(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ交換式の撮像装置が搭載される雲台であって、
互いに直交する関係にある第１の軸及び第２の軸を中心にそれぞれ回転可能な第１の回転部材及び第２の回転部材と、
前記撮像装置の重量により重力方向に発生する負荷モーメントを相殺する負荷モーメント相殺機構と、を備え、
前記第１の回転部材は、前記第１の軸を中心に回転可能であるとともに当該第１の軸と直交する第１の方向に移動可能であって、
前記第１の回転部材は、前記撮像装置を固定する固定位置を、前記第１の軸及び前記第１の方向と垂直な方向である第２の方向に移動可能であることを特徴とする雲台。
【請求項２】
前記第１の回転部材を回転させる第１の駆動源と、前記第２の回転部材を回転させる第２の駆動源とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の雲台。
【請求項３】
前記第１の駆動源及び前記第２の駆動源うち少なくともいずれか一方は保持力発生機構を備えたことを特徴とする請求項２に記載の雲台。
【請求項４】
前記第１の回転部材は、前記雲台の上下方向に回転可能であって、前記保持力発生機構が前記第１の駆動源に備えられていることを特徴とする請求項３に記載の雲台。
【請求項５】
前記第１の駆動源及び前記第２の駆動源うち少なくともいずれか一方は振動波モータにより構成されることを特徴とする請求項２に記載の雲台。
【請求項６】
前記第１の回転部材は、前記雲台の上下方向に回転可能であって、前記第１の駆動源が振動波モータにより構成されることを特徴とする請求項５に記載の雲台。
【請求項７】
前記負荷モーメント相殺機構は定荷重ばねにより構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の雲台。
【請求項８】
前記負荷モーメント相殺機構は複数の定荷重ばねにより構成され、前記複数の定荷重ばねは、数段階で張力を調整可能な主定荷重ばねと前記主定荷重ばねよりも張力を微調整可能な微調定荷重ばねを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の雲台。
【請求項９】
前記負荷モーメント相殺機構は弾性体により構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の雲台。
【請求項１０】
前記負荷モーメント相殺機構は前記負荷モーメントをウエイトで相殺する構成となっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の雲台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ交換式の撮像装置により複数の画像を撮影し、これを合成する場合に用いて好適な雲台に関する。
【背景技術】
【０００２】
スチルカメラ・ビデオカメラ・高感度カメラ・暗視カメラ等の撮像装置を水平方向や垂直方向に回転させて複数の画像を撮影し、これを合成する（複数の画像を繋げる）ことによりパノラマ画像を作成することが一般的に知られている。
【０００３】
特許文献１、２には、パノラマ画像合成に際して、ノーダルポイント（主点）を中心に撮像装置を回転させると、視差の影響をなくすことができることが開示されている。
【０００４】
また、水平方向で画像を連続的に撮像するための各種雲台装置や三脚装置が考案されている。特許文献３には、垂直方向にも可動で回転軸が直交する雲台が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１８７５０号公報
【特許文献２】特開２００６−１７８０９７号公報
【特許文献３】特開２００６−３３６９３号公報
【特許文献４】特開２００１−２０５１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
広域監視カメラシステムや高精細画像記録システムでは、左右方向の画像だけでなく、上下左右方向の画像を撮影して合成することが求められる。従来の港・山岳・夜景等のパノラマ撮影では、水平方向の画像を繋げることが多く、従来の雲台装置では上下の垂直連続撮影には不向きであった。
【０００７】
昨今では出力手段として大型液晶画面や大判のカラープリンタ、入力手段として高精度の大判ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等、記録手段として大容量のストレージ装置等が市場で入手可能となってきている。このような背景の中、水平方向の画像を繋げた横長画像でなく、大きな高精細画像を記録したり、表示したりできる技術の要望が強い。
【０００８】
上下左右方向の画像を繋げて大きな高精細画像を生成する場合、画像情報（データ）が多くなるに従って、誤差の量が無視できなくなる。
【０００９】
また、画像情報が多くなるに従って、処理速度が遅くなり、作業時間が長くなって、作業効率が悪くなってしまうおそれがある。更に動画（アニメーション）のように表現をする場合には、一画面の連続性が重要になり、高速であることがより要求される。
【００１０】
また、監視システム等では、予期せぬ侵入者を漏れなく画像に捕らえ記録することが重要であり、そのためには画像の空白期間を無くすために高速で動かねばならない。特に画像を入力している間は、撮像装置が正確に且つ振動することなく停止することが要求される。画像の入力中に撮像装置が動くことで、撮像画像が撮像センサ上の数ピクセルぶれて、画像の鮮明さが失われるためである。
【００１１】
ゆえに、高速応答性は絶対的に必要であり、応答性を確保することは処理速度アップ、防振性の向上であり、重要課題である。
【００１２】
また、正確な記録を行うためには水平（左右）のみならず垂直（上下）にも画像の数ピクセル以内の高精度で繋げねばならない。特に線状の被写体（例えば電線・窓枠（サッシ）の縁、電柱等）や被写体の輪郭部では、微妙なずれであっても、一本の連続した線として繋がらずに、不自然な画像となってしまう。
【００１３】
また、近距離で美術品等の被写体を正確に記録するためには、正確な画像が必要となる。大判絵画・襖絵等を記録する場合、中心画面を基準として画像を記録していくと、外周部では視差誤差が累積し、画像中心部に対して外縁部（周辺部）になると画像の繋がりが不連続になってくる。特に枠等の線状のものでは、画像の繋がりの不連続性が顕著になってしまう。また、基準画像から離れるほど誤差が増えることとなる。
【００１４】
そこで、停止角度精度、角度分解能を上げることはもとより、これらの課題を解決するためには、ノーダルポイント（主点）を中心に撮像装置を回転させることが重要である。レンズと画像認識センサ（ＣＭＯＳ・ＣＣＤ・銀塩フィルム等）を備えた撮像装置には、視差が最も少なくなるノーダルポイントが存在し、ノーダルポイントを中心に撮像装置を回転させることで視差誤差を無くすことができる。
【００１５】
図１６を参照して、視差誤差を説明する。図中で、主点ずれは、ノーダルポイントが回転軸に対してずれていることを示している。主点ずれ画像２及び主点ずれ画像３を画像１に合成した場合に、実際の回転角に合わせ画像を繋ぐと、視差誤差を生じる。視差誤差は、近い被写体でも遠い風景被写体でも同様に起こる。また、ノーダルポイントが回転中心に一致している場合は、合成で誤差が生じない。
【００１６】
しかしながら、ノーダルポイントを任意の位置に固定するためには課題がある。まず、ノーダルポイントは撮像装置の光学系であるレンズ毎に異なっている。撮像装置は、光学系と撮像系とに分離され、レンズを交換可能とすることにより汎用性が高まることになる。例えば、屋内の壁面を撮影する場合と、屋外の景色を撮影する場合とでは、使用するレンズは異なってくる。また、分割撮影する場合、細かく分割してより高精度に撮りたい場合は視野角の少ないレンズを選択し、全体を撮りたい場合は視野角の大きいレンズを選択することになる。また、夜の暗視では、カメラ本体を高感度なものとする等、ニーズに合わせて選択する必要がある。
【００１７】
また、望遠レンズ、広角レンズ等では、ノーダルポイント以外に重量も大きく異なる。特に高精細な画像を得るためには、光量を多く取り入れることになるが、一般的に光学レンズ等では入射レンズの径が大きくなると、重量が重くなる。また、高精細な交換レンズ等では、レンズの歪を補正する光学系を設ける等することもあり、更に重量が嵩む。また、カメラ本体の種類によっても重量が大きく異なる。すなわち、カメラ本体とレンズからなる撮像装置の重心の位置は、その組み合わせにより都度変化する。その結果、重心が回転軸から大きくずれると、負荷モーメントの変化量が大きくなり、且つ絶対量も過大になる。
【００１８】
このような状況から、雲台に期待される課題は大きい。上述したように撮影記録したい被写体は用途・目的（屋内・屋外等）で異なり、レンズは都度交換されるものであるので、レンズの交換による変化に対応する必要がある。
【００１９】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、レンズ交換式の撮像装置を搭載する場合に、主点ずれをなくすとともに、応答性良く且つ最小トルクで撮像装置を回転させることができる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】
【００２０】
本発明の雲台は、レンズ交換式の撮像装置が搭載される雲台であって、互いに直交する関係にある第１の軸及び第２の軸を中心にそれぞれ回転可能な第１の回転部材及び第２の回転部材と、前記撮像装置の重量により重力方向に発生する負荷モーメントを相殺する負荷モーメント相殺機構と、を備え、前記第１の回転部材は、前記第１の軸を中心に回転可能であるとともに当該第１の軸と直交する第１の方向に移動可能であって、前記第１の回転部材は、前記撮像装置を固定する固定位置を、前記第１の軸及び前記第１の方向と垂直な方向である第２の方向に移動可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、レンズ交換式の撮像装置を搭載する場合に、主点ずれをなくすとともに、応答性良く且つ最小トルクで撮像装置を回転させることができる雲台を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る雲台を示す図である。本実施形態に係る雲台は、レンズ交換式の撮像装置１０９（レンズユニット１１０及びカメラ本体１０９ａ）を搭載して、パン方向及びチルト方向に回転させることができる。
【００２３】
雲台台座１０８の底面上に撮像装置１０９が載置され、レンズユニット１１０（又はカメラ本体１０９ａ）が水平固定ねじ１１１ａにより固定される。ここで、図２、４に示すように、雲台台座１０８の底面には前後方向（撮像装置１０９の撮影光軸方向）に伸びる長穴３０１ａが形成されており、この長穴３０１ａにねじ１１１ａが挿設される。ねじ１１１ａを弛めることで撮像装置１０９を前後に移動させることができ、ねじ１１１ａを締め付けることで撮像装置１０９を任意の位置で固定することができる。
【００２４】
雲台台座１０８の両側部は、垂直固定ねじ１１１ｂ及び１１１ｃを介して雲台筐体１０５により支持される。ここで、図２に示すように、雲台台座１０８の側面には上下方向に伸びる長穴３０１ｂが形成されており、この長穴３０１ｂにねじ１１１ｂが挿設される。なお、ねじ１１１ｃについても同様の構成となっている。ねじ１１１ｂ及び１１１ｃを弛めることで雲台台座１０８を上下に移動させることができ、ねじ１１１ｂ及び１１１ｃを締め付けることで雲台台座１０８を任意の位置で固定することができる。
【００２５】
図４に示すように、長穴３０１ａの端部３０２にはねじが斬られており、ねじ１１１ａを螺合させることができる。また、具体的には図示しないが、ねじ１１１ａの根元には、雲台台座１０８の板厚以上で、ねじ谷の径より小さい逃げ部が形成されている。長穴３０１ａの端部３０２にねじ１１１ａを螺合させ、逃げ部が長穴３０１ａの位置までくるように撮像装置１０９側に突出させることにより、ねじ１１１ａを落下させずに、ねじ１１１ａの逃げ部を長穴３０１ａに沿ってスライドさせることができる。なお、長穴３０１ｂについても同様の構成となっている。
【００２６】
図１に説明を戻して、雲台筐体１０５の底部には電動機１０２ａ（本発明でいう第２の駆動源に相当）が配設されており、その回転軸がパン軸（水平回転軸）１２２として雲台筐体１０５に固着される。
【００２７】
一方、雲台筐体１０５の一側部には電動機１０２ｂ（本発明でいう第１の駆動源に相当）が配設されており、その回転軸がチルト軸（垂直回転軸）１２３として雲台台座１０８に固着される。具体的には、雲台台座１０８の側面を挿通するねじ１１１ｂがチルト軸１２３に同軸上に螺合する。
【００２８】
また、雲台筐体１０５の他側部には滑車１０３が配設されており、その回転軸がチルト軸（垂直回転軸）１２３として雲台台座１０８に固着される。具体的には、雲台台座１０８の側面を挿通するねじ１１１ｃがチルト軸１２３に同軸上に螺合する。
【００２９】
上述したパン軸１２２及びチルト軸１２３は回転中心が直交する関係にある。すなわち、雲台筐体１０５（本発明でいう第２の回転部材に相当）及び雲台台座１０８（本発明でいう第１の回転部材に相当）は、互いに直交する関係にある軸１２２、１２３まわりでそれぞれ回転可能となっている。
【００３０】
ここで、図３（ｂ）に示すように、レンズユニット１１０はレンズ本体２０１及びフード２０２により構成され、それぞれレンズ重心２０４及びフード重心２０３を有する。また、カメラ本体１０９ａも、カメラ重心２０５を有する。そして、図３（ａ）に示すように、カメラ本体１０９ａにレンズユニット１１０を装着した状態では、重心１１４を有することになる。
【００３１】
また、図３（ａ）に示すように、レンズユニット１１０にはノーダルポイント１１５が存在する。ノーダルポイント１１５は、撮像装置１０９を回転させて撮影した複数の画像を繋げるときに、ずれ無くスムーズに繋げることのできる、回転の中心となるポイントのことである。
【００３２】
本実施形態の雲台では、撮像装置１０９を上下前後の任意の位置で固定可能な固定機構（長穴３０１ａ及び３０１ｂ、ねじ１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃ等からなる）を有する。したがって、各軸１２２、１２３の回転中心上にノーダルポイント１１５が位置するように撮像装置１０９を固定することができる。
【００３３】
図１に説明を戻して、電動機１０２ｂ側のチルト軸１２３には、保持力発生機構（ブレーキ機構）１２１が備えられている。１１７はチルト軸１２３に設けられたブレーキディスクである。１１８ａ及び１１８ｂはブレーキディスク１１７の両側に配置されたブレーキパッドである。１１９はブレーキパッド１１８ａをブレーキパッド１１８ｂ側に押し付ける付勢力を付与する反発ばねである。１２０は雲台筐体１０５に据え付けられたソレノイド１２０である。
【００３４】
このようにした保持力発生機構１２１では、ソレノイド１２０の無通電状態で、ばね１１９の付勢力によりブレーキパッド１１８ａがブレーキディスク１１７に押し付けられる。このブレーキパッド１１８ａと、反対側のブレーキパッド１１８ｂとでブレーキディスク１１７が狭持されることにより、チルト軸１２３が回転不能となる（無通電保持）。それに対して、ソレノイド１２０の通電状態で、ブレーキパッド１１８ａ及び１１８ｂは開放され、チルト軸１２３が回転可能になる。
【００３５】
また、滑車１０３側のチルト軸１２３は、雲台筐体１０５に挿設された軸受け１０７により回転自在に支持される。滑車１０３にはチルト軸１２３と同心状にワイヤー１０４が巻かれ、ワイヤー１０４の一端が滑車１０３上のフック等の固定具１０６に固定される。また、雲台筐体１０５の側面にはバランサ（負荷モーメント相殺機構）として機能する定荷重ばね（「コンストンばね」とも称される）１０１が取り付けられており、ワイヤー１０４の他端が引っ張られている。定荷重ばね１０１による弾性力（張力）は、撮像装置１０９の重量により重力（引力）方向に発生する負荷モーメントに見合った量に調整されている。
【００３６】
すなわち、図５に示すように、撮像装置１０９の重心１１４（図３（ａ）を参照）の位置に対してチルト軸１２３を挟んで反対方向に負荷モーメント（重力又は力ｍ×距離Ｌ）に見合ったモーメントを発生させる。これにより、重力方向に発生する負荷モーメント（撮像装置の重心における重力成分）を定荷重ばね１０１で相殺することができ、応答性良く（高速撮影可能）且つ最小トルクで撮像装置１０９を回転させることが可能となる。
【００３７】
なお、負荷モーメント相殺機構にはカウンターウエイトを用いることもできる。また、軽量化・小型化を実現する手段として、図６に示すように、負荷モーメント相殺機構にコイルばね、ぜんまいばね等の弾性体を用いることもできる。この場合、レンズユニット１１０を他のレンズユニットに交換したり、カメラ本体１０９ａを他のカメラ本体に交換したりしたときにも負荷モーメントを相殺できるように、弾性体による張力を可変とする張力調整機構を備えるようにする。レンズユニットやカメラ本体を交換すると、ノーダルポイント１１５に対する重心１１４の相対関係も変化する。例えば、図６に示すように重心が遠くなったり（＋ΔＬ）、レンズユニットの重さの違いから生じる重力成分の変化（軽いレンズ、重いレンズ）が生じたりする場合は、張力調整により負荷モーメントを相殺することができる。
【００３８】
本実施形態のようにバランサを定荷重ばね１０１とすることで、広範囲の回転角度で一定張力を発生させることができ、モーメントを一定に保ち、可動範囲（回転駆動範囲）を広げるというメリットが得られる。図５に示すように、負荷モーメントを相殺する張力を定荷重ばね１０１により発生させ、且つ定荷重ばね１０１による張力がチルト軸１２３から略同心状の距離に巻かれたワイヤー１０４により変換されていることで一定のモーメントを得ることができる。
【００３９】
ここで、定荷重ばね１０１を用いることによるメリットを説明する。図７には、撮像装置１０９の回転による重心１１４の位置の変化を示す。また、図８には、撮像装置１０９の回転角度と負荷モーメント及び張力との関係を示す。小角度では、Ｌは≒Ｌでは負荷モーメントも略同量となり、相殺モーメントは略同量で良いが、Ｌ≫では同心状にならず、負荷モーメントは変化する。
【００４０】
コイルばねでは、伸びると、ばね力＝ばね定数×伸び変位量となり、伸び変位量（回転角度）に応じたばね自身の変化量が存在することになる。図８に示すように、上側Ｌ≫ではコイルばねの伸び変位量が小さく、ばね力が最小となり、下側Ｌ≫では伸び変位量が大きく、ばね力が最大となる。水平位置Ｌで相殺モーメントを合わせた場合、下側Ｌ≫の角度になると負荷モーメントは小さくなるが、逆に相殺モーメント（コイルばねの力）はばねの伸びが大きくなって増えてしまう。このように負荷モーメントとの差が大きくなる分、力（モータの力）が必要になってしまう。
【００４１】
それに対して、定荷重ばね１０１では、広範囲の回転角度で一定張力を発生させることができ、負荷モーメントとの差を小さく保てるので、可動範囲を広げることができる。
【００４２】
また、電動機１０２ｂに備えられた保持力発生機構が、負荷モーメント相殺機構のモーメント以上の保持力を発生させるものであれば、停止時の消費電力を抑え、無通電保持が可能になり、大幅な省電力化を図ることができる。本発明のような電動雲台では、撮影時の停止時間の比率が高く、駆動時間では慣性力があり回転時の消費電力は大きくない。ゆえに、消費電力は停止時の保持力を発生させるために大半を要する。無通電保持を可能とすることにより、環境にやさしい省エネルギータイプの雲台を実現することができる。また、本実施形態のようにディスクブレーキを採用することにより、電動機１０２ｂの残留振動を素早く抑え、減衰を加速させることができ、停止精度、停止速度を向上させることができる。その結果、図９（ｂ）に示すように、ディスクブレーキを採用しない図９（ａ）に比べ、制定時間が早くなるので、更に作業時間の短縮化になる。
【００４３】
図１に説明を戻して、電動機１０２ａ及び１０２ｂにはそれぞれ角度検出器（エンコーダ）１１６が備えられており、これら角度検出器１１６により検出される回転角度の情報が操作装置１１２に伝達される。操作装置１１２は、角度検出器１１６からの回転角度の情報に基づいて電動機１０２ａ及び１０２ｂに指令を出し、雲台を自由に操作することができる。
【００４４】
パン軸１２２及びチルト軸１２３の分割角度を検出する手段（角度検出器１１６）を設けることにより、分割精度を上げることができ、より高い繋ぎ精度が実現される。また、電動機１０２ａ及び１０２ｂを備え、且つ操作部１１２を備え、任意の指令により角度検出器１１６の周波信号により任意の割り出し角度に停止固定させられるようにすることにより、人為的調整作業を省くことができ、作業効率が高くなり、作業時間の短縮化を図ることができる。
【００４５】
（第２の実施形態）
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る雲台を示す図である。なお、第１の実施形態に係る雲台と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。第２の実施形態に係る雲台は、バランサが２つの定荷重ばね１０１ａ及び１０１ｂにより構成される。
【００４６】
微調定荷重ばね１０１ａにより引っ張られるワイヤー１０４ａが小滑車（プーリー）１１３を介して滑車１０３に巻かれ、その端が滑車１０３上の固定具１０６に固定される。
【００４７】
また、主定荷重ばね１０１ｂにより引っ張られる主ワイヤー１０４ｂが滑車１０３に直接巻かれ、その端が滑車１０３上の固定具１０６に固定される。
【００４８】
レンズ交換式の撮像装置１０９では、レンズユニット１１０を交換することにより、その重心１１４の位置も変化する。微調定荷重ばね１０１ａ及び主定荷重ばね１０１ｂは、ドライバー等の工具で弾性力張力を調整することができる。この場合に、調整を簡便に済ますために、主定荷重ばね１０１ｂ側で数段階に任意の張力変位位置を合わせ、大きな負荷モーメントに対応する。その後に、微調定荷重ばね１０１ａ側で最適荷重に調整することで、重心１１４の位置の変化にも短時間で対応することができる。また、負荷モーメントが最小の場合、主ワイヤー１０４ｂを固定具１０６から外すことにより対応することができ、負荷モーメントに対する調整力の可変量を大きく取れるようにしている。
【００４９】
このように複数の定荷重ばねを用いることにより、撮像装置１０９に合わせて粗微調が可能となり、大きな撮像装置から小さな撮像装置までバランス調整が容易になる。
【００５０】
（第３の実施形態）
パン軸１２２側の電動機１０２ａやチルト軸１２３側の電動機１０２ｂとして振動波モータを採用することにより、小型化、省電力化、高速応答性、高停止精度が実現可能となる。
【００５１】
また、振動波モータを採用する場合、保持力発生機構を別に設ける必要がなく、小型化にも有効である。振動波モータは、無通電時にはディスクブレーキと同様の構成であり、大きな保持力を有する。一般的な電磁モータに比較して、数倍の無通電時の保持力を有する。また、省電力で、起動トルクも大きく取ることができる。このような特性から、図１１に示すように、高速応答性があり、１ミリ秒での立ち上げが可能である。
【００５２】
これらを達成するための振動波モータの望ましい構成例を説明する。図１２に示すように、振動波モータに用いられる摺動部材３は、摺動性の良いＰＴＦＥ等の有機材料や酸化皮膜やメッキ等の対磨耗性の高い金属材料で形成される。摺動部材３は、リング状の金属弾性体１の片面に例えば接着剤により固定され、この摺動部材３を介して金属弾性体１に加圧接触するように移動体であるロータ５が設けられる。また、金属弾性体１の摺動部材３の反対面には、駆動源となる圧電素子２（電気−機械エネルギー変換素子）が接着される。例えば給電基板４より交番信号となる電圧を加えることで、２つの定在波の合成により進行波を金属弾性体１に形成し、ロータ５を相対移動させる。リング状振動波モータの振動発生源として用いられている振動発生の手段は、圧電材料に周波信号の電界をかけて金属弾性体を振動させている。これにより、振動体に振動を励起し、この振動体とこの振動体に接触するロータ５（移動体）とを上記振動により相対駆動させることができる。
【００５３】
このような振動波モータ（振動型駆動装置）に関して、複数個の振動型駆動装置の出力軸を歯車に噛み合わせることで出力を増大する方式が提案されている（特許文献４を参照）。この提案内容を、図１３を参照して説明する。Ｍ１は第一の振動型駆動装置であり、第一の振動型駆動装置Ｍ１の出力軸９には入力ギア６が締結されている。また、Ｍ２は第二の振動型駆動装置であり、第二の振動型駆動装置Ｍ２の出力軸９には入力ギア６が締結されている。これら２つの入力ギア６は出力ギア７に噛み合っており、この出力ギア７に最終の出力軸８が締結されている。なお、１０は複数の振動型駆動装置Ｍ１・Ｍ２を保持し、且つ装置全体の筐体の一部になっているフランジである。また、出力軸８又は振動型駆動装置Ｍ１・Ｍ２の少なくとも１つに回転検出器（図示せず）を備えている。
【００５４】
図１４は、本発明の第３の実施形態に係る雲台の一部を示す図である。雲台台座１０８に固定された撮像装置１０９は、チルト軸１２３より前方に重心１１４がある状態で固定されている。チルト軸１２３を挟んで重心１１４の反対側に扇状の出力ギア７が配置される。そして、２個の振動波モータ１０２を配置し、それぞれの出力軸９に締結された入力ギア６を介して、扇状の出力ギア７に回転力を伝える。
【００５５】
本実施形態では、負荷モーメント相殺機構の一部が伝達機構であり、伝達部たる出力ギア７の重量（ウエイト）によるモーメント４０２で負荷モーメント４０１を相殺している。
【００５６】
本実施形態のように、振動波モータを１軸に複数個使用することで、バックラッシュを小さくして、停止精度を向上させることができ、高精細画像が得られる。
【００５７】
（第４の実施形態）
図１５は、本発明の第４の実施形態に係る雲台を示す図である。なお、第１の実施形態に係る雲台と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００５８】
本実施形態に係る雲台も、第１の実施形態と同様に、雲台台座１０８の底面上に撮像装置１０９が載置される。ねじ１１１ａを弛めることで撮像装置１０９を前後に移動させることができ、ねじ１１１ａを締め付けることで撮像装置１０９を任意の位置で固定することができる。
【００５９】
雲台台座１０８の両側部は、垂直固定ねじ１１１ｂ及び１１１ｃを介して雲台筐体１０５により支持される。ねじ１１１ｂ及び１１１ｃを弛めることで雲台台座１０８を上下に移動させることができ、ねじ１１１ｂ及び１１１ｃを締め付けることで雲台台座１０８を任意の位置で固定することができる。
【００６０】
雲台筐体１０５の底部には振動波モータ１１ａ（本発明でいう第２の駆動源に相当）が配設されており、その回転軸がパン軸１２２として雲台筐体１０５に固着される。
【００６１】
一方、雲台筐体１０５の一側部には振動波モータ１１ｂ（本発明でいう第１の駆動源に相当）が配設されており、その回転軸がチルト軸１２３として雲台台座１０８に固着される。上述したように、振動波モータは、無通電時にはディスクブレーキと同様の構成であり、振動波モータを採用する場合、保持力発生機構を別に設ける必要がない。
【００６２】
また、雲台筐体１０５の他側部には滑車１０３が配設されており、その回転軸がチルト軸１２３として雲台台座１０８に固着される。滑車１０３にはチルト軸１２３と同心状にワイヤー１０４が巻かれ、その一端が滑車１０３上のフック等の固定具１０６に固定され、他端が定荷重ばね１０１により引っ張られている。定荷重ばね１０１による弾性力（張力）は、撮像装置１０９の重量により重力（引力）方向に発生する負荷モーメントに見合った量に調整されている。
【００６３】
なお、第１の実施形態でも述べたように、パン軸１２２及びチルト軸１２３は回転中心が直交する関係にある。すなわち、雲台筐体１０５及び雲台台座１０８は、互いに直交する関係にある軸１２２、１２３まわりでそれぞれ回転可能となっている。
【００６４】
振動波モータ１１ａ及び１１ｂにはそれぞれ角度検出器（不図示）が内蔵されており、これら角度検出器により検出される回転角度の情報が操作装置１１２に伝達される。操作装置１１２は、角度検出器１１６からの回転角度の情報に基づいて電動機１０２ａ及び１０２ｂに指令を出し、雲台を自由に操作することができる。
【００６５】
振動波モータでは保持力が摩擦力により発生しているので、バランサであるコイルばね、ぜんまいばね等の弾性体の弾性力で引き戻されず、電磁モータに比べて操作がスムーズになる。
【００６６】
以上詳述したように、撮像装置を前後上下に簡単に調整可動で作業性の良い雲台を提供することができる。また、応答性（高速撮影）良く且つ最小トルクで回転自在な軽量・小型の雲台を提供することができる。また、回転駆動範囲の広く、高い繋ぎ精度が良く、作業効率が高く、作業時間の短い、また、環境にやさしい省エネ雲台を提供することができる。また、高速性・停止精度、停止速度の良い小型な雲台を提供し、高精細な画像を得られるようになる。また、ニーズに合わせ選択することも可能で用途・撮像装置の種類で選択の数を増やすことができ、合わせて調整設定が可能で様々な搭載物（撮像装置等）に合わせ選択可能な雲台を提供し、汎用性が高い高精度な画像を得ることができる小型な撮像システムを実現するものである。
【００６７】
本発明を適用した雲台装置は広域監視カメラシステムや高精細画像記録システム等の様々な用途に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第１の実施形態に係る雲台を示す図である。
【図２】撮像装置と雲台との関係を示す概略構成図である。
【図３】ノーダルポイントを説明するための図である。
【図４】雲台台座の底面を示す図である。
【図５】重力方向に発生する負荷モーメントとそれを相殺するモーメントとを説明するための図である。
【図６】バランサをコイルばね、ぜんまいばね等の弾性体とした例を説明するための図である。
【図７】撮像装置の回転による重心の位置の変化を説明するための図である。
【図８】撮像装置の回転角度と負荷モーメント及び張力との関係を示す特性図である。
【図９】制定時間を説明するための特性図である。
【図１０】第２の実施形態に係る雲台を示す図である。
【図１１】振動波モータの立ち上がり特性を示す特性図である。
【図１２】振動波モータの構成例を示す断面図である。
【図１３】複数個の振動型駆動装置の出力軸を歯車に噛み合わせることで出力を増大する方式を説明するための図である。
【図１４】第３の実施形態に係る雲台の一部を示す図である。
【図１５】第４の実施形態に係る雲台を示す図である。
【図１６】視差誤差を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６９】
１１ａ、１１ｂ：振動波モータ
１０１、１０１ａ、１０１ｂ：定荷重ばね
１０２ａ、１０２ｂ：電動機
１０３：滑車
１０４、１０４ａ、１０４ｂ：ワイヤー
１０５：雲台筐体
１０６：固定具
１０７：軸受け
１０８：雲台台座
１０９：撮像装置
１０９ａ：カメラ本体
１１０：レンズ
１１１ａ：水平固定ねじ
１１１ｂ、１１１ｃ：垂直固定ねじ
１１２：操作装置
１１３：プーリー
１１４：（撮像装置の）重心
１１５：ノーダルポイント
１１６：角度検出器
１１７：ブレーキディスク
１１８：ブレーキパッド
１１９：反発ばね
１２０：ソレノイド
１２１：保持力発生機構（ブレーキ機構）
１２２：パン軸
１２３：チルト軸
３０１ａ、３０１ｂ：長穴
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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