86 Control arithmetic unit 88 External command section C1, C2, C3 Rotation axis

Claims

A first drive motor and a second drive motor for rotational driving;
One end is fixed to the rotation shaft of the first drive motor, and the other end is applied with a pulling force that rotates the optical device about the first rotation axis to the first optical device that images the object. A first linear body fixed directly or indirectly, and
One end is fixed to the rotation shaft of the second drive motor, and the other end is applied with a pulling force that rotates the optical device about the second rotation axis to the second optical device that images the object. A second linear body fixed directly or indirectly, and
The first rotation axis line to the first optical device to pull that occurs I by the twisting of the first linear body force are rotated in the opposite direction, and about the second pivot axis a first elastic member for urging the elastic force Ru is rotated in the opposite direction to the second optical device the tensile force caused by torsion of the second linear body,
A third drive motor for rotational driving;
A connecting member that rotatably connects the first optical device and the second optical device around a third rotation axis perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis; ,
A third linear body having one end fixed to the rotation shaft of the third drive motor and the other end fixed directly or indirectly so as to apply a pulling force to the connection member to rotate the connection member. When,
An optical device drive apparatus comprising: a second elastic member that biases an elastic force that rotates the connecting member in a direction opposite to a tensile force generated by twisting of the third linear body .

Optical device motion detection means for detecting the rotational speed and angle of the first optical device and the second optical device;
Each optical device based on information including the rotational speed and angle of each optical device detected by the optical device motion detecting means and / or the rotational speed and load current of each of the first to third drive motors. the optical device driving apparatus according to claim 1 Symbol mounting and a control arithmetic unit for controlling the rotational speed and angle of the device.

The optical device driving apparatus according to claim 2, wherein the optical device motion detection unit detects a rotation speed and an angle of each optical device based on image information received from the first optical device and the second optical device.