(57)【要約】【課題】クレーンなどの支持体の動きと、撮影装置のアングルとを連動させる。【解決手段】回転角センサ３０６ａ、位置センサ３０６ｂ，ｃは、回動指示部１０３に対するクレーン巻回部１０２の動きを検出する。制御部１３０は、検出結果から回動支持部１０３に対するクレーン巻回部１０２の回動角度の変化量を算出する。また、制御部１３０は、算出された回動角度の変化を相殺するように第２駆動部１２０の回動角度を算出する。更に水平センサ１２１の検出結果に基づいて、第２駆動部１２０を駆動する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に伸縮するアーム部と、前記アーム部の一端部が連結され、前記アーム部の先端部を少なくとも垂直方向に可動自在に支持する支持部とを有し、前記アーム部の先端部に撮影装置を取り付ける雲台であって、
長手方向に伸縮するアーム部と、前記アーム部の一端部が連結された支持部とを有し、前記支持部において前記アーム部の他端部を少なくとも垂直方向に可動自在に支持する支持体において前記アーム部の先端部に撮影装置を取り付ける雲台であって、
前記アーム部を前記支持部に対して少なくとも垂直方向に駆動する支持部側駆動部と、
前記アーム部の先端部に取り付けられており、少なくとも垂直方向に前記撮影装置の角度を変更する先端部側駆動部と、
前記支持部に対する前記アーム部の垂直方向の回動角の変位を検出する検出部と、
前記検出部において検出された前記回動角の変位を相殺するように前記先端部側駆動部を制御する制御部と
を備える雲台。
【請求項２】
前記撮影装置の水平度を検出する水平検出部を備え、
前記制御部は、前記水平検出部からの検出信号に応じて、前記撮影装置を常に水平にするように前記先端部側駆動部を制御する請求項１に記載の雲台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置をクレーンなどの可動式の支持体に取り付けるための雲台に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影装置は、三脚、クレーン等の支持体に取り付けられる。例えば、撮影装置がクレーンのような可動式の支持体に取り付けられる場合について説明する。撮影装置はクレーンのアームの先端に雲台を介して取り付けられる。アームは、撮影者の所望するアングルや、被写体の動きに応じて上下左右に移動させられる。アームの先端に取り付けられたカメラには、アームが急激に動いても振れのない映像を撮影することが要求される。そのため、撮影装置とアームとの間に、アームの振動が撮影装置に伝わることを防ぐ緩衝装置が設けられる（特許文献１）。
【０００３】
アームの先端に取り付けられた撮影装置は、パン、チルト、ロール等、カメラマンが手許で自在に操作可能に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２６３５１４号公報（第３図、第１３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示す緩衝装置は、クレーンの水平方向（Ｘ軸、Ｙ軸）の動きによって生じる撮影装置の水平方向の振動を防止することができる。ところが、特許文献１に示す緩衝装置は、撮影装置の振動を防止する効果はあるが、クレーンの動きと撮影装置の動きとが連動していない。そのため、撮影装置があるアングルに固定されて撮影されている際に、クレーンが上下方向へ動き出すと、撮影装置のアングルが変わってしまうという問題があった。
【０００６】
このようなクレーン角度と撮影装置のアングル調整との問題は、人為的な操作によっても生じるし、クレーンが延ばされた状態で生じるクレーンの撓みによる不要な動きや揺れによっても生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、クレーンなどの支持体の動きと、撮影装置のアングルとを連動させることにより、支持体の不要な動きが撮影中の撮影装置のアングルに悪い影響を与えない雲台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】
上述した目的を達成するために、本発明の特徴は、長手方向に伸縮するアーム部（多関節アーム部１０４）と、前記アーム部の一端部が連結され、前記アーム部の先端部を少なくとも垂直方向に可動自在に支持する支持部（アーム巻回部１０２）とを有し、前記アーム部の先端部に撮影装置（カメラ２００）を取り付ける雲台（雲台１）であって、前記アーム部を前記支持部に対して少なくとも垂直方向に駆動する支持部側駆動部（サーボモータ３０１、リニアモータ３０５）と、前記アーム部の先端部（モータ取付部１０５）に取り付けられており、少なくとも垂直方向に前記撮影装置の角度を変更する先端部側駆動部（第２駆動部１２０）と、前記支持部に対する前記アーム部の垂直方向の回動角の変位を検出する検出部（回転角センサ３０６ａ、センサ３０６ｂ，３０６ｃ）と、前記検出部において検出された前記回動角の変位を相殺するように前記先端部側駆動部を制御する制御部（制御部１３０）とを備えることを要旨とする。
【０００９】
本発明の雲台１は、アーム部の角度の変位を相殺する方向に撮影装置の角度が変更されるため、撮影装置は、アーム部の変化によらず所定のアングルを撮影することができる。
【００１０】
従って、本発明は、アーム部を支持する支持部の不要な動きが撮影中の撮影装置のアングルに悪い影響を与えることがない。
【００１１】
本発明の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記撮影装置の水平度を検出する水平検出部（水平センサ１２１）を備え、前記制御部は、前記水平検出部からの検出信号に応じて、前記撮影装置を常に水平にするように前記先端部側駆動部を制御する。
【００１２】
従って、雲台１は、アーム部が延ばされた状態で生じるアーム部の撓みなどによる不要な動きや揺れを吸収できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、クレーンなどの支持体の動きと、撮影装置のアングルとを連動させることにより、支持体の不要な動きが撮影中の撮影装置のアングルに悪い影響を与えない雲台を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るクレーンの全体構成を説明する概略図である。
【図２】図２は、カメラが取り付けられた状態の多関節アーム部の先端部分の斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る緩衝装置の周辺の分解図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る緩衝装置の分解図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る緩衝装置を適用可能なその他のクレーンを説明する図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る緩衝装置を適用可能な車載用カメラマウントを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明に係る雲台の実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）雲台の構成、（２）クレーンの先端部分の構成、（３）緩衝装置の構成、（４）クレーン巻回部と回動支持部の構成、（５）制御装置、（６）制御処理、（７）作用・効果、（８）その他の実施形態について説明する。
【００１６】
（１）雲台の構成
図１を参照して、クレーン全体の概略構成を説明する。図１に示すように、実施形態として示す雲台１は、クレーン１００を備える。クレーン１００は、クレーン基台１０１と、アーム巻回部１０２とを有する。クレーン１００は、アーム巻回部１０２をクレーン基台１０１に対して回動自在に支持する回動支持部１０３を有する。クレーン１００は、アーム巻回部１０２を回動支持部１０３に対して回動させる第１駆動機構１１０を有する。
【００１７】
クレーン１００は、多関節アーム部１０４を備える。カメラ２００は、撮影装置を構成する。多関節アーム部１０４は、複数のアームブロックが互いに連結されることによって構成される。アンロック状態は、互いに一部のみが連結された状態である。アームブロックは、アンロック状態でアーム巻回部１０２に巻き取られる。アームブロックは、使用時にロック状態になる。アームブロックは、アーム巻回部１０２から繰り出され、互いに係合されてアームを形成する。多関節アーム部１０４の先端部分には、カメラ２００が取り付けられる。
【００１８】
（２）クレーンの先端部分の構成
図２は、カメラ２００が取り付けられた状態の多関節アーム部１０４の先端部分の斜視図である。図２に示すように、多関節アーム部１０４の先端部分には、モータ取付部１０５が連結される。モータ取付部１０５には、カメラをチルト方向に回動する第２駆動部１２０が取り付けられる。また、モータ取付部１０５には、第２駆動部１２０を介して緩衝装置取付部１０７が取り付けられる。緩衝装置取付部１０７に緩衝装置１０８が取り付けられる。緩衝装置取付部１０７には、水平を検知する水平センサ１２１が取り付けられる。
【００１９】
緩衝装置１０８には、カメラ取付部２０１が取り付けられる。カメラ取付部２０１には、カメラ台座２０２が取り付けられる。カメラ２００は、カメラ台座２０２に取り付けられる。本実施形態において、第２駆動部１２０は、先端部側駆動部を構成する。第２駆動部１２０は、後述する制御部１３０によって制御される。
【００２０】
（３）緩衝装置の構成
図３は、緩衝装置１０８の分解図である。図３に示すように、緩衝装置１０８は、クレーン１００側に固定される第１基台１１と、カメラ２００が取り付けられる第２基台１２と、第１基台１１と第２基台１２とを連結する連結機構１３とを備える。
【００２１】
第１基台１１は、平板形状を有する。第１基台１１は、緩衝装置取付部１０７に取り付けられる。第１基台１１は、平板の表面から水平方向Ｈに突出する第１連結部２１を有する。第１連結部２１には、後述する伸縮部１５の端部１５ａが連結される。
【００２２】
第２基台１２は、平板形状を有する。第２基台１２は、平板の下辺の鉛直下方に突出した第２連結部２２を有する。第２連結部２２には、後述する伸縮部１５の端部１５ｂが連結される。また、第２基台１２は、表面に第１連結部２１が挿通される開口部１２ａが形成される。第２基台１２は、図示しない係合部を備えており、後述する案内部１４ａ、案内部１４ｂと係合される。第２基台１２は、案内部１４ａ、案内部１４ｂに固定されておらず、上下方向Ｖに沿って動くことができる。本実施形態において、上下方向Ｖは、鉛直方向に一致する。
【００２３】
連結機構１３は、案内部１４ａ、案内部１４ｂ、及び伸縮部１５を備える。案内部１４ａ、案内部１４ｂは、第１基台１１の表面に配設される。案内部１４ａ、案内部１４ｂは、上下方向Ｖに沿って配設されており、第２基台１２を第１基台１１に対して上下方向Ｖに沿って案内する。
【００２４】
伸縮部１５は、上下方向Ｖに沿って伸縮する。伸縮部１５は、上下方向Ｖに沿って伸縮する弾性部材である。本実施形態では、伸縮部１５は、コイルばねである。伸縮部１５は、端部１５ａと端部１５ｂとを有し、端部１５ａは、第１連結部２１に連結される。また、端部１５ｂは、第２連結部２２に連結される。伸縮部１５の伸縮力は、カメラ２００を含む第２基台１２に配設された部材の重量と第２基台１２の重量との合計と釣り合うことが好ましい。
【００２５】
緩衝装置１０８において、第２基台１２は、第２基台１２に形成された開口部１２ａに第１基台１１に設けられた第１連結部２１が挿通された状態で、案内部１４ａ及び案内部１４ｂに可動自在に係合される。第１連結部２１と第２連結部２２とは、伸縮部１５によって連結される。
【００２６】
このように、緩衝装置１０８において、第１基台１１と第２基台１２とは、案内部１４ａ及び案内部１４ｂにより水平方向Ｈへの動きが規制される。すなわち、第１基台１１と第２基台１２とは、水平方向Ｈへのブレが少ない連結構造により連結される。
【００２７】
また、第２基台１２（及びカメラ２００を含む第２基台１２に配設される部材）は、伸縮部１５により第１基台１１に吊り下げられた状態になっており、伸縮部１５の伸縮力により釣り合いが取れた状態である。第１基台１１に力が与えられると、伸縮部１５が伸び縮みすることにより、第２基台１２に伝わる力が軽減される。
【００２８】
このとき、開口部１２ａに挿通された第１連結部２１の外面と、開口部１２ａの縁との間隔が第１基台１１に対して第２基台１２が上下方向に動くことのできる許容範囲である。
【００２９】
第２駆動部１２０は、緩衝装置取付部１０７に取り付けられた水平センサ１２１の検出結果に基づいて、多関節アーム部１０４の角度によらず、緩衝装置１０８の第１基台１１の平面を垂直方向Ｖに常に維持するようにモータ取付部１０５と緩衝装置取付部１０７との角度を制御する。
【００３０】
（４）クレーン巻回部と回動支持部の構成
図４は、本発明の実施形態に係るクレーン巻回部１０２の回動支持部１０３への取付部分の周辺の分解図である。
【００３１】
第１駆動機構１１０は、クレーン巻回部１０２に取り付けられるメインレール１１１と、サブレール１１２とを有する。メインレール１１１及びサブレール１０２は、円弧形状を有する。メインレール１１１の所定の位置には、後述するギア３０３と係合するギア歯列が形成されている。
【００３２】
また、クレーン巻回部１０２は、回動軸１１３によって回動支持部１０３に回動自在に取り付けられる。回動軸１１３は、ベアリング１１４を介して回動支持部１０３に取り付けられる。
【００３３】
回動支持部１０３は、サーボモータ３０１と、減速機３０２と、ギア３０３とを有する。ギア３０３は、ギアケース３０４にカバーされており、ギアケース３０４によって回動支持部１０３に取り付けられている。回動支持部１０３は、図示しないが、回動軸１１３を受ける軸受け部を有する。また、回動支持部１０３は、リニアモータ３０５を有する。
【００３４】
ギア３０３は、メインレール１１１に形成されたギア歯列と係合される。したがって、サーボモータ３０１によってギア３０３が回動されると、メインレール１１１が回動方向に送り出される。リニアモータ３０５は、サブレール１１２と係合される。リニアモータ３０５は、ギア３０３の回動方向と同じ方向にサブレール１１２を送り出すことができる。
【００３５】
サーボモータ３０１には、回転角度を検出する回転角センサ３０６ａが配設されている。リニアモータ３０５にも同様にサブレール１１２を送り出した位置を検出する位置センサ３０６ｂ、３０６ｃが配設されている。
【００３６】
クレーン巻回部１０２は、サーボモータ３０１及びリニアモータ３０５によって回動支持部１０３に対して回動することができる。サーボモータ３０１及びリニアモータ３０５は、後述する制御部１３０によって制御される。
【００３７】
（５）制御装置
図５は、本実施形態における雲台の制御を行うための構成を説明する構成図である。すなわち、第２駆動部１２０と、サーボモータ３０１と、リニアモータ３０５と、水平センサ１２１と、回転角センサ３０６ａと、位置センサ３０６ｂ及び３０６ｃと、制御部１３０とから制御装置が構成されている。ここで、第２駆動部１２０は、先端部側駆動部を構成する。サーボモータ３０１及びリニアモータ３０５は、支持部側駆動部と構成する。回転角センサ３０６ａと、位置センサ３０６ｂ及び３０６ｃは、アーム部の垂直方向の回動角の変位を検出する検出部を構成する。
【００３８】
制御部１３０は、サーボモータ３０１及びリニアモータ３０５の回動角の変位を検出し、検出された回動角の変位を相殺するように第２駆動部１２０を制御する。また、制御部１３０は、カメラ２００の水平度を検出する水平センサー１２１からの検出信号に応じて、カメラ２００を常に水平にするように第２駆動部１２０を制御する。具体的には、緩衝装置１０８の上下方向Ｖが常に鉛直方向に一致するように制御する。また、緩衝装置１０８の水平方向Ｈがクレーン基台１０１が接地された平面と一致するように制御する。
【００３９】
（６）制御処理
図６は、制御部１３０による雲台の制御を説明するフローチャートである。
【００４０】
ステップＳ１において、回転角センサ３０６ａ、位置センサ３０６ｂ，ｃは、クレーン１００の動きを検出する。具体的に、回転角センサ３０６ａ、位置センサ３０６ｂ，ｃは、回動指示部１０３に対するクレーン巻回部１０２の動きを検出する。ステップＳ２において、制御部１３０は、検出結果から回動支持部１０３に対するクレーン巻回部１０２の回動角度の変化量を算出する。
【００４１】
ステップＳ３において、制御部１３０は、算出された回動角度の変化を相殺するように第２駆動部１２０の回動角度を算出する。すなわち、制御部１３０は、前記回動角度の変化によってカメラ２００のアングルが変わらないように、第２駆動部１２０を駆動する駆動角度を算出する。
【００４２】
ステップＳ４において、水平センサ１２１の検出結果を入力し、ステップＳ５において、水平か否か判断する。ステップＳ６において、水平センサ１２１の検出結果が水平になるまで、第２駆動部１２０を駆動する。ステップＳ７において、水平センサ１２１の検出結果が水平になったとき、制御部１３０は、第２駆動部１２０を停止させる。
【００４３】
（７）作用・効果
雲台１は、多関節アーム部１０４の角度の変位を相殺する方向にカメラ２００の角度が変更される。このため、カメラ２００は、多関節アーム部１０４の変化によらず所定のアングルを撮影することができる。したがって、多関節アーム部１０４を支持するアーム巻回部１０２の不要な動きが撮影中のカメラ２００のアングルに悪い影響を与えることがない。
【００４４】
また、雲台１は、カメラ２００の水平度を検出する水平センサ１２１を備えており、制御部１３０は、水平センサ１２１からの検出信号に応じて、カメラ２００を常に水平にするように第２駆動部１２０の駆動量を制御する。従って、雲台１は、多関節アーム部１０４が延ばされた状態で生じるアームの撓みなどによる不要な動きや揺れを吸収できる。
【００４５】
（８）その他の実施形態
上記のように、実施形態をあげて本発明について記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には、様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【００４６】
クレーン１００は、多関節アーム部１０４を有するとして説明したが、クレーンの構造は、図１に限定されない。クレーンのアームの先端部と、アームの付け根部分とにそれぞれ駆動部を有する構成であればよい。
【００４７】
上述のように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００４８】
１…雲台、  １１…第１基台、  １２…第２基台、  １２ａ…開口部、  １３…連結機構、  １４ａ…案内部、  １４ｂ…案内部、  １５…伸縮部、  １５ａ…端部、  １５ｂ…端部、  ２１…第１連結部、  ２２…第２連結部、  １００…クレーン、  １０１…クレーン基台、  １０２…アーム巻回部、  １０３…回動支軸、  １０４…多関節アーム部、  １０５…モータ取付部、  １０６…モータ、  １０７…緩衝装置取付部、１０８…緩衝装置、  ２００…カメラ、  ２０１…カメラ取付部、  ２０２…カメラ台座、  ２１１…支持アーム、  ２１２，２１３…アーム取付部
【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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