JP5632083B2 - 駆動装置 - Google Patents

Description

ここに開示される技術は、ケース内に配置された移動体を備えた駆動装置に関する。

特許文献１には駆動装置の一例が開示されている。特許文献１の駆動装置は、撮像装置である。この撮像装置は、内面が球帯状に形成されたケース内に撮像部を配置している。撮像部は、３つの駆動輪を有し、該駆動輪が球殻の内面に接触している。駆動輪が駆動されることによって、撮像部が球殻の内面に沿って移動する。撮像部は、球殻を通して、球殻外部の被写体を撮影する。

特開平９−２５４８３８号公報

ところで、特許文献１に係る撮像装置は、電源を有しており、駆動輪は電動である。そのため、電源の電力が無くなると、電源を充電する必要がある。しかしながら、電源を充電するためには、電源をケースから取り出す必要があり、充電作業が繁雑である。

ここで、電源をケースから取り出さず、ケース外の送電部から非接触で充電することも考えられる。このように非接触な状態で充電を行うためには、給電部からの電力を受電する受電部をケース内に設ける必要がある。受電部をケース内に設ける場合、通常、電源は駆動輪が設けられた撮像部に設けられているので、受電部も、電源と同様に撮像部に設けられる。そうすると、受電部は撮像部と共にケース内を移動するので、ケース内における受電部の位置が一定ではない。そのため、充電時に受電部と送電部との位置合わせを行う必要があり、結局、充電作業が繁雑となる。

ここに開示される技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ケース内の電源の充電を簡便に行うことにある。

ここに開示される駆動装置は、ケースと、前記ケース内に配置され、該ケースに対して移動可能な移動体と、前記ケース内に配置され、前記移動体を駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、前記ケース内に配置され、前記駆動部に電力を供給する電源と、前記ケース内に配置され、前記移動体と共に移動し、該ケース外からの電力を受電して前記電源に供給する受電部と、前記受電部により受電する電力に基づいて、前記ケース外からの電力供給の有無を判定する判定部とを備え、前記制御部は、前記判定部が前記電力供給が有ると判定したときには、前記駆動部を制御して前記移動体を所定の給電位置に移動させるものとする。

前記駆動装置によれば、ケース内の電源の充電を簡便に行うことができる。

図１は、実施形態１の撮像装置の斜視図である。 図２は、撮像装置の断面図であり、（Ａ）は、外殻の中心を通り且つＰ軸に直交する平面で切断した撮像装置の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における、撮像装置の断面図である。 図３は、カメラ本体を示し、（Ａ）はカメラ本体の斜視図であり、（Ｂ）はカメラ本体の正面図である。 図４は、移動枠及び第１〜第３駆動部の分解斜視図である。 図５は、撮像装置の機能ブロック図である。 図６は、制御制御のフローチャートである。 図７は、外部送電装置の斜視図である。 図８は、外部送電装置の断面図である。 図９は、充電制御のフローチャートである。 図１０は、撮像装置の使用形態説明図である。 図１１は、外殻の中心を通り且つＰ軸に直交する平面で切断した実施形態２の撮像装置の断面図である。 図１２は、実施形態２の撮像装置の機能ブロック図である。 図１３は、実施形態２の外部送電装置の断面図である。 図１４は、実施形態２の充電制御のフローチャートである。 図１５は、実施形態３の撮像装置の機能ブロック図である。 図１６は、実施形態３の充電制御のフローチャートである。

《実施形態１》
〈１．外観〉
図１に撮像装置１００の斜視図を示す。図２は、撮像装置１００の断面図であり、（Ａ）は、外殻１の中心Ｏを通り且つＰ軸に直交する平面で切断した撮像装置１００の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における、撮像装置１００の断面図である。

撮像装置１００は、略球状の外殻１と、該外殻１内に配置されたカメラ本体２とを備えている。カメラ本体２は、外殻１の内面に沿って外殻１に対して相対的に移動する。カメラ本体２は、外殻１内を移動しつつ、外殻１を通して外殻１の外部の被写体を撮影する。撮像装置１００は、駆動装置の一例である。

〈２．外殻〉
外殻１は、第１ケース１１と第２ケース１２と第３ケース１３とを有している。第１ケース１１と第２ケース１２とが互いに接合され、第２ケース１２と第３ケース１３とが互いに接合されている。外殻１は、全体として略球状となっている。外殻１の内面は、略球面に形成されている。外殻１は、ケースの一例である。

第１ケース１１は、外殻１の大円を含まない球冠状に形成されている。第１ケース１１の内面は、球冠状に形成されている。第１ケース１１は、可視光に対し透明なガラスで形成されている。ここで、「球冠」とは、「球帯」のうち、開口を１つしか有さないものを意味する。

第２ケース１２は、外殻１の大円を含む球帯状に形成され、２つの開口部１２ａ，１２ｂを有している。２つの開口部１２ａ，１２ｂは、外殻１の小円で構成され且つ大円と平行となっている。また、２つの開口部１２ａ，１２ｂは同じ径を有する。すなわち、開口部１２ａと大円との間隔は、開口部１２ｂと大円との間隔と等しい。一方の開口部１２ａは、第１ケース１１が接合される。他方の開口部１２ｂは、第３ケース１３が接合される。第２ケース１２の内面は、球帯状に形成されている。第２ケース１２は、可視光に対し透明なガラスで形成されている。

第３ケース１３は、外殻１の大円を含まない球冠状に形成されている。第３ケース１３の内面は球冠状に形成されている。第３ケース１３は、可視光に対して透明なガラスで形成されている。

第１ケース１１の内面と第２ケース１２の内面と第３ケース１３の内面とは、曲率が略同一となっている。

尚、第１〜第３ケース１１〜１３は、ガラス以外の材料で形成されてもよい。例えば、第１〜第３ケース１１〜１３は、アクリル製樹脂、ポリカーボネイト樹脂又はセラミックス等で形成されてもよい。尚、第１〜第３ケース１１〜１３をガラス等の高い硬度の材料で形成することによって、後述する駆動子４２との接触による摩耗を低減することができる。

ここで、図１に示すように、外殻１の中心点（即ち、第２ケース１２の中心）をＯ点、Ｏ点と第２ケース１２の２つの開口部の中心とを通る直線をＰ軸、Ｏ点を通りＰ軸と直交する軸をＱ軸と定義する。

〈３．カメラ本体〉
図３は、カメラ本体２を示し、（Ａ）はカメラ本体２の斜視図であり、（Ｂ）はカメラ本体２の正面図である。図４は、移動枠２１及び第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃの分解斜視図である。

カメラ本体２は、移動枠２１と、レンズ鏡筒３と、移動枠２１に取り付けられた第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃと、レンズ鏡筒３を移動枠２１に取り付けるための取付板２７と、カメラ本体２の制御を行う回路基板２８とを有している。カメラ本体２は、静止画撮影及び動画撮影を行うことができる。ここで、レンズ鏡筒３の光軸２０をＺ軸とし、光軸２０の被写体側を前側とする。カメラ本体２は、移動体の一例である。

移動枠２１は、正面から見たときに略正三角形状の枠体である。移動枠２１は、三角形の三辺をなす第１〜第３側壁２３ａ〜２３ｃを含む外周壁２２と、外周壁２２の内側に形成された仕切壁２４とを有する。仕切壁２４の中央には、開口部２５が形成されている。

レンズ鏡筒３は、光軸２０を有する複数のレンズ３１と、レンズ３１を保持するレンズ枠３２と、撮像素子３３とを有している。レンズ枠３２は、移動枠２１の内部に配置され、光軸２０が移動枠２１の中心を通っている。レンズ鏡筒３の撮像素子３３の裏側には取付板２７が設けられている（図２（Ｂ）参照）。レンズ鏡筒３は、取付板２７を介して移動枠２１に取り付けられている。取付板２７の、レンズ鏡筒３と反対側には、回路基板２８が取り付けられている。

第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃは、移動枠２１の外周面に設けられている。詳しくは、第１駆動部２６Ａは、第１側壁２３ａに設けられている。第２駆動部２６Ｂは、第２側壁２３ｂに設けられている。第３駆動部２６Ｃは、第３側壁２３ｃに設けられている。第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃは、Ｚ軸回りにおいて略等間隔、即ち、略１２０°ごとに配置されている。ここで、図３（Ｂ）に示すように、Ｚ軸と直交し、第３駆動部２６Ｃを通る軸をＹ軸とし、Ｚ軸及びＹ軸の両方に直交する軸をＸ軸とする。

第１駆動部２６Ａは、アクチュエータ本体４Ａと第１支持機構５Ａとを有している。第２駆動部２６Ｂは、アクチュエータ本体４Ｂと第２支持機構５Ｂとを有している。第３駆動部２６Ｃは、アクチュエータ本体４Ｃと第３支持機構５Ｃとを有している。

３つのアクチュエータ本体４Ａ〜４Ｃは、共通の構成をしている。以下では、アクチュエータ本体４Ａについてのみ説明し、アクチュエータ本体４Ｂ，４Ｃの説明を省略する。アクチュエータ本体４Ａは、振動体４１と、振動体４１に取り付けられた２つの駆動子４２と、振動体４１を保持するホルダ４３とを有している。

振動体４１は、積層セラミックからなる圧電素子で形成されている。振動体４１は、概ね直方体状に形成されている。振動体４１の電極（図示省略）に所定の駆動電圧（交番電圧）を印加することによって、振動体４１が長手方向への伸縮振動と短手方向への屈曲振動とを調和的に発生させる。

２つの駆動子４２は、振動体４１の一側面において、振動体４１の長手方向に並んで取り付けられている。駆動子４２は、セラミック製の球体であって、振動体４１に接着されている。振動体４１が前述の伸縮振動及び屈曲振動を行うことによって、２つの駆動子４２はそれぞれ楕円運動を行う。駆動子４２が楕円運動を行うことによって、振動体４１の長手方向への駆動力が出力される。

ホルダ４３は、ガラス入りポリカーボネイト製樹脂で形成されている。ホルダ４３は、振動体４１の積層方向（長手方向及び短手方向の両方に直交する方向）の両側から振動体４１を挟み込んでいる。ホルダ４３は、振動体４１に接着されている。ホルダ４３には、振動体４１の積層方向に延びる回転軸４４が外側に突出して設けられている。

第１支持機構５Ａは、２つのブラケット５１を有している。２つのブラケット５１は、第１側壁２３ａの外面にネジ固定されている。２つのブラケット５１は、アクチュエータ本体４Ａを挟み込んだ状態で、ホルダ４３の回転軸４４を回転自在に支持している。こうして、アクチュエータ本体４Ａは、Ｚ軸に直交する平面に平行で且つ第１側壁２３ａに平行な軸回りに回転自在な状態で第１支持機構５Ａに支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ａの２つの駆動子４２は、Ｚ軸と平行に並んで配置されている。

第２支持機構５Ｂは、第１支持機構５Ａと同様の構成であり、２つのブラケット５１を有している。２つのブラケット５１は、第２側壁２３ｂの外面にネジ固定されている。２つのブラケット５１は、アクチュエータ本体４Ｂを挟み込んだ状態で、ホルダ４３の回転軸４４を回転自在に支持している。こうして、アクチュエータ本体４Ｂは、Ｚ軸に直交する平面に平行で且つ第２側壁２３ｂに平行な軸回りに回転自在な状態で第２支持機構５Ｂに支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ｂの２つの駆動子４２は、Ｚ軸と平行に並んで配置されている。

第３支持機構５Ｃは、ホルダ４３に取り付けられた保持板５２と、アクチュエータ本体４Ｃの回転軸４４を支持する２つの支持部５３と、２つの付勢バネ５４と、回転軸４４の移動を規制するストッパ５５とを有している。保持板５２は、ホルダ４３にネジ固定されている。保持板５２は、振動体４１の長手方向に延びる板状の部材であって、両端部に開口５２ａが設けられている。これら開口５２ａには、後述するピン２３ｄの先端が挿通される。２つの支持部５３は、第３側壁２３ｃにおいて、Ｚ軸方向と平行に並んで配置されている。支持部５３の先端には、回転軸４４が係合するガイド溝５３ａが形成されている。ガイド溝５３ａは、Ｚ軸に直交する方向に延びている。ガイド溝５３ａには、ホルダ４３の回転軸４４が、ガイド溝５３ａの長手方向に進退自在で且つ該回転軸４４回りに回転自在に嵌め込まれる。回転軸４４の先端部は、支持部５３からＺ軸方向にはみ出している。第３側壁２３ｃの外面には、２つのピン２３ｄが設けられている。付勢バネ５４は、該ピン２３ｄに嵌められている。ストッパ５５は、回転軸４４の、ガイド溝５３ａの長手方向（即ち、ガイド溝５３ａが延びる方向）への移動を規制する第１規制部５５ａと、回転軸４４の、Ｚ軸と平行な方向への移動を規制する第２規制部５５ｂとを有している。ストッパ５５は、第３側壁２３ｃにネジ固定される。第１規制部５５ａは、ストッパ５５が第３側壁２３ｃに取り付けられたときに、ガイド溝５３ａの先端に嵌り込むようになっている（図３（Ａ）参照）。第２規制部５５ｂは、ストッパ５５が第３側壁２３ｃに取り付けられたときに、ガイド溝５３ａに係合している回転軸４４の先端と対向する位置に配置されるようになっている。

このように構成された第３支持機構５Ｃにおいて、アクチュエータ本体４Ｃは、ホルダ４３の回転軸４４をガイド溝５３ａに嵌めるようにして支持部５３に設置される。このとき、保持板５２と第３側壁２３ｃとは、付勢バネ５４を挟み込んで、付勢バネ５４を圧縮変形させる。この状態で、ストッパ５５が第３側壁２３ｃにネジ固定される。アクチュエータ本体４Ｃは、付勢バネ５４の弾性力により、Ｚ軸に直交する方向であってＺ軸から離れる側に付勢される。このとき、ガイド溝５３ａの先端は、ストッパ５５の第１規制部５５ａにより塞がれているので、回転軸４４がガイド溝５３ａから抜け出ることが防止されている。また、回転軸４４の先端と対向する位置にはストッパ５５の第２規制部５５ｂが位置しているので、アクチュエータ本体４ＣのＺ軸方向への移動が第２規制部５５ｂにより規制されている。つまり、アクチュエータ本体４Ｃは、ガイド溝５３ａの長手方向に移動可能であると共に、回転軸４４を中心に回転可能に第３支持機構５Ｃによって支持されている。

図５に、撮像装置１００の機能ブロック図を示す。回路基板２８は、撮像素子３３からの出力信号に基づいて映像信号処理を行う映像処理部６１と、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃの駆動制御を行う駆動制御部６２と、無線信号の送受信を行う無線通信部６３と、カメラ本体２の状態を検出する状態検出部６４と、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃを含むカメラ本体２の各部へ電力を供給する電源６５と、外部からの電力を受電し、電源６５に供給する受電部６６と、受電部６６による受電状態を判定する給電判定部６７とを有している。

状態検出部６４は、カメラ本体２の角速度を検出するジャイロセンサ６４ａを有している。ジャイロセンサ６４ａは、３軸の検出軸を有している。つまり、ジャイロセンサ６４ａは、Ｘ軸周りの角速度を検出するＸ軸ジャイロセンサと、Ｙ軸周りの角速度を検出するＹ軸ジャイロセンサと、Ｚ軸周りの角速度を検出するＺ軸ジャイロセンサとが１つのパッケージに収納されたセンサである。ジャイロセンサ６４ａは、各検出軸回りの角速度に応じた信号を出力する。ジャイロセンサ６４ａの出力信号に基づいて、カメラ本体２の回転移動を検出することができる。

映像処理部６１は、撮像素子３３からの出力信号の増幅及びＡ／Ｄ変換などを行う。駆動制御部６２は、電源６５からの電力を受けて所定の駆動電圧を生成し、該駆動電圧を第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃのそれぞれに出力する。駆動制御部６２は、無線通信部６３を介して入力される外部からの信号（指令）、及びジャイロセンサ６４ａからの出力信号に基づいて前記駆動電圧を生成する。

受電部６６は、後述する外部送電装置９からの電力を非接触状態で受電する。受電部６６は、受電した電力を電源６５に供給し、電源６５を充電する。受電部６６は、図２（Ｂ）に示すように、回路基板２８のうちレンズ鏡筒３と反対側の面に設けられている。つまり、受電部６６は、外殻１の内面と対向している。給電判定部６７は、受電部６６が受電する電力の大きさを判定する。給電判定部６７は、判定部の一例である。

〈４．カメラ本体の外殻内における配置〉
カメラ本体２は、図２に示すように、外殻１内に配置される。カメラ本体２のＺ軸が外殻１のＰ軸と一致しているときを基準状態とする。すなわち、図２（Ａ），（Ｂ）は、撮像装置１００の基準状態を示す。第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃそれぞれの駆動子４２は、第２ケース１２の内面と接触している。レンズ鏡筒３は、第１ケース１１の方を向いており、カメラ本体２は、該外殻１外の被写体を開口部１２ａを通じて撮影する。回路基板２８は、基準状態においては、第３ケース１３内に位置している。第３駆動部２６Ｃは、Ｚ軸を中心とする半径方向に移動可能であって且つ付勢バネ５４によって該半径方向外側に付勢されている。そのため、第３駆動部２６Ｃの駆動子４２は、付勢バネ５４の弾性力によって第２ケース１２の内面に押圧された状態で接触しており、第１及び第２駆動部２６Ａ，２６Ｂの駆動子４２は、付勢バネ５４の反力によって第２ケース１２の内面に押圧された状態で接触している。また、基準状態においては、第１駆動部２６Ａの駆動子４２は、Ｐ軸と平行に並んでいる。第２駆動部２６Ｂの駆動子４２は、Ｐ軸と平行に並んでいる。一方、第３駆動部２６Ｃの駆動子４２は、外殻１の大円の円周方向、即ち、Ｐ軸を中心とする周方向に並んでいる。ここで、第３駆動部２６Ｃのアクチュエータ本体４ＣがＺ軸を中心とする半径方向に移動可能であることに加えて、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃのアクチュエータ本体４Ａ〜４Ｃがそれぞれの回転軸４４回りに回転自在に支持されているので、外殻１の内面の形状誤差及び各駆動部の組立誤差などが吸収される。

〈５．カメラ本体の動作〉
第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃに駆動電圧が印加されると、それぞれの駆動子４２が楕円運動を行う。駆動子４２が楕円運動を行うと、第１駆動部２６Ａは、Ｚ軸と平行な方向に駆動力を出力する。第２駆動部２６Ｂは、Ｚ軸と平行な方向に駆動力を出力する。第３駆動部２６Ｃは、Ｚ軸回りの周方向に駆動力を出力する。そのため、第１駆動部２６Ａの駆動力と第２駆動部２６Ｂの駆動力とを組み合わせることによって、外殻１のＰ軸に対するカメラ本体２のＺ軸を任意に調整することができる。さらに、第３駆動部２６Ｃの駆動力によって、カメラ本体２をＺ軸回りに回転させることができる。このように、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃの駆動力を調整することによって、カメラ本体２を外殻１に対して回転移動させ、外殻１に対するカメラ本体２の姿勢を任意に調整することができる。

図６に、駆動制御のフローチャートを示す。

まず、駆動制御部６２は、ステップＳ１において、外部からの無線通信によるマニュアル指令の入力があるか否かを判定する。マニュアル指令は、例えば、特定の被写体の追尾指令、カメラ本体２の所定の角度でのパンニング（Ｙ軸回りの回転）、チルティング（Ｘ軸回りの回転）、ローリング（Ｚ軸回りの回転）等である。マニュアル指令がある場合には、駆動制御部６２は、ステップＳ２へ進む一方、マニュアル指令が無い場合には、駆動制御部６２は、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ２においては、駆動制御部６２は、マニュアル指令に基づいてマニュアル駆動指令値を生成する。マニュアル駆動指令値は、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃのそれぞれに対する指令値である。その後、フローは、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３においては、駆動制御部６２は、ジャイロセンサ６４ａの出力に基づいて、外乱によるカメラ本体２の回転を打ち消すための指令値を生成する。詳しくは、駆動制御部６２は、ジャイロセンサ６４ａの検出信号に基づいて求められるカメラ本体２のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りの回転を打ち消すように、Ｘ軸回りの回転指令値（以下、「Ｘ軸ジャイロ指令値」という）、Ｙ軸回りの回転指令値（以下、「Ｙ軸ジャイロ指令値」という）及びＺ軸回りの回転指令値（以下、「Ｚ軸ジャイロ指令値」という）を生成する。そして、Ｘ軸ジャイロ指令値とＹ軸ジャイロ指令値とが所定の比率で合成され、第１駆動部２６Ａへの駆動指令値が生成される。また、Ｘ軸ジャイロ指令値とＹ軸ジャイロ指令値とが所定の比率で合成され、第２駆動部２６Ｂへの駆動指令値が生成される。第３駆動部２６Ｃについては、Ｚ軸ジャイロ指令値が駆動指令値となる。ここで、マニュアル駆動指令値がある場合には、ジャイロ指令値に基づいて生成された駆動指令値にマニュアル駆動指令値が加えられ、最終的な駆動指令値が生成される。駆動制御部６２は、こうして生成された駆動指令値に応じた駆動電圧を第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃのそれぞれに印加する。

その結果、マニュアル指令が無い場合には、カメラ本体２に作用する外乱を打ち消すように第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃが作動し、カメラ本体２の姿勢、即ち、光軸２０の向きが一定に維持される。一方、マニュアル指令がある場合には、カメラ本体２に作用する外乱を打ち消すと共にマニュアル指令に応じてカメラ本体２が移動するように第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃが作動する。

マニュアル指令の有無にかかわらず、ジャイロセンサ６４ａの出力に基づいてカメラ本体２の回転ブレが抑制されるので、撮影画像における像ブレが抑制される。さらに、映像処理部６１は、撮影される映像の動きベクトルを検出し、該動きベクトルに基づいて画像処理により像ブレを電子補正している。つまり、撮像装置１００は、比較的大きく且つ低い周波数の像ブレをカメラ本体２の姿勢制御で抑制し、比較的小さく且つ高い周波数の像ブレを映像処理部６１による電子補正により補正している。

〈６．外部送電装置〉
図７に、外部送電装置９の斜視図を示す。図８に、外部送電装置９の断面図を示す。

外部送電装置９は、撮像装置１００を充電するための装置である。外部送電装置９は、略直方体の本体部９０と、本体部９０に形成され、撮像装置１００を設置するための設置部９１と、本体部９０の内部に設けられた送電部９２とを有している。

設置部９１は、略半球状の凹部である。設置部９１の内径は、外殻１の外径と同じか僅かに大きい。

送電部９２は、設置部９１の底部（最も深い部分）に近接して配置されている。送電部９２は、電力を送電し、非接触給電を行う。

〈７．充電制御〉
続いて、駆動装置１００の充電制御について説明する。図９に、充電制御のフローチャートを示す。

撮像装置１００が外部送電装置９に設置されることによって充電制御が開始される。

まず、ステップＳ２０１において、給電判定部６７が受電状態か否かを判定する。具体的には、給電判定部６７は、受電部６６が受電する電力（以下、「受電量」という）が所定の第１閾値以上であるときには受電状態であると判定する一方、受電部６６の受電量が所定の第１閾値未満であるときには受電状態でないと判定する。第１閾値は、外部からの電力供給の有無を判定できる程度の値であり、ノイズレベル以上の受電量に設定されている。受電状態のときには、フローはステップＳ２０２へ進む一方、受電状態でないときには、フローはステップＳ２０１を繰り返す。給電判定部６７は、受電状態と判定した場合には、充電モードへ移行する指令を駆動制御部６２へ送信する。

つまり、ステップＳ２０１では、受電部６６が所定の第１閾値以上の電力を受電することをもって、撮像装置１００が外部送電装置９に設置されたことを判定している。

ステップＳ２０２においては、駆動制御部６２は、撮影を行う通常モードから充電を行う充電モードに移行する。

駆動制御部６２は、充電モードになると、ステップＳ２０３において、カメラ本体２の給電位置の探索を開始する。具体的には、駆動制御部６２は、ステップＳ２０４において、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃを作動させて、カメラ本体２に探索動作を行わせる。例えば、駆動制御部６２は、カメラ本体２を所定の軌跡で移動させる。例えば、駆動制御部６２は、カメラ本体２に、Ｚ軸周りの３６０°の回転をＺ軸の向きを変えて複数回行わせる。

このとき、給電判定部６７は、受電部６６の受電量を監視し、受電量が所定の第２閾値以上となるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。第２閾値は、受電部６６と送電部９２との間の送受電を効率良く行うことができる時の受電量に設定されている。給電判定部６７は、受電部６６の受電量が第２閾値以上となったときに、その旨を伝える信号を駆動制御部６２へ送信する。

駆動制御部６２は、該信号を受信すると、カメラ本体２の移動を停止させる（ステップＳ２０６）。つまり、受電部６６の受電量が第２閾値以上となるカメラ本体２の位置が給電位置である。

その後、カメラ本体２は、給電位置で待機し、受電部６６が送電部９２からの電力を受電し、電源６５を充電する。このとき、駆動制御部６２は、電源６５の充電量を監視し、充電が完了したか否かを判定する（ステップＳ２０７）。駆動制御部６２は、電源の充電量が所定値以上となったときに、充電が完了したと判定し、充電制御を終了する。

尚、撮像装置１００は、ユーザに様々な情報を報知するための報知手段を備えていてもよい。報知手段は、ＬＥＤ等を有する表示部やブザー等の音声部であり得る。この報知手段を用いることによって、電源６５の充電量が低下したこと、撮像装置１００が充電モードになっていること（即ち、充電中であること）及び電源６５の充電が完了したこと等をユーザに報知することができる。

〈８．撮像装置の使用例〉
図１０に撮像装置１００の使用例を示す。

第２ケース１２の外表面にピン８１が設けられている。ピン８１には、ストラップ８２が取り付けられている。第３ケース１３の外表面には面ファスナ（図示省略）が設けられている。

ユーザは、ストラップ８２を首に掛け、撮像装置１００を首からぶら下げた状態で使用する。このとき、面ファスナを衣服などに貼り付けることによって、歩行時などでも撮像装置１００の大きな揺れを防止することができる。

パン、チルト、ロール方向へのカメラ本体２の操作は、例えば、スマートフォンなどの無線通信機器を介して行うことができる。さらに、ジャイロセンサ６４ａにより、歩行時の像ブレを抑制することができる。

〈９．効果〉
したがって、撮像装置１００は、外殻１と、前記外殻１内に配置され、該外殻１に対して移動可能なカメラ本体２と、前記外殻１内に配置され、前記カメラ本体２を駆動する第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃと、前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃを制御する駆動制御部６２と、前記外殻１内に配置され、前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃに電力を供給する電源６５と、前記外殻１内に配置され、前記カメラ本体２と共に移動し、該外殻１外からの電力を受電して前記電源６５に供給する受電部６６と、前記受電部６６により受電する電力に基づいて、前記外殻１外からの電力供給の有無を判定する給電判定部６７とを備え、前記駆動制御部６２は、前記給電判定部６７が前記電力供給が有ると判定したときには、前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃを制御して前記カメラ本体２を所定の給電位置に移動させる。

前記の構成によれば、非接触での受電が可能な受電部６６を設けることによって、電源６５を外殻１から取り出さなくても、電源６５の充電を行うことができる。さらに、給電判定部６７が外部からの電力供給を検出したときには、駆動制御部６２がカメラ本体２を、所定の給電位置に移動させるので、外部の送電部に対する撮像装置１００の配置をユーザが修正しなくても、受電部６６が外部からの電力を効率良く受電できる位置へカメラ本体２が自動的に移動する。その結果、電源６５の充電作業を簡便にすることができる。

前記給電位置は、前記受電部６６により受電する電力が所定の第２閾値以上となる位置である。この第２閾値は、送電部９２と受電部６６との間の送受電の効率が良いと判定できる程度の値であるので、送受電時のロスを低減して、充電を効率良く行うことができる。

また、給電判定部６７は、前記外殻１の外部から前記受電部６６に非接触で電力を供給する送電部９２の位置を検出する送電位置検出部としても機能し、前記駆動制御部６２は、給電判定部６７の検出結果に基づいて前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃを制御して前記カメラ本体２を所定の給電位置に移動させる。

つまり、給電判定部６７は、実質的に、受電部６６の受電量に基づいて送電部９２の位置を検出している。このような送電位置検出部を設けることによって、送電部９２との関係で適切な位置にカメラ本体２を位置させることができる。給電判定部６７は、送電位置検出部の一例である。

尚、以上の説明では、受電部６６の受電量が第２閾値以上となったときにカメラ本体２の探索動作を停止させているが、これに限られるものではない。例えば、駆動制御部６２は、受電部６６の受電量を監視しながら、カメラ本体２の探索動作を最後まで実行させ、受電部６６の受電量が最大となった位置をカメラ本体２の給電位置と判定するようにしてもよい。その場合、駆動制御部６２は、カメラ本体２の探索動作の完了後、カメラ本体２を給電位置へ移動させる。

《実施形態２》
続いて、実施形態２に係る撮像装置２００について説明する。実施形態１では、受電部６６の受電量に基づいて、カメラ本体２の給電位置を探索しているが、給電位置の探索はこれに限られるものではない。その一例を実施形態２で説明する。以下では、撮像装置２００のうち実施形態１と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。

図１１に、外殻１の中心を通り且つＰ軸に直交する平面で切断した撮像装置２００の断面図を示し、図１２に、撮像装置２００の機能ブロック図を示し、図１３に、外部送電装置２０９の断面図を示す。

〈１．構成〉
外部送電装置２０９は、本体部９０の内部に設けられた磁石９３をさらに有する。磁石９３は、送電部９２の近傍に配置されている。

撮像装置２００は、カメラ本体２に設けられ、外部送電装置２０９の送電部９２の位置を検出する位置検出部６８を備えている。位置検出部６８は、ホール素子等で構成された磁気センサを有している。位置検出部６８は、回路基板２２８のレンズ鏡筒３と反対側の面であって、受電部６６の近傍に配置されている。位置検出部６８は、検出した磁界の大きさに比例した大きさの出力信号を出力する。位置検出部６８は、その出力信号を駆動制御部６２へ出力する。

位置検出部６８が磁石９３の磁界を検出するときには、受電部６６と送電部９２とが送受電を効率良く行うことができる程度に近接するように、受電部６６、位置検出部６８、送電部９２及び磁石９３の位置関係が設定されている。つまり、位置検出部６８は、磁石９３の磁界を検出することによって、実質的に、送電部９２の位置を検出する。位置検出部６８は、送電位置検出部の一例である。

〈２．充電制御〉
図１４に、充電制御のフローチャートを示す。

撮像装置２００の充電制御は、受電状態を判定し、カメラ本体２に探索動作を行わせるまでの処理（ステップＳ２０１〜Ｓ２０４）は実施形態１と同じである。

そして、カメラ本体２に探索動作を行わせている間、駆動制御部６２は、位置検出部６８の出力信号に基づいてカメラ本体２の給電位置を探索する。駆動制御部６２は、ステップＳ３０５において、位置検出部６８が磁界を検出したか否かを判定する。より具体的には、駆動制御部６２は、位置検出部６８の出力信号が所定値以上となったか否かを判定する。位置検出部６８が磁界を検出したときには、駆動制御部６２は、カメラ本体２が給電位置に位置すると判定し、ステップＳ２０６において、カメラ本体２の探索動作を停止させる。その後の充電の完了を判定する処理（ステップＳ２０７）は、実施形態１と同じである。

〈３．効果〉
したがって、撮像装置２００は、外殻１と、前記外殻１内に配置され、該外殻１に対して移動可能なカメラ本体２と、前記外殻１内に配置され、前記カメラ本体２を駆動する第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃと、前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃを制御する駆動制御部６２と、前記外殻１内に配置され、前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃに電力を供給する電源６５と、前記外殻１内に配置され、前記カメラ本体２と共に移動し、該外殻１外からの電力を受電して前記電源６５に供給する受電部６６と、前記受電部６６により受電する電力に基づいて、前記外殻１外からの電力供給の有無を判定する給電判定部６７とを備え、前記駆動制御部６２は、前記給電判定部６７が前記電力供給が有ると判定したときには、前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃを制御して前記カメラ本体２を所定の給電位置に移動させる。

そして、撮像装置２００は、前記外殻１の外部から前記受電部６６に非接触で電力を供給する送電部９２の位置を検出する位置検出部６８をさらに備え、前記駆動制御部６２は、前記位置検出部６８の検出結果に基づいて前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃを制御して前記カメラ本体２を所定の給電位置に移動させる。

前記給電位置は、前記位置検出部６８が磁石９３の磁界を検出する位置である。

尚、以上の説明では、カメラ本体２に設けた磁気センサと外部送電装置２０９に設けた磁石９３とによって、送電部９２の位置を検出しているが、これに限られるものではない。外部送電装置２０９に対するカメラ本体２の位置を検出できる手段であれば、任意の手段を採用することができる。例えば、静電容量型の近接センサを用いて、送電部９２の位置を検出するようにしてもよい。

《実施形態３》
続いて、実施形態３に係る撮像装置３００について説明する。実施形態３では、カメラ本体２の給電位置の探索方法が実施形態１，２と異なる。以下では、実施形態３の撮像装置３００のうち実施形態１と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。

〈１．構成〉
図１５に、撮像装置３００の機能ブロック図を示す。

撮像装置３００の状態検出部３６４は、加速度センサ６４ｂを有している。加速度センサ６４ｂは、Ｘ軸方向の加速度を検出するＸ軸加速度センサと、Ｙ軸方向の加速度を検出するＹ軸加速度センサと、Ｚ軸方向の加速度を検出するＺ軸加速度センサとが１つのパッケージに収納されたセンサである。加速度センサ６４ｂは、回路基板３２８に設けられている。回路基板３２８は、カメラ本体２と共に移動するので、加速度センサ６４ｂの出力に基づいて、カメラ本体２の姿勢を検出することができる。加速度センサ６４ｂは、姿勢検出部の一例である。

〈２．充電制御〉
図１６に、充電制御のフローチャートを示す。

撮像装置３００の充電制御は、受電状態を判定し、充電モードへ移行するまでの処理（ステップＳ２０１〜Ｓ２０２）は実施形態１と同じである。

そして、駆動制御部６２は、充電モードに移行すると、ステップＳ４０３において、カメラ本体２の姿勢を検出する。続いて、駆動制御部６２は、ステップＳ４０４において、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｂを作動させて、カメラ本体２の姿勢が給電姿勢となるようにカメラ本体２を移動させる。通常、外部送電装置９は地上面と水平な場所に配置される。外部送電装置９における送電部９２の位置は決まっている。そのため、カメラ本体２を地上面に対してどのような姿勢にすれば、受電部６６が送電部９２に近接するかも決まっている。この例では、送電部９２は、設置部９１の底部に設けられている。そのため、レンズ鏡筒３を上向きにして、光軸２０が地上面と直交するときに、受電部６６が送電部９２に近接する。つまり、駆動制御部６２は、レンズ鏡筒３を上向きにして、光軸２０が地上面と直交するように、カメラ本体２を移動させる。

カメラ本体２は給電姿勢のまま維持され、充電が行われる。充電の完了を判定する処理（ステップＳ２０７）は、実施形態１と同じである。

〈３．効果〉
したがって、撮像装置３００は、外殻１と、前記外殻１内に配置され、該外殻１に対して移動可能なカメラ本体２と、前記外殻１内に配置され、前記カメラ本体２を駆動する第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃと、前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃを制御する駆動制御部６２と、前記外殻１内に配置され、前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃに電力を供給する電源６５と、前記外殻１内に配置され、前記カメラ本体２と共に移動し、該外殻１外からの電力を受電して前記電源６５に供給する受電部６６と、前記受電部６６により受電する電力に基づいて、前記外殻１外からの電力供給の有無を判定する給電判定部６７とを備え、前記駆動制御部６２は、前記給電判定部６７が前記電力供給が有ると判定したときには、前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃを制御して前記カメラ本体２を所定の給電位置に移動させる。

そして、撮像装置３００は、カメラ本体２の姿勢を検出する加速度センサ６４ｂをさらに備え、前記駆動制御部６２は、前記加速度センサ６４ｂの検出結果に基づいて前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃを制御して前記カメラ本体２を所定の給電位置に移動させる。

前記給電位置は、カメラ本体２が受電部６６と送電部９２とが対向するような姿勢となる位置である。

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

例えば、前記実施形態１〜３では、撮像装置１００〜３００を駆動装置の一例として、カメラ本体２を移動体の一例として説明しているが、これに限られるものではない。ケース内を電動の駆動部により移動する移動体を備える駆動装置であれば、任意の装置を採用することができる。

前記撮像装置１００は、静止画撮影及び動画撮影を行うが、撮像装置は、静止画撮影のみを行うものであってもよいし、動画撮影のみを行うものであってもよい。

また、外殻１の構成は、前記実施形態に限られるものではない。例えば、外殻１は、２つに分割されていてもよいし、４つ以上に分割されてもよい。また、外殻１は、内面が球面状であれば、外面は任意の形状でよい。また、外殻１の内面は、完全な球面である必要はなく、少なくとも、駆動部が接触する領域が球面状であればよい。

また、前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃは、圧電素子を含む振動型アクチュエータであるが、これに限られるものではない。例えば、駆動部は、ステッピングモータと駆動輪とを有し、駆動輪が外殻１の内面に接触する構成であってもよい。

さらに、駆動部２６Ａ〜２６Ｃの個数や配置も任意に設定することができる。例えば、駆動部の個数は、３つに限定されるものではなく、２つ以下であっても、４つ以上であってもよい。

以上説明したように、ここに開示された技術は、ケース内に配置された移動体を備えた駆動装置について有用である。

１００，２００，３００ 撮像装置（駆動装置）
１ 外殻（ケース）
１１ 第１ケース
１２ 第２ケース
１２ａ 開口部
１２ｂ 開口部
１３ 第３ケース
２ カメラ本体（移動体）
２０ 光軸
２１ 移動枠
２２ 外周壁
２３ａ 第１側壁
２３ｂ 第２側壁
２３ｃ 第３側壁
２４ 仕切壁
２５ 開口部
２６Ａ 第１駆動部
２６Ｂ 第２駆動部
２６Ｃ 第３駆動部
２７ 取付板
２８，２２８，３２８ 回路基板
３ レンズ鏡筒
３２ レンズ枠
３３ 撮像素子
４Ａ アクチュエータ本体
４Ｂ アクチュエータ本体
４Ｃ アクチュエータ本体
４１ 振動体
４２ 駆動子
４３ ホルダ
４４ 回転軸
５Ａ 第１支持機構
５Ｂ 第２支持機構
５Ｃ 第３支持機構
５１ ブラケット
５２ 保持板
５２ａ 開口
５３ 支持部
５３ａ ガイド溝
５４ 付勢バネ
５５ ストッパ
５５ａ 第１規制部
５５ｂ 第２規制部
６１ 映像処理部
６２ 駆動制御部（制御部）
６３ 無線通信部
６４，３６４ 状態検出部
６４ａ ジャイロセンサ
６４ｂ 加速度センサ（姿勢検出部）
６５ 電源
６６ 受電部
６７ 給電判定部（判定部、送電位置検出部）
６８ 位置検出部（送電位置検出部）
８１ ピン
８２ ストラップ
９，２０９ 外部送電装置
９０ 本体部
９１ 設置部
９２ 送電部
９３ 磁石

Claims (4)

1. ケースと、
   前記ケース内に配置され、該ケースに対して移動可能な移動体と、
   前記ケース内に配置され、前記移動体を駆動する駆動部と、
   前記駆動部を制御する制御部と、
   前記ケース内に配置され、前記駆動部に電力を供給する電源と、
   前記ケース内に配置され、前記移動体と共に移動し、該ケース外からの電力を受電して前記電源に供給する受電部と、
   前記ケース外からの電力供給が有る受電状態か否かを判定する判定部と、
   前記移動体の姿勢を検出する姿勢検出部とを備え、
   前記制御部は、前記判定部が受電状態であると判定したときには、前記姿勢検出部の検出結果に基づいて、前記駆動部を制御して前記移動体を所定の給電位置に移動させる駆動装置。
2. 前記給電位置は、前記受電部により受電する電力が所定の閾値以上となる位置である、請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記ケースの外部から前記受電部に非接触で電力を供給する送電部の位置を検出する送電位置検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記送電位置検出部の検出結果に基づいて前記駆動部を制御して前記移動体を所定の給電位置に移動させる、請求項１に記載の駆動装置。
4. 前記判定部は、前記受電部により受電する電力に基づいて、前記受電状態か否かを判定する、請求項１乃至３の何れか１つに記載の駆動装置。

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