JP5376780B2 - 圧電モータおよびカメラ装置 - Google Patents
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Description
図1(a)は本発明の第1の実施形態に係る圧電モータの斜視図である。図1(b)は本実施形態に係る圧電モータの上面図である。図1(c)は図1(a)に示すA部の部分拡大図であり、同図1(a)に示す圧電モータの平行板バネ機構の構成の一例が示されている。圧電モータ1は、基台2と、視線方向Qのカメラモジュール3を内装し全体形状が略球体を成す被駆動体4と、被駆動体4を回転自在に支持する第一の回転軸線としての回転軸y及びこの回転軸yに直交配置された第二の回転軸線としての回転軸xを有し、基台2に設置されて被駆動体4の2自由度回転運動を支持するジンバル機構5とを備えている。更に圧電モータ1は、このジンバル機構5における回転軸y回りの回転角度を計測するエンコーダ6と、ジンバル機構5における回転軸x回りの回転角度を計測するエンコーダ7と、基台2上の被駆動体4の下方に位置し、被駆動体4の駆動面に押圧付勢されてこの被駆動体4の摩擦駆動を行う3次元圧電ユニット8とを備えている。
図3は本発明の第1の実施形態の変形例に係る圧電モータの斜視図である。この変形例に係る圧電モータ1Aには、支持部材9、10に軸受けされるとともに被駆動体4と軸受けされたジンバル枠15Aが設けられている。回転軸xに沿って対向するこのジンバル枠15Aの一対の側枠のそれぞれに窓18、19が形成されており、これらの窓18、19の各上下部の4つの板バネ部によって平行板バネ機構21Aが構成される。平行板バネ機構21Aは対向する側枠にも設けられている。すなわち、圧電モータ1Aは、ジンバル枠15Aの向かい合う側枠にそれぞれ弾性部位が形成されている。図3に示す符号のうち上述した符号と同じ符号を有する要素はそれらと同じものである。
図4は本発明の第2の実施形態に係る圧電モータの斜視図である。同図において、図1(a)から図1(c)に示した符号と同じ符号を有する要素はそれらと同じものを表す。第1の実施形態の圧電モータ1と共通する部分についての重複説明を割愛する。第1の実施形態の例では、圧電モータ1が平行板バネ機構21をジンバル枠15に配設し、軸受部17bが上下方向に弾性変位することにより軸芯ズレを吸収するように構成されていたが、本実施形態に係る圧電モータ27は、図4に示すように、平行板バネ機構28をジンバル枠29に配設し、軸受部16bが上下方向に弾性変位することによって軸芯ズレを吸収するように構成されている。
図5は本発明の第2の実施形態の変形例に係る圧電モータの斜視図である。この変形例に係る圧電モータ27Aは、回転軸yに沿って対向するジンバル枠29Aの一対の側枠のそれぞれに窓18、19が形成されている。これらの窓18、19の各上下部の4つの板バネ部によって平行板バネ機構28Aが構成される。平行板バネ機構28Aは対向する側枠にも設けられている。すなわち、圧電モータ27Aは、ジンバル枠29Aの向かい合う側枠にそれぞれ弾性部位が形成されている。図5に示す符号のうち上述した符号と同じ符号を有する要素はそれらと同じものである。
図6は本発明の第3の実施形態に係る圧電モータの斜視図である。同図において、図1(a)から図1(c)に示した符号と同じ符号を有する要素はそれらと同じものを表す。上述した圧電モータ1や圧電モータ27と共通する部分についての重複説明を割愛する。第1の実施形態および第2の実施形態の例では、圧電モータ1及び27が、平行板バネ機構21及び28をそれぞれジンバル枠15及び29に配設して構成されていたが、本実施形態に係る圧電モータ31は、平行板バネ機構32を支持部材33に配設し、軸受部16bが上下方向に弾性変位することで軸芯ズレを吸収するように構成されている。
図7は本発明の第4の実施形態に係るカメラ装置の要部を示す図である。本実施形態では、圧電モータ1を駆動機構として搭載したカメラ装置について説明する。図7において上述した符号と同じ符号を有する要素はそれらと同じものを表す。第1の実施形態の圧電モータ1と共通する部分についての重複説明を割愛する。
図8は本発明の第5の実施形態に係るカメラ装置の要部を示す図である。本実施形態に係るカメラ装置45は、被駆動体4を搭載したカメラモジュール38と、図示しない撮像部から出力される画像情報に基づき対象物46の移動に追従するこのカメラモジュール38の視線方向を制御する画像追跡制御手段47と、この画像追跡制御手段47から出力される制御情報に基づいて圧電モータ1を制御する駆動機構制御手段48とを備えている。図8に示すこれら以外の要素のうち、上述した符号と同じ符号を有する要素はそれらと同じものを表す。
図9は本発明の第6の実施形態に係るカメラ装置の要部を示す図である。本実施形態に係るカメラ装置50は、被駆動体4を搭載したカメラモジュール38と、図示しない撮像部から出力された画像情報あるいは手振れ振動を計測するセンサの情報に基づきカメラモジュール38の垂直方向および水平方向の各成分の回動量を制御する手振れ補正制御手段51と、この手振れ補正制御手段51から出力される制御情報に基づいて圧電モータ1を制御する駆動機構制御手段52とを備えている。
図10は本発明の第7の実施形態に係るカメラ装置の要部を示す図である。本実施形態に係るカメラ装置55は、2台の圧電モータ1を並置して設けている。このカメラ装置55は、各被駆動体4にカメラモジュール38を搭載した2台の圧電モータ1と、これらの2台のカメラモジュール38によって僅かに異なる視差で撮影された同一の観察対象物についての映像情報から立体映像を生成して出力する画像処理手段56とを備えている。更にカメラ装置55は、この立体画像の垂直および水平の各方向についての微調整といった補正を行う画像補正制御手段57と、この画像補正制御手段57から出力される制御情報に基づいて2台の圧電モータ1を制御する駆動機構制御手段58とを備えている。図10に示すこれら以外の要素のうち、上述した符号と同じ符号を有する要素はそれらと同じものを表す。
尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。上記の各実施形態及び各変形例では、平行板バネ機構が、ジンバル枠の側枠の長手方向中央部の近傍に設けられていたが、被駆動体4の回転駆動が妨げられないように、ジンバル枠15の側枠の長手方向中央部以外のいずれかの位置に適宜、設けることができる。
Claims (8)
- 球面状の駆動面を有する被駆動体と、
基台と、
前記基台上に設けられた支持部材と、
前記被駆動体の周囲に設けられたジンバル枠と、
前記支持部材に対して、第一の回転軸線の周りに前記ジンバル枠を回転自在に軸支する第一の回転支持手段と、
前記ジンバル枠に対して、前記第一の回転軸線と直交する第二の回転軸線の周りに前記被駆動体を回転自在に軸支する第二の回転支持手段と、
一端が前記基台上に固定され、他端が、前記被駆動体に当接された駆動部に接触するように設けられ、それぞれ高周波電圧による励振を行う複数の圧電素子と、
前記ジンバル枠に形成され、前記第一の回転軸線及び前記第二の回転軸線に直交する方向に弾性変位し、前記励振の合成により前記被駆動体にかかる駆動力に抗して前記第二の回転支持手段を前記方向に前記ジンバル枠に対して変位させる弾性部位とを具備することを特徴とする圧電モータ。 - 球面状の駆動面を有する被駆動体と、
基台と、
前記基台上に設けられた支持部材と、
前記被駆動体の周囲に設けられたジンバル枠と、
前記支持部材に対して、第一の回転軸線の周りに前記ジンバル枠を回転自在に軸支する第一の回転支持手段と、
前記ジンバル枠に対して、前記第一の回転軸線と直交する第二の回転軸線の周りに前記被駆動体を回転自在に軸支する第二の回転支持手段と、
一端が前記基台上に固定され、他端が、前記被駆動体に当接された駆動部に接触するように設けられ、それぞれ高周波電圧による励振を行う複数の圧電素子と、
前記支持部材に形成され、前記第一の回転軸線及び前記第二の回転軸線に直交する方向に弾性変位し、前記励振の合成により前記被駆動体にかかる駆動力に抗して前記第一の回転支持手段を前記方向に前記支持部材に対して変位させる弾性部位とを具備することを特徴とする圧電モータ。 - 前記弾性部位は、前記第一の回転軸線方向および前記第二の回転軸線方向に高い剛性を有することを特徴とする請求項1記載の圧電モータ。
- 前記弾性部位は、前記第一の回転軸線方向および前記第二の回転軸線方向に高い剛性を有することを特徴とする請求項2記載の圧電モータ。
- 前記弾性部位は、前記ジンバル枠に一体的に設けられ、前記第二の回転支持手段を挟んで形成された窓部の上部薄肉部と、下部薄肉部とを有する平行板バネ機構を有し、この平行板バネ機構が、前記第二の回転支持手段の上下の方向の移動に伴って撓むことを特徴とする請求項3記載の圧電モータ。
- 前記弾性部位は、前記支持部材に一体的に設けられ、前記第一の支持手段を挟んで形成された窓部の上部薄肉部と、下部薄肉部とを有する平行板バネ機構を有し、この平行板バネ機構が、前記第一の回転支持手段の上下の方向の移動に伴って撓むことを特徴とする請求項4記載の圧電モータ。
- カメラモジュールと、
対象物からの物体光をこのカメラモジュールの撮像面へ結像させて、結像した被写体像を光電変換して画像情報を出力する撮像部と、
前記カメラモジュールを仰角方向および方位角方向のうちの少なくとも一方の方向へ回動させる駆動機構と、
前記カメラモジュールの視線方向の変更を制御する視線変更制御手段、前記撮像部から出力された画像情報に基づき前記対象物の移動に追従する前記カメラモジュールの視線方向を制御する画像追跡制御手段、および、前記撮像部から出力された画像情報あるいは手振れ振動を計測するセンサの情報に基づき前記カメラモジュールの垂直方向及び水平方向の各成分の回動量を制御する手振れ補正制御手段のうちのいずれかと、
前記視線変更制御手段、前記画像追跡制御手段又は前記手振れ補正制御手段から出力される制御情報に基づいて前記駆動機構を制御する駆動機構制御手段と、を備え、
前記駆動機構は、
球面状の駆動面を有する被駆動体と、
基台と、
前記基台上に設けられた支持部材と、
前記被駆動体の周囲に設けられたジンバル枠と、
前記支持部材に対して、第一の回転軸線の周りに前記ジンバル枠を回転自在に軸支する第一の回転支持手段と、
前記ジンバル枠に対して、前記第一の回転軸線と直交する第二の回転軸線の周りに前記被駆動体を回転自在に軸支する第二の回転支持手段と、
一端が前記基台上に固定され、他端が、前記被駆動体に当接された駆動部に接触するように設けられ、それぞれ高周波電圧による励振を行う複数の圧電素子と、
前記ジンバル枠に形成され、前記第一の回転軸線及び前記第二の回転軸線に直交する方向に弾性変位し、前記励振の合成により前記被駆動体にかかる駆動力に抗して前記第二の回転支持手段を前記方向に前記ジンバル枠に対して変位させる弾性部位とを具備することを特徴とする圧電モータを搭載したカメラ装置。 - カメラモジュールと、
対象物からの物体光をこのカメラモジュールの撮像面へ結像させて、結像した被写体像を光電変換して画像情報を出力する撮像部と、
前記カメラモジュールを仰角方向および方位角方向のうちの少なくとも一方の方向へ回動させる駆動機構と、
前記カメラモジュールの視線方向の変更を制御する視線変更制御手段、前記撮像部から出力された画像情報に基づき前記対象物の移動に追従する前記カメラモジュールの視線方向を制御する画像追跡制御手段、および、前記撮像部から出力された画像情報あるいは手振れ振動を計測するセンサの情報に基づき前記カメラモジュールの垂直方向及び水平方向の各成分の回動量を制御する手振れ補正制御手段のうちのいずれかと、
前記視線変更制御手段、前記画像追跡制御手段又は前記手振れ補正制御手段から出力される制御情報に基づいて前記駆動機構を制御する駆動機構制御手段と、を備え、
前記駆動機構は、
球面状の駆動面を有する被駆動体と、
基台と、
前記基台上に設けられた支持部材と、
前記被駆動体の周囲に設けられたジンバル枠と、
前記支持部材に対して、第一の回転軸線の周りに前記ジンバル枠を回転自在に軸支する第一の回転支持手段と、
前記ジンバル枠に対して、前記第一の回転軸線と直交する第二の回転軸線の周りに前記被駆動体を回転自在に軸支する第二の回転支持手段と、
一端が前記基台上に固定され、他端が、前記被駆動体に当接された駆動部に接触するように設けられ、それぞれ高周波電圧による励振を行う複数の圧電素子と、
前記支持部材に形成され、前記第一の回転軸線及び前記第二の回転軸線に直交する方向に弾性変位し、前記励振の合成により前記被駆動体にかかる駆動力に抗して前記第一の回転支持手段を前記方向に前記支持部材に対して変位させる弾性部位とを具備することを特徴とする圧電モータを搭載したカメラ装置。
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