説明

雲台機能付きクレードル

【課題】撮像装置の可動部分と駆動手段との小型化、駆動手段の制御の簡易化、駆動手段への配線を簡易化、およびパン方向およびチルト方向の回転動作の高速度化を実現することができる雲台機能付きクレードルを提供する。
【解決手段】互いに対向配置された駆動モータ21および駆動モータ23の出力軸に取り付けた傘歯車22,24を、該出力軸に対して直交する支持台座13の回転軸に取り付けた傘歯車25に噛合させる。そして、支持台座13の回転軸をパン方向の回転中心とし、互いに同軸上に配置された駆動モータ21および駆動モータ23の出力軸をチルト方向の回転中心とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、デジタルカメラ等の撮像装置をパン方向およびチルト方向に回転動作させる雲台機能付きクレードルに関する。
【背景技術】
【0002】
デジタルカメラ等の撮像装置の撮影方向をパン方向およびチルト方向に回転動作させる駆動源を備えた雲台機能付きクレードルがある(特許文献1および2参照)。
【0003】
近年、撮影機能の性能が向上するにつれて撮像装置の容積が大型化する一方で、撮像装置の可動部分の小型化および雲台機能付きクレードルの小型化を図って、持ち運びや設置が簡単で、利便性の良い雲台機能付きクレードルが望まれている。
【特許文献1】特許3336698号公報
【特許文献2】特開2001−223919号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、通常、雲台機能付きクレードルは、撮像装置をパン方向およびチルト方向に回転動作させるために、それぞれ独立した2つの駆動モータを備えている。この場合、チルト用の駆動モータは、パン方向の回転動作の際、撮像装置と共にパン方向に回転する。
【0005】
従って、チルト用駆動モータのパン方向の回転が妨げられないように、回転軌道上とは異なる位置にパン用の駆動モータを配置しなければならない。また、パン用駆動モータは、撮像装置のみでなくチルト用駆動モータの質量も考慮したトルクが必要となる。
【0006】
このため、撮像装置の可動部分とパン用駆動モータとが大型化するとともに、2つの駆動モータの制御が複雑になる。また、チルト用駆動モータへの電気配線も煩雑となり、パン方向およびチルト方向の回転動作の高速度化にも限界がある。
【0007】
そこで、本発明は、撮像装置の可動部分と駆動手段との小型化を図ることができるとともに、2つの駆動手段の制御を簡易にすることができる雲台機能付きクレードルを提供することを目的とする。また、本発明は、駆動手段への配線を簡易にすることができるとともに、パン方向およびチルト方向の回転動作の高速度化を実現することができる雲台機能付きクレードル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】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明の雲台機能付きクレードルは、撮像装置を支持する支持台座を備え、該支持台座に支持された前記撮像装置の撮影方向をパン方向およびチルト方向に回転動作させる雲台機能付きクレードルにおいて、第1の駆動手段と、該第1の駆動手段の出力軸に設けられ、前記第1の駆動手段の回転駆動力を伝達する第1の伝達部材と、前記第1の駆動手段と対向する位置に配置された第2の駆動手段と、該第2の駆動手段の出力軸に設けられ、前記第2の駆動手段の回転駆動力を伝達する第2の伝達部材と、前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段の出力軸に対して直交する前記支持台座の回転軸に設けられ、前記第1の伝達部材および前記第2の伝達部材に係合する第3の伝達部材と、を備え、前記支持台座の回転軸をパン方向の回転中心とし、互いに同軸上に配置された前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段の出力軸をチルト方向の回転中心とした、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、2つの駆動手段の合計トルクを利用して撮像装置をパン方向およびチルト方向に回転動作させることができるので、2つの駆動手段の制御を簡易にすることができる。
【0010】
また、2つの駆動手段は、パン方向の回転動作の際に撮像装置と共にパン方向に回転することはなく、また、チルト方向の回転動作時では、撮像装置のみの回転モーメントとなる。このため、撮像装置の可動部分と2つの駆動手段との小型化を図ることができるとともに、駆動手段への配線を簡易にすることができ、さらに、パン方向およびチルト方向の回転動作の高速度化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の一例である雲台機能付きクレードルの外観斜視図、図2は図1に示す雲台機能付きクレードルの一部を破断した斜視図である。
【0012】
図1に示すように、本発明の実施の形態の一例である雲台機能付きクレードル11は、撮像装置12を着脱自在に支持して、矢印P方向のパン方向と矢印T方向のチルト方向に回転動作させる支持台座13を備える。雲台機能付きクレードル11は、外装カバーとしての本体カバー部材(固定カバー部材)14、および可動カバー部材17,18,19によって覆われている。
【0013】
本体カバー部材14の正面部には窓部15が設けられており、この窓部15はシャッター部材16によって開閉自在に閉じられる。可動カバー部材17は略扇形状をなし、可動カバー部材18は略球形状をなし、可動カバー部材19は略リング形状をなしており、いずれも撮像装置12を装着した支持台座13の動作に連動する。
【0014】
次に、図2を参照して、雲台機能付きクレードル11の内部構造について説明する。
【0015】
雲台機能付きクレードル11の内部には、図2に示すように、駆動モータ(第1の駆動手段)21および駆動モータ(第2の駆動手段)23が配置されている。
【0016】
駆動モータ21は本体カバー部材14に取り付けられており、該駆動モータ21の出力軸には傘歯車(第1の伝達部材)22が設けられている。駆動モータ23は可動カバー17に取り付けらており、該駆動モータ23の出力軸には傘歯車(第2の伝達部材)24が設けられている。また、支持台座13の回転軸には、傘歯車(第3の伝達部材)25が設けられている。
【0017】
なお、この実施の形態では、説明の便宜上、傘歯車22,24,25は同一形状でギア比1:1の傘歯車として次のように配置される。
【0018】
傘歯車22の回転中心軸(駆動モータ21の出力軸)と傘歯車25の回転中心軸(支持台座13の回転軸)とが直交配置されて、傘歯車22,25同士が噛み合っている。傘歯車24の回転中心軸(駆動モータ23の出力軸)と傘歯車25の回転中心軸(支持台座13の回転軸)とが直交配置されて、傘歯車24,25同士が噛み合っている。傘歯車22の回転中心軸(駆動モータ21の出力軸)と傘歯車24の回転中心軸(駆動モータ23の出力軸)とは同軸上に配置されている。
【0019】
可動カバー部材17は、鉛直方向に位置した状態での支持台座13の回転軸を中心に回動自在に設けられ、駆動モータ21,23の取付部分と、該部分の両側に配置された略扇形状の両翼部とを備えて、該両翼部が本体カバー部材14と重なっている。
【0020】
可動カバー部材18は、可動カバー部材17に取り付けられた駆動モータ23の出力軸を中心に回動自在に設けられ、略球形状の一部が本体カバー部材14と可動カバー部材19とに重なっている。
【0021】
可動カバー部材19は、支持台座13の回転軸を回転自在に保持して、駆動モータ21の出力軸を中心に回動自在に設けられ、略リング形状の一部が本体カバー部材14と可動カバー部材18とに重なっている。
【0022】
また、雲台機能付きクレードル11の底部には、電気的機能をつかさどるメイン電気基板26が設けられている。駆動モータ21とメイン電気基板26とがフレキシブルケーブル27を介して電気的に接続され、駆動モータ23とメイン電気基板26とがフレキシブルケーブル28を介して電気的に接続されている。
【0023】
次に、図3を参照して、撮像装置12のパン方向の回転動作について説明する。
【0024】
駆動モータ21の出力軸を該出力軸側から見て時計回り(矢印M1cw方向)に回転させるとともに、駆動モータ23の出力軸を該出力軸側から見て時計回り(矢印M2cw方向)に駆動モータ21と同一速度で回転させる。すると、傘歯車22と傘歯車24と傘歯車25との噛み合せにより、撮像装置12が装着された支持台座13は、支持台座13の回転軸を回転中心として、パン方向(矢印P1方向)に回転動作する。
【0025】
なお、撮像装置12が装着された支持台座13を、矢印P1方向とは逆方向のパン方向に回転動作させる場合は、駆動モータ21および駆動モータ23の各出力軸を、それぞれの出力軸側から見て反時計回りに同一速度で回転させればよい。
【0026】
次に、図4を参照して、撮像装置12のチルト方向に回転動作について説明する。
【0027】
駆動モータ21の出力軸を該出力軸側から見て反時計回り(矢印M1ccw方向)に回転させるとともに、駆動モータ23の出力軸を該出力軸側から見て時計回り(矢印M2cw方向)駆動モータ21と同一速度で回転させる。すると、傘歯車22と傘歯車24と傘歯車25との噛み合せにより、撮像装置12が装着された支持台座13は、互いに同軸配置された駆動モータ21,23の出力軸を回転中心として、チルト方向(矢印T1方向)に回転動作する。
【0028】
このとき、可動カバー部材18と可動カバー部材19とは、支持台座13に連動して、互いに同軸配置された駆動モータ21,23の出力軸を回転中心として回動する。かかる回動時には、可動カバー部材18と可動カバー部材19と本体カバー部材14との重なり部分により、雲台機能付きクレードル11の内部構造が露出することがない。
【0029】
なお、撮像装置12が装着された支持台座13を矢印T1方向の逆方向のチルト方向に回転動作させる場合は、駆動モータ21を出力軸から見て時計回り回転させ、駆動モータ23を出力軸から見て反時計回りに駆動モータ21と同一速度で回転させればよい。
【0030】
次に、図5を参照して、撮像装置12のチルト方向およびパン方向の回転動作について説明する。
【0031】
図4に示すチルト方向の回転動作の後に、駆動モータ21を出力軸側から見て反時計回り(矢印M1ccw方向)に回転させ、駆動モータ23を出力軸側から見て反時計回り(矢印M2ccw方向)に駆動モータ21と同一速度で回転させる。すると、傘歯車22と傘歯車24と傘歯車25との噛み合せにより、撮像装置12が装着された支持台座13は、チルト方向に傾いた状態の支持台座13の回転軸を中心として、パン方向(矢印P2方向)に回転動作する。
【0032】
なお、ここでは、チルト方向の回転動作の後に、パン方向に回転動作させる場合を説明したが、駆動モータ21と駆動モータ23との回転方向の組合せで、撮像装置12を装着した支持台座13をチルト方向とパン方向の複合方向に回転させることも可能である。
【0033】
また、駆動モータ21と駆動モータ23との両方の出力軸は同一速度での回転方向の組合せのため、簡単な機構で2つの駆動モータの合計トルクを利用することが可能となり、駆動モータ同士の制御も簡易となる。
【0034】
さらに、この実施の形態では、同一形状のギア比1:1の傘歯車としたが、撮像装置12の質量などを考慮してギア比を変更しても、傘歯車22と傘歯車24とが同一形状の傘歯車となるので、同様の効果が得られる。
【0035】
次に、図6を参照して、雲台機能付きクレードル11の撮像装置12のパン方向およびチルト方向の回転動作以外の機能を説明する。
【0036】
図6に示すように、雲台機能付きクレードル11の底部には、脚部31が設けられている。脚部31は、本体カバー部材14に対して出っ張り位置と引き込み位置との二つの位置へ垂直方向(図の上下方向)にスライド可能とされている。脚部31の上部には、傾斜状のカム部32が形成されている。また、本体カバー部材14の内側には、脚部31を引き込み位置に付勢するリフト脚戻りバネ33が取り付けられている。駆動モータ23には、脚部31のカム部32にカム係合する係合部34が設けられている。
【0037】
そして、駆動モータ21を停止制御して出力軸の回転を停止させ、駆動モータ23を出力軸側から見て反時計回り(矢印M2ccw方向)に回転させる。ここで、駆動モータ21が超音波モータの場合は、停止時に出力軸を回転させない状態を保つ保持力(無通電保持力)を持っているので、出力軸の回転の停止させる部材などを必要としない。
【0038】
駆動モータ21の出力軸を停止状態に保持することにより、駆動モータ21側の傘歯車22と噛み合う支持台座13側の傘歯車25も回転せず、停止状態となる。従って、駆動モータ23側の傘歯車24は傘歯車25の歯面を自走していくことになり、駆動モータ23自体が、垂直に立った状態での支持台座13の回転軸を中心に矢印S1方向に旋回動作する。
【0039】
かかる旋回動作時には、可動カバー部材17も駆動モータ23と一体的に旋回するが、可動カバー部材17と本体カバー部材14との重なり部分により、雲台機能付きクレードル11の内部構造が露出することがない。また、フレキシブルケーブル28は、少々長めに余裕を持っているので、電気的な接続に支障はない。
【0040】
そして、駆動モータ23の矢印S1方向への旋回動作により、係合部34が脚部31のカム部32を押し下げ、脚部31は雲台機能付きクレードル11の底面より下方に出っ張る位置に移動する。これにより、雲台機能付きクレードル11が設置面より持ち上げられる。従って、垂直方向(図の上下方向)の二つの位置で撮像装置12による画像撮影が可能となって三角測量などに利用可能となり、特別な手段を設けずに、パン方向およびチルト方向の回転動作以外の機能を簡易に得ることができる。
【0041】
なお、駆動モータ23を出力軸側から見て時計回りに回転させて、駆動モータ21と駆動モータ23との両方の出力軸が互いに同軸になる位置に駆動モータ23を戻すと、リフト脚戻りバネ33の付勢力により、脚部31も引き込み位置に復帰する。
【0042】
次に、図7を参照して、図6に示す状態での撮像装置12のパン方向の回転動作を説明する。
【0043】
図6に示す脚部31が出っ張り位置にある状態で、駆動モータ21を出力軸側から見て時計回り(矢印M1cw方向)に回転させ、駆動モータ23を出力軸側から見て時計回り(矢印M2cw方向)に駆動モータ21と同一速度で回転させる。すると、傘歯車22と傘歯車24と傘歯車25との噛み合せにより、撮像装置12が装着された支持台座13は、支持台座13の回転軸を中心として、パン方向(矢印P1方向)に回転動作する。
【0044】
つまり、駆動モータ21の出力軸と駆動モータ23の出力軸とが互いに同軸上になくても、パン方向の回転動作が可能であることが分かる。また、駆動モータ21と駆動モータ23との両方の出力軸が、互いに同軸配置される位置に駆動モータ23を戻したときのみ、撮像装置12のチルト方向の回転動作が可能となる。
【0045】
次に、図8を参照して、雲台機能付きクレードル11の撮像装置12のパン方向およびチルト方向の回転動作以外の機能の他の例を説明する。
【0046】
図8に示すように、本体カバー部材14の内側には、シャッター部材16を窓部15(図1参照)を閉じる方向に付勢するシャッター戻バネ35が取り付けられている。シャッター部材16の後方にはアクセスボタン36が配置されている。このアクセスボタン36は、窓部15がシャッター部材16で閉じられている状態(通常状態)では、不用意に操作されることはない。
【0047】
そして、駆動モータ21を停止制御して出力軸の回転を停止させ、駆動モータ23を出力軸側から見て時計回り(矢印M2cw方向)に回転させる。ここで、駆動モータ21が超音波モータの場合は、停止時に出力軸を回転させない状態を保つ保持力(無通電保持力)を持っているので、出力軸の回転の停止させる部材などを必要としない。
【0048】
駆動モータ21の出力軸を停止状態に保持することにより、駆動モータ21側の傘歯車22と噛み合う支持台座13側の傘歯車25も回転せず、停止状態となる。従って、駆動モータ23側の傘歯車24は傘歯車25の歯面を自走していくことになり、駆動モータ23自体が、垂直に立った状態での支持台座13の回転軸を中心に矢印S2方向に旋回動作する。
【0049】
駆動モータ23の矢印S2方向への旋回動作により、係合部34がシャッター部材16の後端部16a(図6参照)を押して、シャッター部材16が窓部15を開く位置に移動する。これにより、アクセスボタン36が雲台機能付きクレードル11の外部より操作可能となる。
【0050】
ここで、アクセスボタン36の機能として、初期設定のリセットボタンや隠しコマンドボタンなどを例示できる。また、アクセスボタン36を、撮像装置12を支持台座13に対して着脱するためのボタンとした場合、支持台座13がチルト方向への回転を規制される位置なので操作性がよくなる。このように、特別な手段を設けずに、パン方向およびチルト方向の回転動作以外の機能を簡易に得ることができる。
【0051】
なお、駆動モータ23を出力軸側から見て反時計回りに回転させて、駆動モータ21と駆動モータ23との両方の出力軸が互いに同軸になる位置に駆動モータ23を戻すと、シャッター戻りバネ35の付勢力により、シャッター部材16が窓部15を閉じる位置に復帰する。
【0052】
そして、図7の場合と同様に、駆動モータ21の出力軸と駆動モータ23の出力軸とが互いに同軸上になくても、パン方向の回転動作が可能であることが分かる。また、駆動モータ21と駆動モータ23との両方の出力軸が、互いに同軸配置される位置に駆動モータ23を戻したときのみ、撮像装置12のチルト方向の回転動作が可能となる。
【0053】
以上説明したように、この実施の形態では、2つの駆動モータ21,23の合計トルクを利用して撮像装置12をパン方向およびチルト方向に回転動作させることができるので、2つの駆動モータ21,23の制御を簡易にすることができる。
【0054】
また、撮像装置12のパン方向の回転動作の際に撮像装置12と共に2つの駆動モータ21,23がパン方向に回転することはなく、また、チルト方向の回転動作時では撮像装置12のみの回転モーメントとなる。
【0055】
このため、撮像装置12の可動部分と2つの駆動モータ21,23との小型化を図ることができるとともに、2つの駆動モータ21,23への配線を簡易にすることができ、さらに、パン方向およびチルト方向の回転動作の高速度化を実現することができる。
【0056】
なお、本発明は上記実施の形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【0057】
例えば、上記実施の形態では、駆動モータ21の出力軸を停止させ、駆動モータ23の出力軸を回転させて該駆動モータ23を旋回させているが、両方の駆動モータ21,23に対して所定の回転制御を行うことで、同様の旋回動作を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1】本発明の実施の形態の一例である雲台機能付きクレードルの外観斜視図である。
【図2】図1に示す雲台機能付きクレードルの一部を破断した斜視図である。
【図3】撮像装置のパン方向の回転動作を説明するための斜視図である。
【図4】撮像装置のチルト方向の回転動作を説明するための斜視図である。
【図5】撮像装置のパン方向およびチルト方向の回転動作を説明するための斜視図である。
【図6】雲台機能付きクレードルの撮像装置のパン方向およびチルト方向の回転動作以外の機能を説明するための斜視図である。
【図7】図6に示す状態での撮像装置のパン方向の回転動作を説明するための斜視図である。
【図8】雲台機能付きクレードルの撮像装置のパン方向およびチルト方向の回転動作以外の機能の他の例を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【0059】
11 雲台機能付きクレードル
12 撮像装置
13 支持台座
14 本体カバー部材(固定カバー部材)
15 窓部
16 シャッター部材
17 可動カバー部材
18 可動カバー部材
19 可動カバー部材
21 駆動モータ(第1の駆動手段)
22 傘歯車(第1の伝達部材)
23 駆動モータ(第2の駆動手段)
24 傘歯車(第2の伝達部材)
25 傘歯車(第3の伝達部材)
26 メイン電気基板
27 フレキシブルケーブル
28 フレキシブルケーブル
31 脚部
32 カム部
33 脚部戻りバネ
34 係合部
35 シャッター戻りバネ
36 アクセスボタン

【特許請求の範囲】
【請求項1】
撮像装置を支持する支持台座を備え、該支持台座に支持された前記撮像装置の撮影方向をパン方向およびチルト方向に回転動作させる雲台機能付きクレードルにおいて、
第1の駆動手段と、
該第1の駆動手段の出力軸に設けられ、前記第1の駆動手段の回転駆動力を伝達する第1の伝達部材と、
前記第1の駆動手段と対向する位置に配置された第2の駆動手段と、
該第2の駆動手段の出力軸に設けられ、前記第2の駆動手段の回転駆動力を伝達する第2の伝達部材と、
前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段の出力軸に対して直交する前記支持台座の回転軸に設けられ、前記第1の伝達部材および前記第2の伝達部材に係合する第3の伝達部材と、を備え、
前記支持台座の回転軸をパン方向の回転中心とし、互いに同軸上に配置された前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段の出力軸をチルト方向の回転中心とした、
ことを特徴とする雲台機能付きクレードル。
【請求項2】
前記第1の駆動手段の出力軸側から見た該出力軸の回転方向と、前記第2の駆動手段の出力側から見た該出力軸の回転方向とが同一のときに、前記支持台座がパン方向に回転動作し、
前記第1の駆動手段の出力軸側から見た該出力軸の回転方向と、前記第2の駆動手段の出力側から見た該出力軸の回転方向とが異なるときに、前記支持台座がチルト方向に回転動作する、
ことを特徴とする請求項1に記載の雲台機能付きクレードル。
【請求項3】
前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段の出力軸が互いに同軸上にあるときに、前記支持台座のパン方向およびチルト方向の回転を可能とし、
前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段の出力軸が互いに同軸上にないときに、前記支持台座のパン方向の回転を可能とし、チルト方向の回転を規制する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の雲台機能付きクレードル。
【請求項4】
前記第1の伝達部材、前記2の伝達部材、および前記第3の伝達部材が、傘歯車である、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の雲台機能付きクレードル。
【請求項5】
前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段のいずれか一方の駆動手段の出力軸を回転駆動し、他方の駆動手段の出力軸を停止することにより、前記一方の駆動手段を前記第3の伝達部材の回転中心周りに旋回可能とした、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の雲台機能付きクレードル。
【請求項6】
前記他方の駆動手段が、超音波モータである、
ことを特徴とする請求項5に記載の雲台機能付きクレードル。
【請求項7】
垂直方向にスライド可能な脚部材を備え、前記一方の駆動手段の旋回動作により前記脚部材をスライド動作させる、
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の雲台機能付きクレードル。
【請求項8】
窓部と、スライド動作により前記窓部を開閉自在に覆うシャッター部材と、を備え、前記一方の駆動手段の前記脚部材をスライド動作させる方向と逆方向の旋回動作により、前記シャッター部材をスライド動作させる、
ことを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の雲台機能付きクレードル。
【請求項9】
固定カバー部材と、前記一方の駆動手段の旋回動作に連動する可動カバー部材と、を備える、
ことを特徴とする請求項1〜8に記載の雲台機能付きクレードル。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate


【公開番号】特開2008−76639(P2008−76639A)
【公開日】平成20年4月3日(2008.4.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−254472(P2006−254472)
【出願日】平成18年9月20日(2006.9.20)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】