JP7130457B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器、特にアクチュエータによって駆動する可動体を有する電子機器に関する。

近年、アクションカムやウエアラブルカメラと称する小型カメラが普及している。この小型カメラは、身体に装着し、ハンズフリーで撮影することができ、また自転車やドローン（無人航空機）等の機器に装着し、撮影することができる。特許文献１に開示された構成では、ウエアラブルカメラの画像を記録する方向が所定の方向のみであり、画像を記録する方向を替える場合には、ウエアラブルカメラの被装着体の姿勢を意図した方向へ向けなければならない。

特許文献２には、カメラ装置を含む可動体をプーリにより旋回駆動する技術が開示されている。また、特許文献３には、光学装置がパン及びチルト方向に加えてロール方向にも回動可能に支持される構成が開示されている。

特開２０１６－８２４６３号公報 特開２０１０－１１１９９号公報 特開２０１６－２７３７６号公報

しかしながら、従来技術では、光学装置をパン、チルト及びロール方向に駆動するためにそれぞれ各方向に対応した駆動源と減速機構が備えられており、光学装置が大型であった。

本発明の目的は、パン、チルト及びロール方向の駆動機構を備えた小型な電子機器を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の電子機器は、被駆動体と、第１の軸を中心に被駆動体を支持する第１の支持部材と、被駆動体と係合する被駆動板と、第１の軸に略直交する第２の軸を中心に第１の支持部材を回動可能に支持し、被駆動体を挟むように配置された回動軸部と、回動軸部を支持する第２の支持部材と、回動軸部に係合し被駆動板と接触して駆動力を伝達する複数の回転板と、第２の支持部材に設けられ、複数の回転板のそれぞれを回転駆動させる複数のアクチュエータと、複数の回転板のそれぞれの回転量及び回転方向を検知する複数の検知手段と、を備え、複数の回転板のそれぞれの回転方向と駆動量とが独立して制御されることを特徴とする。

本発明によれば、パン、チルト及びロール方向の駆動機構を備えた小型な電子機器を提供することができる。

（Ａ）電子機器を搭載したドローン１が着地している状態を示す斜視図である。（Ｂ）電子機器を搭載したドローン１が飛行している状態を示す斜視図である。 （Ａ）本発明の実施例１に係るカメラ１０の可動部の回転方向を示す斜視図である。（Ｂ）同カメラ１０のチルトユニット４０のサイドカバー４９を非表示にした斜視図である。 本発明の実施例１に係るカメラ１０の分解斜視図である。 本発明の実施例１に係るチルトユニット４０の分解斜視図である。 本発明の実施例１に係るカメラ１０の要部断面図である。 （Ａ）本発明の実施例１に係るカメラ１０の回転方向の定義を示す斜視図である。（Ｂ）各回転板とチルトシャーシ４４の回転方向における各駆動形態を示す表である。 本発明の実施例２に係るチルトユニット２４０の分解斜視図である。 （Ａ）本発明の実施例２に係るカメラ２１０の回転方向の定義を示す斜視図である。（Ｂ）各回転板とチルトシャーシ２４４の回転方向における各駆動形態を示す表である。

以下に、添付の図面を用いて本発明の好ましい実施の形態を説明する。本発明に係る電子機器は、無人航空機（以下、「ドローン１」と称す。）に取り付けられる撮像装置（以下、「カメラ１０」と称す）を対象とする。但し、本発明に係る電子機器は、これに限定されるものではなく、アクチュエータによって駆動され可動体に載置される電子機器に広く適用することができる。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、本発明に係るカメラ１０が搭載されているドローン１を示しており、図１（Ａ）はドローン１が着地している状態の斜視図、図１（Ｂ）はドローン１が飛行中の状態の斜視図である。ドローン１は、複数のプロペラ２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）を備えており、図示のドローン１は４枚のプロペラ２を備えたクワッドコプターと呼ばれるものである。プロペラ２の数や大きさはドローン１の重量、用途によって異なる。ドローン１は、プロペラ２が回転することによって揚力を発生させ、浮遊することができ、全てのプロペラ２を等しい回転数に制御することで機体を空中で安定保持（ホバリング）させることができる。また、プロペラ２の回転数を異ならせることで、機体の姿勢の変更、移動を行うことができる。

ドローン１には、アクションカムと称する小型なカメラ１０が取り付けられている。カメラ１０は、携帯性を重視するため小型且つ軽量に構成されている。カメラ１０は大別して固定部と可動部によって構成され、固定部はドローン１と締結するための締結部品と後述する通信手段などを備えている。カメラ１０の可動部は、固定部に対して、略水平方向であるパン方向（水平・左右）に、また可動部の一部が略鉛直方向であるチルト方向（垂直・上下）及び、ロール方向（回転）にそれぞれ回動可能に構成されている。これら３つの方向の回動を制御してドローン１の揺れをキャンセルさせる動作を行うことができる。これによってカメラ１０は、像揺れが少ない画像を撮影することができる。なお、カメラ１０は別の固定部品によってドローン１以外の自転車や身体にも装着可能である。カメラ１０の内部構成の詳細については後述する。

また、ドローン１は、スキッド３（３ａ、３ｂ）を備えている。スキッド３は、非飛行時にドローン１を地上で支持する機構である。本発明に係るカメラ１０を搭載したドローン１のスキッド３は、格納可能に構成されている。具体的には、ドローン１に取り付けられる部分が一定量回動可能に構成されており、ドローン１が離陸すると、スキッド３を図１（Ａ）に示す位置から図１（Ｂ）に示す位置へ回動させ、格納させることができる。そして、ドローン１が着陸する時には、スキッド３を図１（Ｂ）に示す位置から図１（Ａ）に示す位置へ回動させると共に、着陸に備えさせ、ドローン１やカメラ１０が地面に接触して破損してしまう等の不具合を防ぐことができる。またスキッド３を格納させることで、ドローン１の飛行中にカメラ１０がパンニング駆動を行いながら撮影する際、撮影画角内にスキッド３が写り込んでしまう等の不具合を防ぐことができる。

（実施例１）
次に本発明の実施例１に係るカメラ１０の詳細について説明する。図２（Ａ）は、本実施例１のカメラ１０の斜視図である。図２（Ｂ）は、説明のために外装カバーの一部であるサイドカバー４９を非表示にしたカメラ１０の斜視図である。

図２（Ａ）に示すように、カメラ１０は１段目の可動部であるパンユニット３０と、２段目の可動部であるチルトユニット４０の２つの可動部と固定部であるカメラ１０の土台部分となるベースユニット２０（ベース部材）で構成されている。

ベースユニット２０は、外部から電力を受け取るための不図示の電源入力部、後述する被駆動体であるレンズユニット５０から得られる画像を外部へ送信する通信手段とパンユニット３０やチルトユニット４０の駆動の制御や画像処理を行う主基板部を備えている。また、ベースユニット２０は、パンユニット３０を回動可能に支持し、パンユニット３０をパン方向に旋回させるための不図示のパンユニット駆動手段を備えている。

パンユニット３０は、ベースユニット２０を基準として矢印Ｐで示されるパン方向に回動可能である。また、パンユニット３０は、チルトユニット４０を回動可能に支持している。更に、図２（Ｂ）に示すようにパンユニット３０は、後述する駆動手段３５、３６と回転量検知手段３７、３８を備えている。

チルトユニット４０は、光学的な被写体像を形成する光学レンズ部とその被写体像を電気的な撮像信号に変換する撮像部からなるレンズユニット５０を備えている。そして、チルトユニット４０は、パンユニット３０に対してレンズユニット５０の光学レンズ部の光軸を通り、矢印Ｐに垂直な矢印Ｔで示されるチルト方向に回動可能である。更に、チルトユニット４０は、レンズユニット５０が光学レンズ部の光軸を中心とする回転方向（矢印Ｒで示されるロール方向）に回動可能となるようにレンズユニット５０を保持している。

上述の各ユニットを構成することにより、カメラ１０を任意の方向に変えて撮影することが可能になると共に、光軸を中心に回転させながら撮影することも可能になる。

次に、上述の各ユニットの詳細について、図３から図５を用いて説明する。図３は、カメラ１０の本体構成を示すための要部の分解斜視図である。図４は、チルトユニット４０の内部構成を示す分解斜視図である。図５は、カメラ１０の軸ｔと軸ｐにおける要部断面図である。なお、本発明の説明上不要で図示すると図が煩雑になるものは省略している。

図３から図５において、軸ｐは図２（Ａ）の矢印Ｐで示したパンユニット３０のパン方向のパン回転軸（第３の軸）を示し、軸ｔは図２（Ａ）の矢印Ｔで示したチルトユニット４０のチルト方向のチルト回転軸（第２の軸）を示す。軸ｒは図２（Ｂ）の矢印Ｒで示したレンズユニット５０の光学レンズ部の光軸を回転中心とするロール方向のロール回転軸（第１の軸）を示す。本実施例１では、軸ｐと軸ｔは略直交した構成となっているが、軸ｐと軸ｔは必ずしも直交する関係である必要はない。

図３においてベースユニット２０は、不図示の主基板部や通信手段、電源入力部を備えている。主基板部は、システム制御回路（ＣＰＵ）やメモリ、パンユニット３０やチルトユニット４０の駆動制御を行うドライバＩＣ等を搭載しており、カメラ１０の全体の制御を行う。

通信手段は、通信制御回路やアンテナを備えており、主基板部と接続されている。通信手段は、レンズユニット５０から得られた画像データを受信手段（不図示）へ電波を介することにより送信、又は送信手段（不図示）からカメラ１０の操作等を行うための情報を受信する。

不図示の電源入力部は、ベースユニット２０の底面部２０ａに設けられており、電気接点部を備えている。電源入力部は外部から電力を受け取り、主基板部などへ電力を供給する。本実施例１では、ドローン１と電源入力部が接続されることでドローン１から主基板部へ電力が供給可能となる。更に、ベースユニット２０の底面部２０ａには上述のドローン１のような移動体等に取り付け可能な不図示のアタッチメントが備えられている。

次に、パンユニット３０の内部構成について説明する。パン基台３１は、パンユニット３０の構成部材であり板状金属をプレス加工によって成形されたパンシャーシ３２（第２の支持部材）と、射出成形等の方法によって加工された樹脂製のパンベース３３を備えている。

パンシャーシ３２は、ビスによってパンベース３３と締結される平面である基台部３２ｃと、基台部３２ｃに垂直な平面を有し、互いに平行な一対の腕部３２ａ、３２ｂとから成る。パンシャーシ３２の腕部３２ａ、３２ｂには、後述する一対の軸受部材３４Ａ、３４Ｂが固定されている。

パンユニット３０は、パン基台３１を介してベースユニット２０に対して軸ｐを中心に回動可能に支持されており、このベースユニット２０内には、パンベース３３が軸ｐを中心に回転駆動するための不図示のパン方向の駆動機構が設けられている。

軸受部材３４Ａ、３４Ｂは、パンシャーシ３２の腕部３２ａ、３２ｂにそれぞれ固定されており、後述する円柱部材４５Ａ、４５Ｂ（回動軸部）が軸ｔを中心に滑らかに回動可能となるように円柱部材４５Ａ、４５Ｂを支持する。

駆動手段３５、３６、回転量検知手段３７、３８は、パンシャーシ３２の腕部３２ａ、３２ｂにそれぞれ固定され、回転量検知手段３７、３８は軸受部材３４Ａ、３４Ｂの一部に嵌入され、その位置が決まる。そして、回転量検知手段３７、３８の抜け方向の規制と円柱部材４５Ａ、４５Ｂの先端の規制を行うための押さえ板３９Ａ、３９Ｂが軸受部材３４Ａ、３４Ｂと共に腕部３２ａ、３２ｂに組み付けられることで、回転量検知手段３７、３８が固定される。なお、軸受部材３４Ａ、３４Ｂとしては、低摩擦で摺動性に優れる樹脂（例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）等）を射出成形して形成された部材や、精度よく滑らかに加工された金属などが用いられる。

次に、チルトユニット４０の内部構成について説明する。チルトユニット４０の外装カバーの一部である上カバー４７と下カバー４８に挟まれる内部の空間には、後述するチルトシャーシ４４（第１の支持部材）、レンズユニット５０、第１回転板４１、第２回転板４２、被駆動板である第３回転板４３が収容されている。

ここで、チルトユニット４０の詳細を説明するために図４を用いて説明する。図４において、チルトシャーシ４４はコの字型（Ｕ字型）に成形されており、軸ｒと直交する前面部４４ｃと、前面部４４ｃから曲げて形成された、互いに平行な対向する側壁部４４ａ、４４ｂを備えている。側壁部４４ａ、４４ｂには、ヘッダー加工又は切削加工により形成された金属製の円柱部材４５Ａ、４５Ｂが設けられており、円柱部材４５Ａ、４５Ｂはパンユニット３０の軸受部材３４Ａ、３４Ｂにそれぞれ挿通される。この円柱部材４５Ａ、４５Ｂがチルトユニット４０の回動軸部となり、軸ｔを中心に回動可能にパンシャーシ３２（図３参照）に支持される。チルトシャーシ４４の円柱部材４５Ａ、４５Ｂには、それぞれ第１回転板４１、第２回転板４２が挿通され、それぞれが円柱部材４５Ａ、４５Ｂを回転軸（軸ｔ）として回動可能に支持されている。

前面部４４ｃには、レンズユニット５０を挿入するための開口４４ｄが設けてあり、コの字の内側面にはレンズユニット５０をスムーズに回転させるための摺動部材４６が配置され、この摺動部材４６を介してレンズユニット５０が回動可能に保持されている。また、前面部４４ｃのコの字の外側面には、第３回転板４３が軸ｒを中心に回動可能に保持されている。即ち、摺動部材４６がチルトシャーシ４４の開口４４ｄに係合した状態において、第３回転板４３とレンズユニット５０は固定され、第３回転板４３とレンズユニット５０は一体で軸ｒを中心に回動する。

第１回転板４１、第２回転板４２はチルトシャーシ４４の円柱部材４５Ａ、４５Ｂに回動可能に支持されており、後述するようにパンシャーシ３２の腕部３２ａ、３２ｂに配置されている駆動手段３５、３６によってそれぞれ独立して回転駆動が可能となっている。なお、上述したチルトシャーシ４４はエンジニアプラスチック等で成形し、円柱部材４５Ａ、４５Ｂ及び摺動部材４６を一体で成形してもよい。

第１回転板４１、第２回転板４２の内側稜線部には斜面部４１ｓ、４２ｓが設けられており、図２（Ａ）に示す組み立てられた状態では、第３回転板４３の内側稜線部に設けられた斜面部４３ｓと接触するように構成されている。そして、第１回転板４１や第２回転板４２が回転するとそれらの駆動力が第３回転板４３に伝達される。なお、斜面部４１ｓ、４２ｓ、４３ｓは摩擦係数が高いことが望ましく、摩擦係数を高めるために表面に摩擦部材や弾性部材を別途設けてもよい。

本実施例１では、斜面部４１ｓ、４２ｓ、４３ｓを摩擦によって駆動するようにしているが、第１回転板４１、第２回転板４２、第３回転板４３の外周にかさ歯車形状を設けてギア連結させても同様の効果を得ることができる。

また第１回転板４１と第２回転板４２には、図３で示した駆動手段３５、３６から駆動力を効率的に受けるための摩擦摺動面４１ａ、４２ａが設けられている。更に第１回転板４１及び第２回転板４２の摩擦摺動面４１ａ、４２ａの径方向の内側には、それぞれ明暗パターン４１ｂ、４２ｂ（不図示）が設けられている。この明暗パターン４１ｂ、４２ｂは、一定の周期で周方向に反射率の異なる面が配列されたパターンであり、例えば印刷又は表面処理により反射率を変化させている。この明暗パターン４１ｂ、４２ｂは、後述する回転量検知手段３７、３８によって第１回転板４１と第２回転板４２の回転量を検知するためのものである。図中の明暗パターン４１ｂ、４２ｂは実際には非常に細かいパターンであるが説明のためパターン形状を簡略化して表現している。

ここで、第１回転板４１と第２回転板４２の駆動方法について、詳細に説明する。図３及び図５に示す駆動手段３５、３６は、高周波振動（超音波振動）を発生する発生源であり、駆動手段３５と第１回転板４１、駆動手段３６と第２回転板４２が組み合わさって振動型アクチュエータ（超音波モータ）として作用する。図５に示すように駆動手段３５、３６は、超音波振動しながらそれぞれ第１回転板４１と第２回転板４２に間欠的に接触・非接触を繰り返す振動子３５ｖ、３６ｖを備えている。そして、振動子３５ｖ、３６ｖの背面（第１回転板４１と第２回転板４２と対向しない側の面）に超音波振動を発生させるための圧電素子３５ｐ、３６ｐが備えられている。圧電素子３５ｐ、３６ｐはフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと称す）３５ｆ、３６ｆが電気的に接続されている。上述の６つの部材は図中の矢印Ｄ及び矢印Ｅの方向に不図示の付勢手段によって付勢されている。付勢手段はバネ部材が用いられているものとする。図３に示すように接触部３６ｃは第２回転板４２の摩擦摺動面４２ａと接触する部位で振動子３６ｖに２ヶ所設けられている。また不図示であるが同様に振動子３５ｖも接触部３５ｃを２ヶ所有しているものとする。

図５に示すように、第１回転板４１の摩擦摺動面４１ａには、駆動手段３５が有する２ヶ所の接触部３５ｃが不図示のばねによって矢印Ｄの方向に一定な加圧力で接触した状態となっている。同様に、第２回転板４２の摩擦摺動面４２ａには、駆動手段３６が有する２ヶ所の接触部３６ｃが不図示のばねによって矢印Ｅの方向に一定な加圧力で接触した状態となっている。この状態において、図３で説明した不図示のドライバＩＣからＦＰＣ３５ｆ、３６ｆを介して圧電素子３５ｐ、３６ｐに高周波電圧が印加されると、振動子３５ｖ、３６ｖが超音波振動する。このとき振動子３５ｖ、３６ｖの振動方向は、圧電素子３５ｐ、３６ｐへの電圧入力範囲などを変化させることで第１回転板４１、第２回転板４２に対向する方向だけでなく、直交する方向にも振動させることができる。そして振動子３５ｖ、３６ｖのそれぞれ２ヶ所の接触部３５ｃ、３６ｃにおいて、上述の対向する方向及び直交する方向の振動状態を組み合わせることで軸ｔを中心とする円周の接線方向の力を発生させることができる。その結果、第１回転板４１、第２回転板４２は、軸ｔを中心に回転することができ、第１回転板４１、第２回転板４２とそれらを駆動する駆動手段３５、３６は、チルト方向の駆動機構を構成する。そして、第１回転板４１、第２回転板４２と接触している第３回転板４３へ駆動力が伝わる。

次に、第１回転板４１、第２回転板４２の駆動制御を行う際の回転検出方法について図３と図４を用いて説明する。図３において、回転量検知手段３７は、第１回転板４１の時間あたりの回転量を検出するためのもので、第１回転板４１の明暗パターン４１ｂに対面するようにパンシャーシ３２に固定されている。同様に、回転量検知手段３８は、第２回転板４２の時間あたりの回転量を検出するためのもので、第２回転板４２の明暗パターン４２ｂに対面するようにパンシャーシ３２に固定されている。本実施例１では回転量検知手段３７は、ＦＰＣ３７ｆと、光学式センサ３７ｓで構成されている。同様に、回転量検知手段３８は、ＦＰＣ３８ｆと、光学式センサ３８ｓで構成されている。光学式センサ３７ｓ、３８ｓには、それぞれＦＰＣ３７ｆ、３８ｆが電気的に接続されており、第１回転板４１と第２回転板４２の明暗パターン４１ｂ、４２ｂが検出されるようになっている。

光学式センサ３７ｓ、３８ｓは、光を照射する発光部と、発光部から照射された光が反射物に当たって反射した反射光を受光する受光部が一体的にパッケージングされて構成されている。例えば、発光部には発光ダイオードが採用され、受光部にはフォトトランジスタが適用されている。受光部は、発光部から放たれた光が反射して得られる反射光を受光し、その受光量に応じた電気信号に変換する。本実施例１では、光学式センサ３７ｓ、３８ｓにはそれぞれ２組の発光部及び受光部が明暗パターン４１ｂ、４２ｂの明暗の周期の４分の１ずれた位相で検出できるように配置される。そのため、第１回転板４１、第２回転板４２の回転量と回転方向が検出可能となっている。この回転量と回転方向を検出する原理や回転速度の求め方については、公知であるので説明を省略する。

図６（Ａ）は、本実施例１に係るカメラ１０のレンズユニット５０の回転方向の定義を示す斜視図である。第１回転板４１、第２回転板４２、第３回転板４３及びチルトシャーシ４４のそれぞれが矢印で示した基準となる回転方向を時計回り（ＣＷ）方向と定義し、ＣＷ方向と反対の回転方向を反時計回り（ＣＣＷ）方向として定義する。図６（Ｂ）は、各駆動形態における第１回転板４１、第２回転板４２、第３回転板４３の回転方向とチルトシャーシ４４の回転状態についてまとめた表である。

まず、レンズユニット５０をチルト駆動させる場合について説明する。第１回転板４１と第２回転板４２の駆動方向をＣＷ方向とし、同じ回転速度で駆動した場合、第３回転板４３は第１回転板４１及び第２回転板４２の接点において同方向（円周方向では互いに反対向き）の力を等しく受けるため、軸ｒを中心に回転しない。第３回転板４３はチルトシャーシ４４で保持され、かつチルトシャーシ４４と第１回転板４１、第２回転板４２の回転中心は軸ｔで一致する。よってチルトシャーシ４４は第３回転板４３と共にＣＷ方向に回転し、レンズユニット５０も軸ｒを中心に回転することなく、軸ｔを中心にＣＷ方向へ回転することになる（図６（Ｂ）第１駆動を参照）。ここで、第１回転板４１、第２回転板４２、第３回転板４３の各斜面部４１ｓ、４２ｓ、４３ｓは、互いにスリップはしないものとし、以下の説明においても同様とする。

また、第１回転板４１と第２回転板４２の駆動方向をＣＣＷ方向とし、同じ回転速度で駆動した場合、第３回転板４３は第１回転板４１及び第２回転板４２の接点において同方向（円周方向では互いに反対向き）の力を等しく受けるため、軸ｒを中心に回転しない。第３回転板４３はチルトシャーシ４４で保持され、かつチルトシャーシ４４と第１回転板４１、第２回転板４２の回転中心は軸ｔで一致する。よってチルトシャーシ４４は第３回転板４３と共にＣＣＷ方向に回転し、レンズユニット５０も軸ｒを中心に回転することなく、軸ｔを中心にＣＣＷ方向へ回転することになる（図６（Ｂ）の第２駆動を参照）。

次に、レンズユニット５０をロール駆動させる場合について説明する。第１回転板４１の駆動方向をＣＷ方向、第２回転板４２の駆動方向をＣＣＷ方向とし、同じ回転速度で駆動した場合、第３回転板４３は第１回転板４１及び第２回転板４２の接点において逆方向（円周方向では互いに同じ向き）の力を等しく受ける。このため、第３回転板４３は軸ｒを中心とする回転方向の力を受けＣＣＷ方向に回転する。このとき、レンズユニット５０も第３回転板４３と一体となってＣＣＷ方向に回転し、チルトシャーシ４４は軸ｔを中心に回転せずに停止状態となる（図６（Ｂ）の第３駆動を参照）。

また、第１回転板４１の駆動方向をＣＣＷ方向、第２回転板４２の駆動方向をＣＷ方向とし、同じ回転速度で駆動した場合、第３回転板４３は第１回転板４１及び第２回転板４２の接点において逆方向（円周方向では互いに同じ向き）の力を等しく受ける。このため、第３回転板４３は軸ｒを中心とする回転方向の力を受けＣＷ方向に回転する。このとき、レンズユニット５０も第３回転板４３と一体となってＣＷ方向に回転し、チルトシャーシ４４は軸ｔを中心に回転せずに停止状態となる（図６（Ｂ）の第４駆動を参照）。

本実施例１では、更にレンズユニット５０をチルト駆動、ロール駆動の両方を同時に駆動させることも可能である。第１回転板４１の駆動方向をＣＷ方向とし、第２回転板４２の駆動を停止した場合、第３回転板４３は第１回転板４１との接点において力を受け、軸ｒを中心とする回転方向の力を受けＣＣＷ方向に回転する。このとき第２回転板４２は停止状態であるため、第３回転板４３は第２回転板４２との接点において自身の回転に伴う反力を受けることになる。そのため、チルトシャーシ４４に保持されている第３回転板４３はＣＣＷ方向に回転しつつ、第２回転板４２に沿って（軸ｔを中心とする回転方向に）転がるように移動していく。よって、レンズユニット５０も第３回転板４３と一体となってｒ軸を中心にＣＣＷ方向に回転しつつ、軸ｔを中心にＣＷ方向へ回動する（図６（Ｂ）の第５駆動を参照）。

また、第２回転板４２の駆動方向をＣＷ方向とし、第１回転板４１の駆動を停止した場合、第３回転板４３は第２回転板４２との接点において力を受け、軸ｒを中心とする回転方向の力を受けＣＷ方向に回転する。このとき第１回転板４１は停止状態であるため、第３回転板４３は第１回転板４１との接点において自身の回転に伴う反力を受けることになる。そのため、チルトシャーシ４４に保持されている第３回転板４３はＣＷ方向に回転しつつ、第１回転板４１に沿って（軸ｔを中心とする回転方向に）転がるように移動していく。よって、レンズユニット５０も第３回転板４３と一体となってｒ軸中心にＣＷ方向に回転しつつ、軸ｔを中心にＣＷ方向へ回動する（図６（Ｂ）の第６駆動を参照）。

また、第１回転板４１の駆動方向をＣＣＷ方向とし、第２回転板４２の駆動を停止した場合、第３回転板４３は第１回転板４１との接点において力を受け、軸ｒを中心とする回転方向の力を受けＣＷ方向に回転する。第２回転板４２は停止状態であるため、第３回転板４３は第２回転板４２との接点において自身の回転に伴う反力を受けることになる。そのため、チルトシャーシ４４に保持されている第３回転板４３はＣＷ方向に回転しつつ、第２回転板４２に沿って（軸ｔを中心とする回転方向に）転がるように移動していく。よって、レンズユニット５０も第３回転板４３と一体となってｒ軸中心にＣＷ方向に回転しつつ、軸ｔを中心にＣＣＷ方向へ回動する（図６（Ｂ）の第７駆動を参照）。

また、第２回転板４２の駆動方向をＣＣＷ方向とし、第１回転板４１の駆動を停止した場合、第３回転板４３は第２回転板４２との接点において力を受け、軸ｒを中心とする回転方向の力を受けＣＣＷ方向に回転する。第１回転板４１は停止状態であるため、第３回転板４３は第１回転板４１との接点において自身の回転に伴う反力を受けることになる。そのため、チルトシャーシ４４に保持されている第３回転板４３はＣＣＷ方向に回転しつつ、第１回転板４１に沿って（軸ｔを中心とする回転方向に）転がるように移動していく。よって、レンズユニット５０も第３回転板４３と一体となってｒ軸中心にＣＣＷ方向に回転しつつ、軸ｔを中心にＣＣＷ方向へ回動する（図６（Ｂ）の第８駆動を参照）。

これまでの説明では、第１回転板４１と第２回転板４２の回転時の回転速度は一定速度としてきたが、第１回転板４１と第２回転板４２を同時に回転させている場合でもそれぞれの回転速度に差があれば、チルト駆動とロール駆動を同時に行うことができる。即ち、停止状態である第１回転板４１又は第２回転板４２を他方の回転板の速度より遅い速度で回転駆動した場合にもチルト駆動、ロール駆動を実現することができる。つまり第１回転板４１と第２回転板４２の回転速度の速度差を調節することでレンズユニット５０のチルト駆動、ロール駆動それぞれを所望の駆動速度（駆動量）で駆動させることができる。そして、本実施例１では、第１回転板４１、第２回転板４２、第３回転板４３とそれらを駆動する駆動手段３５、３６は、ロール方向への駆動機構を構成し、所望の駆動量で制御することにより、ロール方向の駆動、又はチルト及びロール方向の駆動を実現できる。

なお、一般にチルト駆動、ロール駆動は、それぞれ別の駆動源を配置して行われるが、本実施例１ではチルト及びロール方向の駆動機構を共にパンユニット３０に配置することができるので、チルトユニット４０内部の配線を最小限にすることができる。更に、パン駆動、チルト駆動、ロール駆動を実現できるので、被装着体であるドローン１の動きを規制することなく撮影することができる。

（実施例２）
次に、本実施例２に係るカメラ２１０について図７、図８を用いて説明する。なお、本実施例２ではチルトシャーシ２４４（第１の支持部材）、被駆動体であるレンズユニット２５０、被駆動板である第３回転板２４３以外の構成は、実施例１と同様であるのでそれらの部材の説明は省略する。

図７は、本実施例２におけるチルトユニット２４０の内部構成を示す分解斜視図である。チルトシャーシ２４４はコの字型（Ｕ字型）に成形されており、軸ｒと直交する前面部２４４ｃと、前面部２４４ｃから曲げて形成された、互いに平行な対向する側壁部２４４ａ、２４４ｂを備えている。前面部２４４ｃには、レンズユニット２５０を挿入するための開口２４４ｄと、レンズユニット２５０が軸ｒを中心に回転しないように固定するための２つの固定部２４４ｅが設けられている。そして、レンズユニット２５０には、２つの固定部２４４ｅに対応する締結部２５０ａが２つ設けられており、締結部２５０ａを介してビス２０２によりレンズユニット２５０がチルトシャーシ２４４に対して動かないように固定されている。

レンズユニット２５０の光学レンズ部は、レンズを光軸（軸ｒ）に沿って移動することで被写体像の大きさを変更可能な、いわゆるズーム光学系を搭載している。レンズユニット２５０内において、鏡筒２５０ｂは光軸（軸ｒ）に沿って直進方向（矢印Ｚの方向）に移動可能に支持されると共に、ズーム光学系を支持している。鏡筒２５０ｂが前進又は後退することでレンズユニット２５０内の不図示の撮像素子に結像する被写体像の大きさを変化させる、いわゆるズーム倍率を変更することができる。

第３回転板２４３は、カム溝２４３ａを有し、チルトシャーシ２４４に対して回動可能に取り付けられる。カム溝２４３ａは第３回転板２４３の回転方向に対し、所定の傾斜が設けられている。第３回転板２４３と摺動部材４６はチルトシャーシ２４４を挟んだ状態で圧入又は接着により固定され、チルトシャーシ２４４に対して軸ｒを中心に回動可能に支持される。

鏡筒２５０ｂの外周には、カムピン２０１が取り付け可能なネジ穴２５０ｃが設けられている。カムピン２０１の先端は、ネジ穴２５０ｃと螺合するネジ形状になっており、レンズユニット２５０を第３回転板２４３に挿通後、カム溝２４３ａにカムピン２０１を挿通させながら鏡筒２５０ｂのネジ穴２５０ｃに締め込む。そして、レンズユニット２５０が固定される。上述の構成により、カム溝２４３ａにはその回転方向に対して所定の傾斜が設けられているため、第３回転板２４３が回転するとカムピン２０１がカム溝２４３ａに沿って移動するので鏡筒２５０ｂも光軸に沿って移動する。ここでは、カムピン２０１がカム溝２４３ａに対してのカムフォロワとなっており、第３回転板２４３とレンズユニット２５０は、カム溝２４３ａ及びカムフォロワで係合しており、第３回転板２４３の回転によってズーム倍率を変更することができる。即ち、第３回転板２４３はレンズユニット２５０のズーム駆動機構（ズームリング）の一部を構成する。

図８（Ａ）は、本実施例２に係るカメラ２１０のレンズユニット２５０の回転方向の定義を示す斜視図である。第１回転板４１、第２回転板４２、第３回転板２４３及びチルトシャーシ２４４のそれぞれが矢印で示した基準となる回転方向を時計回り（ＣＷ）方向と定義し、ＣＷ方向と反対の回転方向を反時計回り（ＣＣＷ）方向と定義する。図８（Ｂ）は、各駆動形態における第１回転板４１、第２回転板４２、第３回転板２４３の回転方向とチルトシャーシ２４４の回転状態についてまとめた表である。

まず、レンズユニット２５０をチルト駆動させる場合について説明する。第１回転板４１と第２回転板４２の駆動方向をＣＷ方向とし、同じ回転速度で駆動した場合、第３回転板２４３は第１回転板４１及び第２回転板４２の接点において同方向（円周方向では互いに反対向き）の力を等しく受けるため、軸ｒを中心に回転しない。第３回転板２４３はチルトシャーシ２４４で保持され、かつチルトシャーシ２４４と第１回転板４１、第２回転板４２の回転中心は軸ｔで一致する。よってチルトシャーシ２４４は第３回転板２４３と共にＣＷ方向に回転し、レンズユニット２５０も軸ｔを中心にＣＷ方向へ回転することになる（図８（Ｂ）の第９駆動を参照）。ここで、第１回転板４１、第２回転板４２、第３回転板２４３の各斜面部４１ｓ、４２ｓ、２４３ｓは互いにスリップはしないものとし、以下の説明においても同様とする。

また、第１回転板４１と第２回転板４２の駆動方向をＣＣＷ方向とし、同じ回転速度で駆動した場合、第３回転板２４３は第１回転板４１及び第２回転板４２の接点において同方向（円周方向では互いに反対向き）の力を等しく受けるため軸ｒを中心に回転しない。第３回転板２４３はチルトシャーシ２４４で保持され、かつチルトシャーシ２４４と第１回転板４１、第２回転板４２の回転中心は軸ｔで一致する。よってチルトシャーシ２４４は第３回転板２４３と共にＣＣＷ方向に回転し、レンズユニット２５０も軸ｔを中心にＣＣＷ方向へ回転することになる（図８（Ｂ）の第１０駆動を参照）。

次に、レンズユニット２５０をズーム駆動させる場合について説明する。第１回転板４１の駆動方向をＣＷ方向、第２回転板４２の駆動方向をＣＣＷ方向とし、同じ回転速度で駆動した場合、第３回転板２４３は第１回転板４１及び第２回転板４２との接点において逆方向（円周方向では互いに同じ向き）の力を等しく受ける。このため、第３回転板２４３は軸ｒを中心とする回転方向の力を受けＣＣＷ方向に回転する。上述したように第３回転板２４３が回転するとレンズユニット２５０のズーム倍率を変化させることができ、例えば、第３回転板２４３がＣＣＷ方向に回転するとレンズユニット２５０はズーム倍率が小さくなる方向へ変化する。この状態をズームアウトと呼ぶことにする。このときチルトシャーシ２４４は回動せずに停止状態となる（図８（Ｂ）の第１１駆動を参照）。

また、第１回転板４１の回転方向をＣＣＷ方向、第２回転板４２の駆動方向をＣＷ方向とし、同じ回転速度で駆動した場合、第３回転板２４３は第１回転板４１及び第２回転板４２との接点において逆方向（円周方向では互いに同じ向き）の力を等しく受ける。このため、第３回転板２４３は軸ｒを中心とする回転方向の力を受けＣＷ方向に回転する。上述したように第３回転板２４３が回転するとレンズユニット２５０のズーム倍率を変化させることができ、例えば、第３回転板２４３がＣＷ方向に回転するとレンズユニット２５０はズーム倍率が大きくなる方向へ変化する。この状態をズームインと呼ぶことにする。このときチルトシャーシ２４４は回動せずに停止状態となる（図８（Ｂ）の第１２駆動を参照）。

これまでの説明では、第１回転板４１と第２回転板４２の回転時の回転速度は一定速度としてきたが、実施例１でも述べたように第１回転板４１と第２回転板４２の回転速度に差をつけることで、ズーム駆動とチルト駆動の同時駆動を行うことも可能である。そして、本実施例２では、第１回転板４１、第２回転板４２、第３回転板２４３とそれらを駆動する駆動手段３５、３６は、ズーム駆動の駆動機構を構成し、所望の駆動量で制御することにより、ズーム駆動、又はチルト駆動及びズーム駆動を実現できる。

また、本実施例２では鏡筒２５０ｂが光軸に沿って直進方向に移動するズーム機構で説明したが、鏡筒２５０ｂが第３回転板２４３と一体で回転することで内部のレンズが光軸方向に移動するズーム機構を用いても同様の効果を得ることが可能である。

なお、一般にチルト駆動、ズーム駆動はそれぞれ別の駆動源を配置しているが、本実施例２ではチルト方向の駆動機構及びズーム駆動機構を共にパンユニット３０に配置することができるのでチルトユニット２４０の配線を最小限にすることができる。更に、パン駆動、チルト駆動、ズーム駆動を実現できるので、被装着体であるドローン１の動きを規制することなく撮影することができる。

本発明は、上述した実施例１又は２の形態に限定されるものでは無く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、その他種々の構成を採り得ることは勿論である。

１０、２１０ カメラ（電子機器）
２０ ベースユニット（ベース部材）
３２ パンシャーシ（第２の支持部材）
３５、３６ 駆動手段（アクチュエータ）
３７、３８ 回転量検知手段（検知手段）
４１ 第１回転板（回転板）
４２ 第２回転板（回転板）
４３、２４３ 第３回転板（被駆動板）
４４、２４４ チルトシャーシ（第１の支持部材）
４５Ａ、４５Ｂ 円柱部材（回動軸部）
５０、２５０ レンズユニット（被駆動体）
２４３ａ カム溝
２０１ カムフォロワ
軸ｒ ロール回転軸（第１の軸）
軸ｔ チルト回転軸（第２の軸）
軸ｐ パン回転軸（第３の軸）

Claims (9)

1. 被駆動体と、
   第１の軸を中心に前記被駆動体を支持する第１の支持部材と、
   前記被駆動体と係合する被駆動板と、
   前記第１の軸に略直交する第２の軸を中心に前記第１の支持部材を回動可能に支持し、前記被駆動体を挟むように配置された回動軸部と、
   該回動軸部を支持する第２の支持部材と、
   前記回動軸部に係合し前記被駆動板と接触して駆動力を伝達する複数の回転板と、
   前記第２の支持部材に設けられ、複数の前記回転板のそれぞれを回転駆動させる複数のアクチュエータと、
   複数の前記回転板のそれぞれの回転量及び回転方向を検知する複数の検知手段と、
   を備え、
   複数の前記回転板のそれぞれの回転方向と駆動量とが独立して制御されることを特徴とする電子機器。
2. 複数の前記回転板のそれぞれの回転量及び回転方向を制御することで、前記被駆動体を前記第１の軸又は前記第２の軸を中心に回動させる、又は前記被駆動体を前記第１の軸及び前記第２の軸を中心に回動させることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記第２の支持部材を第３の軸の方向に回動可能に支持しているベース部材を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器。
4. レンズユニットのズーム駆動機構の一部である被駆動体と、
   第１の軸を中心に前記被駆動体を支持する第１の支持部材と、
   前記被駆動体と係合する被駆動板と、
   前記第１の軸に略直交する第２の軸を中心に前記第１の支持部材を回動可能に支持し、前記被駆動体を挟むように配置された回動軸部と、
   該回動軸部を支持する第２の支持部材と、
   前記回動軸部に係合し前記被駆動板と接触して駆動力を伝達する複数の回転板と、
   前記第２の支持部材に設けられ、複数の前記回転板のそれぞれを回転駆動させる複数のアクチュエータと、
   複数の前記回転板のそれぞれの回転量及び回転方向を検知する複数の検知手段と、
   を備え、
   複数の前記回転板のそれぞれの回転方向と駆動量とが独立して制御されることを特徴とする電子機器。
5. 前記被駆動板と前記被駆動体とは、カム溝及びカムフォロワで係合しており、前記被駆動体は、前記第１の軸に沿って直進方向に移動することを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
6. 前記被駆動板と前記被駆動体とは、同方向に回動可能に係合しており、前記被駆動体は前記第２の軸を中心に回動することを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
7. 前記被駆動体は、撮像素子を備えるレンズユニットであり、前記第１の支持部材は、前記被駆動体を前記第１の軸を中心に回動可能に支持し、前記被駆動板は、前記被駆動体と連結され一体で回転することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子機器。
8. 前記アクチュエータは、振動型アクチュエータであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電子機器。
9. 前記複数のアクチュエータは、それぞれに複数の前記回転板の摩擦摺動面に加圧接触する振動子を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電子機器。

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