(57)【要約】【課題】簡単な構成によって三次元空間の広範囲に光を照射すること。【解決手段】三次元駆動装置１は、中空軸１０と、中空軸１０を周方向に回転させる中空モータＭ１と、中空軸１０の中心軸１１と共通の中心軸を有し、中空軸１０の中心部に配置される平歯車１２と、平歯車１２を周方向に回転させる中空モータＭ２と、平歯車１２と噛合い、中空軸１０内に配置される傘歯車１３と、傘歯車１３と噛合い、中空軸１０内に配置され、中空軸１０の中心軸１１と直交する回転軸１４を有する平歯車１５と、を有し、傘歯車１３および平歯車１５は、中空軸１０の回転と共に中空軸１０の周方向に移動して回動し、中空軸１０の中心軸１１と平歯車１５の回転軸１４とは互いに直交する。【選択図】図１
2015227930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空軸と、
前記中空軸を周方向に回転させる第一のモータと、
前記中空軸の中心軸と共通の中心軸を有し、前記中空軸の中心部に配置される第一の平歯車と、
前記第一の平歯車を周方向に回転させる第二のモータと、
前記第一の平歯車と噛合い、前記中空軸内に配置される傘歯車と、
前記傘歯車と噛合い、前記中空軸内に配置され、前記中空軸の中心軸と直交する回転軸を有する第二の平歯車と、
を有し、
前記傘歯車および前記第二の平歯車は、前記中空軸の回転と共に前記中空軸の周方向に移動して回動し、
前記中空軸の中心軸と前記第二の平歯車の回転軸とは互いに直交する、
ことを特徴とする三次元駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の三次元駆動装置において、
前記第一の平歯車の中心軸側は、中空構造であり、前記中空構造の内部に設けられ、前記中心軸の軸方向に光を照射する光源と、
前記第二の平歯車の回転軸に取り付けられ、前記第二の平歯車の回転に伴い反射面の角度が変更され、前記光源から照射される光を反射する鏡と、
を有する、
ことを特徴とする三次元駆動装置。
【請求項３】
請求項２記載の三次元駆動装置において、
前記中空軸の外壁の一部は、前記鏡による反射光の進路を妨げないように切欠きが設けられる、
ことを特徴とする三次元駆動装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の三次元駆動装置において、
前記第一のモータの回転速度と前記第二のモータの回転速度との差を調整する制御手段を有する、
ことを特徴とする三次元駆動装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか１項に記載の三次元駆動装置において、
前記光源と共に設けられ、前記光源から照射された光の回帰光を受光する受光部と、
前記光源から照射された光が外部に放射された方向および前記光源から照射された光と前記受光部で受光された回帰光との比較結果により外部の状況を検出する外部状況検出部と、
を有する、
ことを特徴とする三次元駆動装置。
【請求項６】
請求項５記載の三次元駆動装置において、
前記中空軸の外周に沿い、周方向の位置に応じて高さが変化する壁面を有する、
ことを特徴とする三次元駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
防犯用エリアセンサや建築土木用の三次元測距などの用途で、三次元光走査装置が提案されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、ミラーを有する共振型ガルバノスキャナを、その回転軸と垂直かつ交差する回転軸を有するガルバノスキャナで支持した光走査装置が開示されている。また、特許文献２には、投光部と受光部とを有する三次元測距装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３４４７９７号公報
【特許文献２】特開２００９−２３６７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示された光走査装置を用いて三次元空間に照射する場合、光源を別体で、他の位置に設置する必要があり、装置構成が複雑になってしまう。また、特許文献２に開示された三次元測距装置は、投光部が鏡の上部にあるため、垂直方向の走査において、自装置の真上まで走査することはできない。さらに、上部にある投光部を支持するための支柱部分が水平方向の３６０度の走査を妨げている。
【０００６】
本発明は、このような背景の下に行われたものであって、簡単な構成によって三次元空間の広範囲に光を照射することができる三次元駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、中空軸と、中空軸を周方向に回転させる第一のモータと、中空軸の中心軸と共通の中心軸を有し、中空軸の中心部に配置される第一の平歯車と、第一の平歯車を周方向に回転させる第二のモータと、第一の平歯車と噛合い、中空軸内に配置される傘歯車と、傘歯車と噛合い、中空軸内に配置され、中空軸の中心軸と直交する回転軸を有する第二の平歯車と、を有し、傘歯車および第二の平歯車は、中空軸の回転と共に中空軸の周方向に移動して回動し、中空軸の中心軸と第二の平歯車の回転軸とは互いに直交することを特徴とする三次元駆動装置である。
【０００８】
さらに、本発明の三次元駆動装置は、第一の平歯車の中心軸側は、中空構造であり、中空構造の内部に設けられ、中心軸の軸方向に光を照射する光源と、第二の平歯車の回転軸に取り付けられ、第二の平歯車の回転に伴い反射面の角度が変更され、光源から照射される光を反射する鏡と、を有することができる。
【０００９】
また、このときには、中空軸の外壁の一部は、鏡による反射光の進路を妨げないように切欠きが設けられることが好ましい。
【００１０】
さらに、第一のモータの回転速度と第二のモータの回転速度との差を調整する制御手段を有することができる。
【００１１】
また、光源と共に設けられ、光源から照射された光の回帰光を受光する受光部と、光源から照射された光が外部に放射された方向および光源から照射された光と受光部で受光された回帰光との比較結果により外部の状況を検出する外部状況検出部と、を有するようにしてもよい。
【００１２】
さらに、中空軸の外周に沿い、周方向の位置に応じて高さが変化する壁面を有するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡単な構成によって三次元空間の広範囲に光を照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る三次元駆動装置の要部構成を示す図である。
【図２】図１の三次元駆動装置の第一の平歯車、傘歯車、第二の平歯車、鏡、および光源の配置関係を示す図である。
【図３】図１の三次元駆動装置の斜視図である。
【図４】図３の２つの中空モータの回転速度を調整する構成を示す図である。
【図５】本発明の第二の実施の形態に係る三次元駆動装置の要部構成を示す図である。
【図６】図５の壁面の高さと走査方向との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第一の実施の形態）
本発明の第一の実施の形態に係る三次元駆動装置１を図１〜図４を参照しながら説明する。なお、図３では、図１に示す歯車の図示は省略してある。
【００１６】
三次元駆動装置１は、図１および図３に示すように、中空軸１０と、中空軸１０を周方向に回転させる第一の中空モータＭ１（図３参照）と、中空軸１０の中心軸１１と共通の中心軸を有し、中空軸１０の中心部に配置される第一の平歯車１２と、平歯車１２を周方向に回転させる第二の中空モータＭ２（図３参照）と、平歯車１２と噛合い、中空軸１０内に配置される傘歯車１３と、傘歯車１３と噛合い、中空軸１０内に配置され、中空軸１０の中心軸１１と直交する回転軸１４を有する第二の平歯車１５と、を有し、傘歯車１３および平歯車１５は、中空軸１０の回転と共に中空軸１０の周方向に移動して回動し、中空軸１０の中心軸１１と平歯車１５の回転軸１４とは互いに直交する。
【００１７】
さらに、三次元駆動装置１は、図１に示すように、平歯車１２の中心軸１１側は、中空構造１６であり、中空構造１６の内部に設けられ、平歯車１２の中心軸の軸方向に光を照射する光源１７と、平歯車１５の回転軸に取り付けられ、平歯車１５の回転に伴い反射面の角度が変更され、光源１７から照射される光を反射する鏡１８と、を有する。なお、光源１７は、たとえば、ＬＥＤ（発光ダイオード）である。また、鏡１８は、回転軸１４に取り付けられると説明したが実際には、平歯車１５の回転軸１４を含むシャフト２０に取り付けられる。シャフト２０への鏡１８の取り付け方法としては、たとえば、鏡１８の表裏２枚の反射板で、シャフト２０を挟み込むようにして取り付けることができる。
【００１８】
平歯車１２、傘歯車１３、平歯車１５、光源１７、鏡１８、およびシャフト２０の配置関係を図１とは垂直方向に９０度異なる方向から見ると図２に示すようになる。平歯車１２の配置方向と平歯車１５の配置方向は、互いに９０度異なる。
【００１９】
三次元駆動装置１は、たとえば、図３に示すように、中空モータＭ１のロータ（不図示）に、中空軸１０を載置し、中空モータＭ１を駆動することで、中空軸１０を回転させ、中空モータＭ２のロータ（不図示）に、平歯車１２を載置し、中空モータＭ２を駆動することで、平歯車１２を回転させることができる。なお、中空モータＭ２は、たとえば、中空モータＭ１の中空構造２１に配置することができる。また、光源１７は、たとえば、中空モータＭ２の中空構造２２に配置することができる。これによれば、中空軸１０を１つの中空モータＭ１によって回転させることで、平歯車１５が回転軸１４を中心にして回転し、傘歯車１３を介して平歯車１２を中心にして回転する。こうして中心軸１１と回転軸１４とが互いに直交する異なる２つの回転運動を発生させることができる。
【００２０】
さらに、中空軸１０の外壁の一部は、鏡１８による反射光の進路を妨げないように切欠き１９が設けられる。
【００２１】
このように、中空軸１０が回転することで、鏡１８の水平方向の向きが変更され、平歯車１５が回転することで、鏡１８の垂直方向の向きが変更される。このとき、光源１７から鏡１８に向けて照射される光は、水平方向および垂直方向に同時に向きが変更され、三次元空間に照射される。さらに、このとき、中空モータＭ１と中空モータＭ２とが連携することにより、水平方向と垂直方向の走査のパターンを様々に変更することができる。すなわち、中空軸１０を回転させる中空モータＭ１の回転速度と平歯車１２を回転させる中空モータＭ２の回転速度との差を調整することで、平歯車１５の回転速度（すなわち、鏡１８の反射面の垂直方向の角度を変更する速度）を調整することができる。
【００２２】
たとえば、中空軸１０を回転させる中空モータＭ１の回転速度を最大としたときに、平歯車１２を回転させる中空モータＭ２の回転方向を中空モータＭ１の回転方向とは反対方向とした上で、中空モータＭ２の回転速度も最大とすれば、中空モータＭ１の回転速度と中空モータＭ２の回転速度との差は最大になる。これにより、平歯車１５の回転速度は最大になる。よって、中空軸１０が１回転する当たりの鏡１８の反射面の垂直方向の角度を変更する速度も最大になる。
【００２３】
あるいは、たとえば、中空軸１０の回転速度と平歯車１２の回転速度とが同期するように、中空モータＭ１の回転速度と中空モータＭ２の回転速度との差を調整すれば、平歯車１５の回転速度はゼロになる。よって、鏡１８の垂直方向の反射面の垂直方向の角度の変更は行われない状態になり、鏡１８は水平方向にのみ反射面の角度を変更することができる。
【００２４】
さらに、たとえば、中空モータＭ１，Ｍ２の回転方向を同一方向とし、平歯車１２の回転速度が中空軸１０の回転速度を追い越すように、中空モータＭ１の回転速度と中空モータＭ２の回転速度との差を調整すれば、平歯車１５は上述の状態に比べて反対方向に回転する。よって、鏡１８の垂直方向の反射面の角度を変更する方向も上述の状態に比べて反対方向になる。
【００２５】
このように、中空軸１０を回転させる中空モータＭ１の回転速度と平歯車１２を回転させる中空モータＭ２の回転速度との差を調整することで、平歯車１５の回転速度（すなわち、鏡１８の反射面の垂直方向の角度を変更する速度）を調整することができる。なお、この回転速度の調整は、正側のみならず負側にも調整できるので、中空軸１０を回転させる中空モータＭ１の回転速度と平歯車１２を回転させる中空モータＭ２の回転速度との差を調整することで、平歯車１５の回転方向（すなわち、鏡１８の回転反射面の垂直方向の角度を変更する方向）を変更することができる。
【００２６】
これにより、光源１７から鏡１８に照射された光は、鏡１８で反射され、三次元空間に照射される。このとき、中空軸１０を回転させる中空モータＭ１の回転速度と平歯車１２を回転させる中空モータＭ２の回転速度との差を調整することで、鏡１８の動きを様々に変更が可能である。したがって、三次元駆動装置１によれば、ユーザの要望に応じて、鏡１８の縦または横の回転比率を自由に調整することができ、光源１７から照射される光を三次元空間に、様々なパターンで照射することができる。
【００２７】
中空モータＭ１と中空モータＭ２の回転速度を調整する構成を図４に示す。制御部４０に対し、ユーザが鏡１８の垂直方向または水平方向の回転比率の設定情報を入力する。これを受けて制御部４０は、中空モータＭ１の回転速度調整部Ｃ１と中空モータＭ２の回転速度調整部Ｃ２を制御することで、中空モータＭ１の回転速度と中空モータＭ２の回転速度との差を調整することができる。
【００２８】
たとえば、中空モータＭ２が停止状態において、鏡１８が水平方向に１回転する間に、鏡１８が垂直方向にも１回転するとする。このとき、ユーザが、鏡１８が水平方向に１回転する間に、鏡１８が垂直方向に半回転することを要求した場合、制御部４０は、中空モータＭ１，Ｍ２の回転方向を同一方向とした上で、中空モータＭ２の回転速度を中空モータＭ１の回転速度の半分に設定する。そうすれば、平歯車１５は、中空軸１０の回転と平歯車１２の回転とでそれまでの半分の速度で回転することになるので、鏡１８は、水平方向に１回転の間に垂直方向に半回転する。
【００２９】
あるいは、ユーザが、鏡１８が水平方向に１回転する間に、鏡１８が垂直方向にも２回転することを要求した場合、制御部４０は、中空モータＭ１の回転方向と中空モータＭ２の回転方向を互いに反対方向とした上で、中空モータＭ１の回転速度と中空モータＭ２の回転速度を同一速度に設定する。そうすれば、平歯車１５は、中空軸１０の回転と平歯車１２の回転とでそれまでの２倍の速度で回転することになるので、鏡１８は、水平方向に１回転の間に垂直方向に２回転する。
【００３０】
または、ユーザが、鏡１８を水平方向のみに回転させ、垂直方向には回転させないことを要求した場合、制御部４０は、中空モータＭ１，Ｍ２の回転方向および回転速度を同一方向および同一速度に設定する。そうすれば、平歯車１５は、中空軸１０の回転と平歯車１２の回転とで回転しないことになるので、鏡１８は、水平方向のみに回転する。
【００３１】
もしくは、ユーザが、鏡１８の回転方向をこれまでとは反対方向にすることを要求した場合、制御部４０は、たとえば、これまで中空モータＭ１の回転速度を中空モータＭ２の回転速度が追い越している場合には、中空モータＭ１の回転速度よりも中空モータＭ２の回転速度を遅く設定し、これまで中空モータＭ１の回転速度よりも中空モータＭ２の回転速度が遅い場合には、中空モータＭ１の回転速度よりも中空モータＭ２の回転速度を速く設定する。そうすれば、平歯車１５は、中空軸１０の回転と平歯車１２の回転とでそれまでの反対方向に回転することになるので、鏡１８の回転方向もこれまでとは反対になる。
【００３２】
なお、図４に示す制御部４０および回転速度調整部Ｃ１，Ｃ２は、三次元駆動装置１の筐体内に配置されてもよいし、三次元駆動装置１の外部に配置されてもよい。
【００３３】
くわえて、鏡１８の回転速度についても説明する。鏡１８の水平方向の回転速度をωｈ、垂直方向の回転速度をωｖとすると、ωｈは鏡１８がシャフト２０を介して取付られている中空軸１０の回転速度そのものであり中空モータＭ１の回転速度に依存する。一方、ωｖは中空モータＭ１と中空モータＭ２の回転速度差ωｇと平歯車１２、傘歯車１３、および平歯車１５によるギヤ比の積に依存する。ここで三次元空間への光の照射をωｈとωｖに基づいて考えると、ωｈとωｖの比率である鏡１８の回転の縦横比（ωｈ：ωｖ）が重要である。
【００３４】
たとえば、三次元空間に対して一定の空間密度で光の照射を行うためには縦横比として８：７や３０：２９のような比率を用いることができる。このような最小公倍数の大きい比率を用いると空間に対しての光線の照射が細かい網目状とすることが可能となる。
【００３５】
また、縦横比を１００：１や５００：１の様に大きく異ならせてもよい。これは、中空モータＭ１および中空モータＭ２は比較的高い回転速度で常用できることに対して鏡１８は耐久性や精度を考慮して比較的低い回転速度で常用することが好ましいからである。このように縦横比が極端に異なるようにする場合には歯車の代わりにウォームギア（図示せず）を用いてもよい。
【００３６】
さらには、鏡１８を連続して回転させる動作以外についても説明する。鏡１８の垂直回転は前述の回転速度差ωｇとギア比に依存するため、たとえばステッピングモータのような高精度で回転角制御が行えるモータを中空モータＭ１と中空モータＭ２に採用した場合には三次元空間の特定の狭い領域に対して集中して光を照射するような制御も可能となる。鏡１８の水平方向の回転を特定の範囲内で一定の速度で往復するように制御し、これに合わせて鏡１８の垂直方向の回転も同様に特定の範囲内にて一定の速度で往復するように制御することにより実現可能となる。
【００３７】
以上説明したように、三次元駆動装置１によれば、中空軸１０と、中空軸１０を周方向に回転させる中空モータＭ１と、中空軸１０の中心軸と共通の中心軸を有し、中空軸１０の中心部に配置される平歯車１２と、平歯車１２を周方向に回転させる中空モータＭ２と、平歯車１２と噛合い、中空軸１０内に配置される傘歯車１３と、傘歯車１３と噛合い、中空軸１０内に配置され、中空軸１０の中心軸と直交する回転軸を有する平歯車１５と、を有するので、簡単な構成によって三次元空間の広範囲に光を照射することができる。特に、光源１７が平歯車１２の中空構造１６に設けられているので、垂直方向の走査については、自装置の真上までも走査可能であり、また、水平方向の走査については、自装置の全周方向（３６０度方向）の走査が可能である。さらに、中空モータＭ１と中空モータＭ２の回転速度の差に応じて様々な照射パターンを設定することができる。
【００３８】
なお、シャフト２０は中心軸１１と直交しているので中心軸１１にそって照射される光は鏡１８が立直した状態において真上に到達できない。この問題に対応するため、シャフト２０の中心軸１１と直交する箇所に鏡１８が立直した際に光が透過可能な孔（図示せず）を設けたり、シャフト２０の当該箇所や全体を光が透過可能な部材で構成してもよい。
【００３９】
また、平歯車１２と平歯車１５のギア比を適宜変更することにより、中空モータＭ２が停止状態において、鏡１８が水平方向に１回転する間に、鏡１８が垂直方向に何回転するかを変更することができる。たとえば、平歯車１２と平歯車１５のギア比を２：１とすれば、中空モータＭ２が停止状態において、鏡１８が水平方向に１回転する間に、鏡１８は垂直方向に半回転する。また、平歯車１２と平歯車１５のギア比を１：１とすれば、中空モータＭ２が停止状態において、鏡１８が水平方向に１回転する間に、鏡１８は垂直方向に１回転する。あるいは、平歯車１２と平歯車１５のギア比を１：２とすれば、中空モータＭ２が停止状態において、鏡１８が水平方向に１回転する間に、鏡１８は垂直方向に２回転する。
【００４０】
このようにして、平歯車１２と平歯車１５のギア比を適宜設定した上で、さらに中空モータＭ１と中空モータＭ２の回転速度の差を調整することで、ユーザの要望に沿った光の照射パターンを効率良く実現することができる。たとえば、鏡１８の水平方向の回転を垂直方向の回転よりも速くする照射パターンを多用したいという要望に対しては、予め、平歯車１２と平歯車１５のギア比を２：１とすればよい。また、様々な照射パターンを用いたいという要望に対しては、平歯車１２と平歯車１５のギア比を１：１とすればよい。また、鏡１８の水平方向の回転よりも垂直方向の回転を速くする照射パターンを多用したいという要望に対しては、予め、平歯車１２と平歯車１５のギア比を１：２とすればよい。
【００４１】
以上の説明では、光源１７から三次元空間に光を照射する例を説明したが、たとえば、光源１７に、光源１７から照射した光の反射光を受光する受光部を併設することで、レーダ装置や測距装置とすることができる。
【００４２】
（第二の実施の形態）
本発明の第二の実施の形態に係る三次元駆動装置１ａを図５および図６を参照しながら説明する。三次元駆動装置１ａは、三次元駆動装置１と一部が異なる。よって、三次元駆動装置１と同一または同一系の部材には、三次元駆動装置１と同一または同一系の符号を付すこととする。
【００４３】
三次元駆動装置１ａは、三次元駆動装置１の中空軸１０の外周に沿い、周方向の位置に応じて高さが変化する壁面３０をさらに有する構成である。さらに、三次元駆動装置１ａは、三次元駆動装置１の光源１７の他に、受光部３１を有する。さらに、光源１７から照射された光が外部に放射された方向（すなわち、走査方向）および光源１７から照射された光と受光部３１で受光された回帰光との比較結果により外部の状況を検出する外部状況検出部３２を有する。これにより、三次元駆動装置１ａは、レーダ装置または測距装置としての機能を有することができる。上述の比較結果の一例としては、光源１７から照射された光が回帰光となり受光部３１で受光されるまでの経過時間（時間差）などである。
【００４４】
このような三次元駆動装置１ａにおける壁面３０の利用方法について、以下に説明する。
【００４５】
レーダ装置または測距装置としての三次元駆動装置１ａを周囲の状況を観測したい部屋などの空間の所定の位置に載置し、レーダ装置または測距装置としての機能を稼働させる。このとき、中空軸１０が１回転する間に、平歯車１５が少なくとも２回転するようにすると、鏡１８の表裏を合わせて４回、壁面３０の内周面の走査が実施される。これにより外部状況検出部３２には、中空軸１０の直近にある壁面３０の状況が検出される。すなわち、外部状況検出部３２には、たとえば光源１７の配置位置などの所定の測定基準点から壁面３０の内周面までの距離が検出される。このとき壁面３０の高さ（壁面３０の上縁）は、垂直方向において測定距離が急に変化する（長くなる）位置として容易に検出が可能である。壁面３０の高さは、周方向において、変化するようになっている。したがって、壁面３０の高さを調べることで、その高さを有する周方向の壁面３０の箇所を特定することができる。
【００４６】
このようにして検出した壁面３０の高さの検出結果を図６に示す。図６は、横軸に走査方向をとり、縦軸に壁面３０の高さをとる。図６の例では、壁面３０が最も低い位置（図６では２０ｍｍ）を走査方向が０度（＝３６０度）であるとし、壁面３０が最も高い位置（図６では４０ｍｍ）を走査方向が１８０度であるとする。このようにすることで、０度〜１８０度または１８０度〜３６０度の間の壁面３０の高さに対する走査方向を特定することができる。さらに、壁面３０の検出結果が時間の経過と共に漸増しているか漸減しているかを調べることで、０度〜１８０度の間にあるか１８０度〜３６０度の間にあるかを調べることができる。
【００４７】
たとえば、図６に示すように、壁面３０の高さが３０ｍｍのときの走査方向は７０度または２９０度であると特定できる。ここで、壁面３０の高さの検出結果が時間の経過と共に漸増していれば７０度であり、漸減していれば２９０度である。
【００４８】
さらに、たとえば、三次元駆動装置１ａの筐体に記されている方位指標３３，３４をそれぞれ北と南に一致させることにより、レーダ装置または測距装置の走査方向が東西南北のいずれの方向であるかも併せて特定することができる。これによれば、壁面３０の高さが最小となる位置がそのまま磁極の北（０度）になり、壁面３０の高さが最大となる位置がそのまま磁極の南（１８０度）になる。
【００４９】
なお、壁面３０の高さの最小値は、たとえば、切欠き１９の下縁の高さに合わせることが好ましい。これによれば、壁面３０の上縁が切欠き１９の下縁に隠れて検出できなくなることを避けることができる。また、壁面３０の高さの最大値は、図６の例では、最小値（２０ｍｍ）の２倍（４０ｍｍ）としたが、光源１７からの照射光を妨げないためには、壁面３０の高さの最大値と最小値との差分は、小さい方が好ましい。したがって、外部状況検出部３２の分解能に応じて、壁面３０の高さの最大値と最小値との差分は、なるべく小さくすることがよい。
【００５０】
このようにして、外部状況検出部３２は、壁面３０の高さの検出結果から走査方向を特定することができる。これにより、外部状況検出部３２は、走査方向および光源１７から照射された光が回帰光となり受光部３１で受光されるまでの経過時間（時間差）等から外部の状況を検出することができる。
【００５１】
従来は、レーダ装置または測距装置の走査方向を知るには、光の照射方向を検出するためのロータリエンコーダ等の装置を別途用意しなければならなかった。これに対し、三次元駆動装置１ａによれば、簡単な壁面３０を有することで、ロータリエンコーダ等の高価な装置を装備することなく、レーダ装置または測距装置の走査方向を知ることができる。
【００５２】
（その他の実施の形態）
上述の実施の形態では、光源１７または受光部３１を中空構造１６に配置した。このような光源１７または受光部３１の配置は、装置の製作コストや製作工数の点から有利であるが、製作コストや製作工数を考慮しなければ、配置位置は他の位置であってもよい。たとえば、中空軸１０の上部に支柱を設け、鏡１８の上部に光源１７または受光部３１を配置してもよい。この場合、光源１７または受光部３１への給電は、回転体に電力を供給するスリップリングを介して行うことができる。
【００５３】
また、上述の実施の形態では、中空モータＭ１，Ｍ２を動力源として説明したが、動力源を中空モータに限定するものではない。たとえば、回転軸１０の外周に沿って凹凸を設け、この凹凸と噛合う歯車を有するモータで回転軸１０を回転させ、回転軸１０の内部に、平歯車１２と噛合う歯車を有するモータを設置し、このモータで平歯車１２を回転させてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１…三次元駆動装置、１０…回転軸、１１…中心軸（中空軸の中心軸）、１２…平歯車（第一の平歯車）、１３…傘歯車、１４…中心軸（第二の平歯車の中心軸）、１５…平歯車（第二の平歯車）、１６，２１，２２…中空構造、１７…光源、１８…鏡、１９…切欠き、２０…シャフト、３０…壁面、３１…受光部、３２…外部状況検出部、３３，３４…方位指標、４０…制御部、Ｃ１，Ｃ２…回転速度調整部、Ｍ１，Ｍ２…中空モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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