(57)【要約】【課題】  パンモータの負荷を小さくすることで、容易に駆動できるカメラのパン・チルト装置を提供することを目的とする。また、カメラのチルト角度を、チルト動作を起こすチルトモータの回転角に対して線形的に変化させることで、容易に制御できるカメラのパン・チルト装置を提供することを目的とする。【解決手段】  カメラ１０のチルト動作を起こすチルト駆動部と;カメラ１０のパン動作を起こすパン駆動部と;前記チルト駆動部に設けられるチルトモータ５０と;前記カメラ１０のチルト角度が前記チルトモータ５０の回転角度に対して線形的に変化するように、前記チルトモータ５０の駆動力を前記カメラ１０に伝達するリンク装置と；を含んでカメラのパン・チルト装置を構成する。【選択図】  図１
2006060773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラのチルト動作を起こすチルト駆動部と;
カメラのパン動作を起こすパン駆動部と;
前記チルト駆動部に設けられるチルトモータと;
前記カメラのチルト角度が前記チルトモータの回転角度に対して線形的に変化するように、前記チルトモータの駆動力を前記カメラに伝達するリンク装置と；
を含むことを特徴とするカメラのパン・チルト装置。
【請求項２】
前記チルト駆動部は、カメラのチルト動作およびパン動作を独立的に行うためのデカップル部をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項３】
前記パン駆動部は、パン動作を行うようにその中心軸に対して回転自在に設置されるメーンシャフトと、前記メーンシャフトを回転させるためのパンモータと、を含むことを特徴とする請求項２記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項４】
前記パン駆動部は、前記パンモータの駆動力を前記メーンシャフトに伝達するためのベルト伝動装置をさらに含むことを特徴とする請求項３記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項５】
前記カメラのパン・チルト装置は、前記メーンシャフトに固定されて前記メーンシャフトと一体に回転するパンブラケットと、前記カメラが設置され、チルト動作を行うように前記パンブラケットにヒンジ結合されるチルトブラケットと、をさらに含むことを特徴とする請求項３記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項６】
前記デカップル部は、前記メーンシャフトに沿って上下運動をするリニアガイドと、前記リニアガイドと共に昇降し、前記メーンシャフトを回転軸にして前記リニアガイド上に回転自在に設置される回転子と、を含むことを特徴とする請求項５記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項７】
前記デカップル部は、前記リニアガイドと前記回転子との間にベアリングをさらに備えたことを特徴とする請求項６記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項８】
前記リンク装置は、一端部が固定された位置で回転自在に設置され、前記チルトモータの駆動力により回転する第１チルトリンクと、一端部は前記第１チルトリンクの自由端部側にヒンジ結合され、他端部は前記リニアガイドにヒンジ結合されて前記デカップル部を昇降する第２チルトリンクと、一端部は前記回転子にヒンジ結合され、他端部は前記チルトブラケットにヒンジ結合されることで、前記デカップル部の上下運動によって前記チルトブラケットを上下方向に回転させて前記カメラのチルト動作を起こす第３チルトリンクと、を含むことを特徴とする請求項６記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項９】
前記第１チルトリンクの回転角および前記カメラのチルト角は、一致することを特徴とする請求項８記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項１０】
前記チルトブラケットと前記パンブラケットのヒンジ結合中心Ａと、前記チルトブラケットと前記第３チルトリンクのヒンジ結合中心Ｃとの間の距離ｍ１、前記第１チルトリンクの回転中心Ｂと、前記第１チルトリンクと前記第２チルトリンクのヒンジ結合中心Ｄとの間の距離ｍ２、および
前記チルトブラケットと前記パンブラケットのヒンジ結合中心Ａと、前記第１チルトリンクの回転中心Ｂとの間の垂直距離ｌ１、前記チルトブラケットと前記第３チルトリンクのヒンジ結合中心Ｃと、前記第１チルトリンクと前記第２チルトリンクのヒンジ結合中心Ｄとの間の垂直距離ｌ２、前記第３チルトリンクと前記回転子のヒンジ結合中心Ｅと、前記第２チルトリンクと前記リニアガイドのヒンジ結合中心Ｆとの間の垂直距離ｌ３は、
ｍ１＝ｍ２、ｌ１＝ｌ２＝ｌ３の関係を満足することを特徴とする請求項９記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項１１】
前記チルト駆動部は、前記第１チルトリンクの回転中心側に連結されて前記チルトモータの駆動力を伝達する伝動軸と、前記チルトモータの駆動力を前記伝動軸に伝達するためのギアと、をさらに含むことを特徴とする請求項８記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項１２】
前記伝動軸と前記チルトモータの駆動軸とは交差設置され、前記ギアは、ベベルギアであることを特徴とする請求項１１記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項１３】
対象物を撮影するためのカメラと；
チルト動作のために前記カメラを上下回転自在に支持するブラケット部と;
パン動作のためにその中心軸に対して回転可能に設置されるメーンシャフトと;
前記メーンシャフト上で昇降する昇降部と;
前記ブラケット部および前記昇降部と連動してチルト動作を起こすリンク装置と；を含むことを特徴とするカメラのパン・チルト装置。
【請求項１４】
前記昇降部は、前記メーンシャフトに沿って上下運動をするリニアガイドと、前記リニアガイドと共に昇降し、前記メーンシャフトを回転軸にして前記リニアガイド上に回転自在に設置される回転子と、を含むことを特徴とする請求項１３記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項１５】
前記ブラケット部は、前記メーンシャフトに固定されて前記メーンシャフトと一体に回転するパンブラケットと、前記カメラが設置され、チルト動作を行うように前記パンブラケットにヒンジ結合されるチルトブラケットと、を含むことを特徴とする請求項１４記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項１６】
前記リンク装置は、一端部が固定された位置で回転自在に設置されて回転する第１チルトリンクと;一端部は前記第１チルトリンクの自由端部側にヒンジ結合され、他端部は前記リニアガイドにヒンジ結合されて前記昇降部を昇降する第２チルトリンクと;一端部は前記回転子にヒンジ結合され、他端部は前記チルトブラケットにヒンジ結合されることで、前記昇降部の上下運動によって前記チルトブラケットを上下方向に回転させて前記カメラのチルト動作を起こす第３チルトリンクと；を含むことを特徴とする請求項１５記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項１７】
前記カメラのパン・チルト装置は、前記リンク装置を駆動するためのチルトモータをさらに含み、前記カメラのチルト角は、前記チルトモータの回転角に対して線形的に変化することを特徴とする請求項１６記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項１８】
前記カメラのパン・チルト装置は、前記メーンシャフトを回転させるためのパンモータと、前記パンモータの駆動力を前記メーンシャフトに伝達するための伝動装置と、をさらに含むことを特徴とする請求項１６記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項１９】
カメラを支持するチルトブラケットと；
前記チルトブラケットを支持するシャフトと；
前記シャフトに隣接配置されて駆動力を提供するチルトモータと；
前記シャフトに沿って上下運動をする昇降部と；
一端部は前記チルトモータに連結されて前記チルトモータから駆動力を受け、他端部は前記昇降部に連結されて前記昇降部を移動する第１リンクと、一端部は前記昇降部に連結されて前記昇降部から駆動力を受け、他端部は、前記昇降部の移動時、前記昇降部に連結されて前記チルトブラケットをチルトする第２リンクと、を備えたリンク部と；を含むことを特徴とするカメラのパン・チルト装置。
【請求項２０】
前記チルトブラケットは、後部で前記第２リンクにヒンジ付着されることを特徴とする請求項１９記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項２１】
前記第１リンクの一端部は、前記シャフトに直交配置された伝動軸により回転可能であることを特徴とする請求項１９記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項２２】
前記第２リンクの一端部は、前記第１リンクの反対側で前記昇降部に連結されることを特徴とする請求項２１記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項２３】
前記チルトブラケットの上部に配置されたカメラをさらに含むことを特徴とする請求項１９記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項２４】
前記昇降部は、独立的なチルト動作およびパン動作を行い、前記シャフトに沿って上下運動をするリニア部と、前記リニア部に連結され、前記リニア部の周囲に回転する回転部と、を備えた運動デカップル部を含むことを特徴とする請求項１９記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項２５】
チルト動作により前記リニア部および前記回転部が共に前記シャフトに沿って移動し、パン動作により前記回転部が前記リニア部に対して回転することを特徴とする請求項２４記載のカメラのパン・チルト装置。
【請求項２６】
ギアを通して駆動モータからの駆動力を伝動軸に伝達して前記伝動軸を回転させる段階と；
一端部は前記伝動軸に連結され、他端部は昇降部に連結された第１リンクを上下回転させ、パン・チルト装置のメーンシャフトに沿って前記昇降部を上下移動する段階と；
前記昇降部の上下移動によって、一端部は前記第１リンクの反対側にある前記昇降部に連結され、他端部はチルトブラケットに連結される第２リンクを移動する段階と；
前記メーンシャフトに配置された前記チルトブラケットをチルトし、前記第２リンクの移動にしたがってカメラを配置する段階と；を含むことを特徴とするカメラのパン・チルト装置の制御方法。
【請求項２７】
前記チルトブラケットのチルト角は、前記チルトモータの回転角に対して線形的に変化することを特徴とする請求項２６記載のカメラのパン・チルト装置の制御方法。
【請求項２８】
前記チルトブラケットのチルト角は、前記伝動軸の回転角と同一であることを特徴とする請求項２６記載のカメラのパン・チルト装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラのパン・チルト装置に関するもので、詳しくは、カメラのチルト動作およびパン動作を行うための駆動メカニズムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラのパン・チルト装置は、装置内に搭載されたカメラを上下および左右に回転してカメラの撮影領域を拡張するための装置である。この装置の基本動作は、カメラを上下に回転するチルト動作および左右に回転するパン動作である。
【０００３】
従来のカメラのパン・チルト装置の例として、大韓民国登録実用新案0273675号には、使用者所望の位置を撮影するための多様な信号入力手段を備えた信号入力部と、この信号入力部の入力信号を処理する制御部、およびこの制御部の命令によって回転するパンモータが設置されるハウジングと、チルトモータおよび監視カメラがブラケットに設置される回転板と、前記ハウジングに軸により結合され、前記回転板の固定状態で、前記パンモータの動作により前記回転板を水平回転する水平回転装置と、から構成されたパン・チルトカメラが開示されている。
【０００４】
しかしながら、前記パン・チルトカメラにおいては、パン動作時、カメラと共にチルトモータが回転するため、パンモータに負荷が多くかかるという問題点があった。
【０００５】
一方、このような問題点を補完するために、大韓民国特許公開2002-0063676号には、カメラを装着するためのカメラ装着台と、このカメラ装着台のパン動作およびチルト動作を相互独立的に行うための独立動作伝達部と、カメラ装着台のパン動作を行うためのパン動作遂行部と、カメラ装着台のチルト動作を行うためのチルト動作遂行部と、チルト動作遂行部およびパン動作遂行部を支持する固定板と、から構成されたカメラのパン・チルト駆動装置が開示されている。
【０００６】
前記パン動作遂行部は、電気モータであるパン駆動手段と、このパン駆動手段により駆動される駆動ギアと、この駆動ギアに係合されて回転し、固定フレームの一端に結合される従動ギアと、から構成される。また、前記チルト動作遂行部は、電気モータであるチルト駆動手段と、このチルト駆動手段により回転するピニオンと、このピニオンに係合されて上下に垂直移動するとともに、カメラ装着台を上下に動かすラックと、から構成される。
【０００７】
前記カメラのパン・チルト駆動装置のチルト動作は、チルト駆動手段により回転するピニオンに沿ってラックが上下に動くとき、固定フレームにヒンジ結合されたカメラの後端部が上下に搖動しながら、ヒンジ軸を中心に回転することで行われる。
【０００８】
しかしながら、このような構成では、カメラのチルト角度がモータの回転角に対して非線形的に変化するので、所望のチルト角度でカメラを制御するためには、カメラのチルト角度とモータの回転角との関係を計算するアルゴリズムによりモータの回転角を制御すべきであり、制御部の計算負荷が大きくなって容易に制御できないという問題点があった。
【特許文献１】大韓民国登録実用新案0273675号明細書
【特許文献２】大韓民国特許公開2002-0063676号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので、パンモータの負荷を小さくすることで、容易に駆動できるカメラのパン・チルト装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、カメラのチルト角度を、チルト動作を起こすチルトモータの回転角に対して線形的に変化させることで、容易に制御できるカメラのパン・チルト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】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明によるカメラのパン・チルト装置は、チルト動作を起こすチルト駆動部と;カメラのパン動作を起こすパン駆動部と;前記チルト駆動部に設けられるチルトモータと;前記カメラのチルト角度が前記チルトモータの回転角度に対して線形的に変化するように、前記チルトモータの駆動力を前記カメラに伝達するリンク装置と；を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、前記チルト駆動部は、カメラのチルト動作およびパン動作を独立的に行うためのデカップル部をさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
また、前記パン駆動部は、パン動作を行うようにその中心軸に対して回転自在に設置されるメーンシャフトと、前記メーンシャフトを回転させるためのパンモータと、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、前記パン駆動部は、前記パンモータの駆動力を前記メーンシャフトに伝達するためのベルト伝動装置をさらに含むことを特徴とする。
【００１５】
また、前記カメラのパン・チルト装置は、前記メーンシャフトに固定されて前記メーンシャフトと一体に回転するパンブラケットと、前記カメラが設置され、チルト動作を行うように前記パンブラケットにヒンジ結合されるチルトブラケットと、をさらに含むことを特徴とする。
【００１６】
また、前記デカップル部は、前記メーンシャフトに沿って上下運動をするリニアガイドと、前記リニアガイドと共に昇降し、前記メーンシャフトを回転軸にして前記リニアガイド上に回転自在に設置される回転子と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
また、前記デカップル部は、前記リニアガイドと前記回転子との間にベアリングをさらに備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、前記リンク装置は、一端部が固定された位置で回転自在に設置されて前記チルトモータの駆動力により回転する第１チルトリンクと、一端部は前記第１チルトリンクの自由端部側にヒンジ結合され、他端部は前記リニアガイドにヒンジ結合されて前記デカップル部を昇降する第２チルトリンクと、一端部は前記回転子にヒンジ結合され、他端部は前記チルトブラケットにヒンジ結合されることで、前記デカップル部の上下運動によって前記チルトブラケットを上下方向に回転させて前記カメラのチルト動作を起こす第３チルトリンクと、を含むことを特徴とする。
【００１９】
また、前記第１チルトリンクの回転角および前記カメラのチルト角は、一致することを特徴とする。
【００２０】
また、前記チルトブラケットと前記パンブラケットのヒンジ結合中心Ａと、前記チルトブラケットと前記第３チルトリンクのヒンジ結合中心Ｃとの間の距離ｍ１、前記第１チルトリンクの回転中心Ｂと、前記第１チルトリンクと前記第２チルトリンクのヒンジ結合中心Ｄとの間の距離ｍ２、および、前記チルトブラケットと前記パンブラケットのヒンジ結合中心Ａと、前記第１チルトリンクの回転中心Ｂとの間の垂直距離ｌ１、前記チルトブラケットと前記第３チルトリンクのヒンジ結合中心Ｃと、前記第１チルトリンクと前記第２チルトリンクのヒンジ結合中心Ｄとの間の垂直距離ｌ２、前記第３チルトリンクと前記回転子のヒンジ結合中心Ｅと、前記第２チルトリンクと前記リニアガイドのヒンジ結合中心Ｆとの間の垂直距離ｌ３は、ｍ１＝ｍ２、ｌ１＝ｌ２＝ｌ３の関係を満足することを特徴とする。
【００２１】
また、前記チルト駆動部は、前記第１チルトリンクの回転中心側に連結されて前記チルトモータの駆動力を伝達する伝動軸と、前記チルトモータの駆動力を前記伝動軸に伝達するためのギアと、をさらに含むことを特徴とする。
【００２２】
また、前記伝動軸と前記チルトモータの駆動軸とは交差設置され、前記ギアは、ベベルギアであることを特徴とする。
【００２３】
また、前記目的を達成するために、本発明によるカメラのパン・チルト装置は、対象物を撮影するためのカメラと；チルト動作のために前記カメラを上下回転自在に支持するブラケット部と;パン動作のためにその中心軸に対して回転可能に設置されるメーンシャフトと;前記メーンシャフト上で昇降する昇降部と;前記ブラケット部および前記昇降部と連動してチルト動作を起こすリンク装置と；を含むことを特徴とする。
【００２４】
また、前記昇降部は、前記メーンシャフトに沿って上下運動をするリニアガイドと;前記リニアガイドと共に昇降し、前記メーンシャフトを回転軸にして前記リニアガイド上に回転自在に設置される回転子と、を含むことを特徴とする。
【００２５】
また、前記ブラケット部は、前記メーンシャフトに固定されて前記メーンシャフトと一体に回転するパンブラケットと;前記カメラが設置され、チルト動作を行うように前記パンブラケットにヒンジ結合されるチルトブラケットと；を含むことを特徴とする。
【００２６】
また、前記リンク装置は、一端部が固定された位置で回転自在に設置されて回転する第１チルトリンクと;一端部は前記第１チルトリンクの自由端部側にヒンジ結合され、他端部は前記リニアガイドにヒンジ結合されて前記昇降部を昇降する第２チルトリンクと;一端部は前記回転子にヒンジ結合され、他端部は前記チルトブラケットにヒンジ結合されることで、前記昇降部の上下運動によって前記チルトブラケットを上下方向に回転させて前記カメラのチルト動作を起こす第３チルトリンクと；を含むことを特徴とする。
【００２７】
また、前記カメラのパン・チルト装置は、前記リンク装置を駆動するためのチルトモータをさらに含み、前記カメラのチルト角は、前記チルトモータの回転角に対して線形的に変化することを特徴とする。
【００２８】
また、前記カメラのパン・チルト装置は、前記メーンシャフトを回転させるためのパンモータと、前記パンモータの駆動力を前記メーンシャフトに伝達するための伝動装置と、をさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によるカメラのパン・チルト装置は、チルト動作およびパン動作が独立的に行われ、チルトモータがカメラから分離されてベースに固定されるため、パン動作時、パンモータにかかる負荷が小さくて容易に駆動できるという効果がある。
【００３０】
また、カメラのチルト角度がチルトモータの回転角度に対して線形的な関係にあり、カメラのチルト角度を制御する場合、チルトモータの回転角度を直接用いることで容易に制御できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態によるカメラのパン・チルト装置を図面に基づいて説明する。
【００３２】
カメラのパン・チルト装置は、カメラの撮影領域を拡大するために、カメラを水平方向(あるいは左右方向)および垂直方向(あるいは上下方向)に回転させる装置である。ここで、カメラを水平方向に回転させる動作をパン動作(Pan, Panoramic movement)といい、カメラを垂直方向に回転する動作をチルト動作(Tilt,  Tilting movement)という。
【００３３】
図１は、本発明の実施形態によるカメラのパン・チルト装置を示した斜視図であり、図２は、図１の実施形態によるカメラのパン・チルト装置の分解斜視図であり、図３は、図１の実施形態によるカメラのパン・チルト装置の正面図であり、図４は、図１の実施形態によるカメラのパン・チルト装置の横断面図である。
【００３４】
以下、本発明によるカメラのパン・チルト装置の全体的な構成を、これら図面に基づいて説明する。
【００３５】
本発明によるカメラのパン・チルト装置は、所望の対象を撮影するためのカメラ１０と、このカメラ１０のチルト動作を行うためのチルト駆動部と、カメラ１０のパン動作を行うためのパン駆動部と、カメラ１０が設置されるブラケット部２１，２２と、前記チルト駆動部およびパン駆動部が設置されるベース９０と、を含む。
【００３６】
カメラ１０が設置されるブラケット部２１，２２は、上下方向に回動するように互いにヒンジ結合されるチルトブラケット２１およびパンブラケット２２により構成される。カメラ１０は、本体がチルトブラケット２１の上面に固定され、チルトブラケット２１の底面両側部には、パンブラケット２２にヒンジ結合をするために軸突起が形成された第１ヒンジ結合部２１ａと、この第１ヒンジ結合部２１ａと所定距離だけ離隔された地点に設けられて前記チルト駆動部にヒンジ結合される第２ヒンジ結合部２１ｂと、が設けられる。また、パンブラケット２２の両側には、チルトブラケット２１の第１ヒンジ結合部２１ａと結合される第３ヒンジ結合部２２ａが設けられる。
【００３７】
ベース９０の中央には、ブラケット部２１，２２を支持するメーンシャフト３０が設置され、このメーンシャフト３０は、その軸中心に対して回転自在に設置される。メーンシャフト３０の上端は、パンブラケット２２の底面に固定されるため、メーンシャフト３０の回転時、ブラケット部２１，２２およびカメラ１０が一体に回転することでパン動作が行われる。メーンシャフト３０の下端部は、ベース９０の中央に設けられたメーンシャフト支持台３１により取り囲まれて支持され、メーンシャフト３０の回転を円滑にするために、メーンシャフト３０とメーンシャフト支持台３１との間にベアリング３２が介在される。また、メーンシャフト３０の周囲には、メーンシャフト３０の回転角度を感知するセンサ３４が備わる。
【００３８】
ベース９０の右側には、パン動作のための駆動力を発生するパンモータ４０が設置される。このパンモータ４０は、駆動軸が下方に向かった状態で、ベース９０に固定されたパンモータ支持台４１に設置される。パンモータ４０の駆動力をメーンシャフト３０に伝達するためにベルト伝動装置が設けられるが、このベルト伝動装置は、パンモータ４０の駆動軸に設けられる駆動プーリ４２と、メーンシャフト３０の下部に設けられる従動プーリ３３と、これら駆動プーリ４２および従動プーリ３３に巻かれるベルト４３と、から構成される。
【００３９】
前記パンモータ４０、ベルト伝動装置、メーンシャフト３０は、カメラ１０のパン動作を起こすパン駆動部になる。
【００４０】
一方、ベース９０の左側、すなわちパンモータ４０の反対側には、チルト動作のための駆動力を発生するチルトモータ５０が設置される。このチルトモータ５０は、その駆動軸が上方に向かった状態で、ベース９０に固定されたチルトモータ支持台５１に設置される。チルトモータ５０の上側には、チルトモータ５０の駆動力をカメラ１０側に伝達するための伝動軸５２が設けられる。この伝動軸５２の一端部は、メーンシャフト３０に向かうようにチルトモータ５０の駆動軸方向に直交して延長される。チルトモータ支持台５１の上部には、伝動軸５２の両側部を回転自在に支持する伝動軸支持台５３が設置される。また、チルトモータ５０の駆動力を伝動軸５２に伝達するためにチルトモータ５０の駆動軸に固定される駆動ギア５４と、この駆動ギア５４に係合されて伝動軸５２に固定される従動ギア５５と、が備わる(図３を参照)。これら駆動ギア５４および従動ギア５５には、交差する二つの軸の間の伝動のためにベベルギアを使用することが好ましい。
【００４１】
伝動軸５２には、カメラ１０のチルト動作を起こすリンク装置が連結され、このリンク装置の中間には、パン動作およびチルト動作を独立的に起こすためのデカップル部７０が備わる。
【００４２】
デカップル部７０は、前記メーンシャフト３０に沿って上下運動をするリニアガイド７１と、このリニアガイド７１と共に上下運動をすると同時に、メーンシャフト３０の軸方向に対して回転自在に設置される回転子７２と、から構成される。リニアガイド７１は、下方に行くほど外径が順次大きくなるように多段に設けられ、その上半部は、回転子７２の中央部に挿入される。回転子７２は、リニアガイド７１に対して上下方向に相対移動しないようにリニアガイド７１上に設置される。すなわち、回転子７２は、リニアガイド７１の外周面上に回転自在に設置される。ベアリング７３は、回転子７２とリニアガイド７１との間に介在されて回転子７２の回転を円滑にする。
【００４３】
リンク装置は、その一端部が前記伝動軸５２に固定され、この伝動軸５２によって回転運動をする第１チルトリンク６１と、一端部は前記第１チルトリンク６１の自由端部側にヒンジ結合され、他端部は前記リニアガイド７１の下半部の外周面上にヒンジ結合される第２チルトリンク６２と、一端部は前記回転子７２の外周面上にヒンジ結合され、他端部は前記チルトブラケット２１の第２ヒンジ結合部２１ｂにヒンジ結合される第３チルトリンク６３と、から構成される。
【００４４】
前記チルトモータ５０、伝動軸５２、リンク装置、デカップル部７０は、チルト駆動部になる。
【００４５】
以下、前記実施形態によるカメラのパン・チルト装置の動作を説明する。前記実施形態によるカメラのパン・チルト装置は、チルト動作およびパン動作を独立的に行うように設けられており、まず、チルト動作に対して説明する。
【００４６】
図５ａおよび図５ｂは、カメラ１０が正面に向かった状態のカメラのパン・チルト装置を示した側面図であり、図６ａおよび図６ｂは、図１の実施形態によるカメラのパン・チルト装置のチルト動作を示した側面図である。
【００４７】
チルト動作にはチルト駆動部が関与するが、以下、伝動順序にしたがって説明する。まず、チルトモータ５０が駆動されると、駆動軸の端部に設けられたギア５４を通して伝動軸５２に駆動力が伝達され、伝動軸５２が回転するようになる。この回転力によって、伝動軸５２の一端部に固定された第１チルトリンク６１が伝動軸５２を中心に回転し、図６ａに示すように、第１チルトリンク６１は、その自由端部側に連結された第２チルトリンク６２を下方に押し下げる。第２チルトリンク６２の他端部は、メーンシャフト３０に沿って上下に線形運動をするリニアガイド７１を下方に押し下げる。リニアガイド７１の上部に結合された回転子７２は、リニアガイド７１に対して上下方向に相対運動しないように拘束されるため、リニアガイド７１と共に下方に動く。回転子７２に一端部が連結された第３チルトリンク６３の他端部は、チルトブラケット２１の第２ヒンジ結合部２１ｂに連結されるので、第３チルトリンク６３が回転子７２に沿って下方に動くとき、チルトブラケット２１の第２ヒンジ結合部２１ｂが下方に引かれながら、チルトブラケット２１が第１ヒンジ結合部２１ａを中心に上方に回転するようになり、よって、カメラ１０も上方に回転することでチルト動作が行われる。
【００４８】
以下、チルトモータ５０の回転角とカメラ１０のチルト角との関係を説明する。
【００４９】
前記カメラのパン・チルト装置のチルトモータ５０の駆動力は、ベベルギア５４，５５を通して伝動軸５２に伝達され、伝動軸５２に一端が固定された第１チルトリンク６１は、伝動軸５２の回転角度だけ回転するようになる。もし駆動ギア５４と従動ギア５５との歯車比が１:１である場合、チルトモータ５０の回転角と伝動軸５２の回転角とが一致するようになり、その結果、モータの回転角と第１チルトリンク６１の回転角θａとが一致するようになる。
【００５０】
また、カメラ１０のチルト角θｃは、カメラ１０が固定されたチルトブラケット２１の回転角θｂと同一である。
【００５１】
一方、図６ａおよび図６ｂに示すように、前記カメラのパン・チルト装置において、チルトブラケット２１とパンブラケット２２のヒンジ結合中心Ａと、チルトブラケット２１と第３チルトリンク６３のヒンジ結合中心Ｃとの距離ｍ１は、第１チルトリンク６１の回転中心Ｂと、第１チルトリンク６１と第２チルトリンク６２のヒンジ結合中心Ｄとの間の距離ｍ２と同一である。また、チルトブラケット２１とパンブラケット２２のヒンジ結合中心Ａと、第１チルトリンク６１の回転中心Ｂとの間の垂直距離ｌ１(ここで、垂直距離は、ベース９０を基準にした高さの差をいう)、チルトブラケット２１と第３チルトリンク６３のヒンジ結合中心Ｃと、第１チルトリンク６１と第２チルトリンク６２のヒンジ結合中心Ｄとの間の垂直距離ｌ２、第３チルトリンク６３と前記回転子７２のヒンジ結合中心Ｅと、第２チルトリンク６２とリニアガイド７１のヒンジ結合中心Ｆとの間の垂直距離ｌ３は、全て同一である。すなわち、ｍ１＝ｍ２、ｌ１＝ｌ２＝ｌ３の関係を満足するように構成される。
【００５２】
また、幾何学的な関係によって四角形ＡＢＤＣは平行四辺形をなしており、チルトブラケット２１の回転角θｂは、第１チルトリンク６１の回転角θａと同一になる。したがって、前記駆動ギア５４と従動ギア５５との歯車比が１:１である場合、カメラ１０のチルト角θｃは、チルトモータ５０の回転角と一致するようになる。駆動ギア５４と従動ギア５５との歯車比が１:１でない場合も、カメラ１０のチルト角θｃは、第１チルトリンク６１の回転角θａと同一であり、第１チルトリンク６１の回転角θａは、チルトモータ５０の回転角に対して線形的に変化するので、その結果、カメラ１０のチルト角は、常にチルトモータ５０の回転角に対して線形的な関係にある。
【００５３】
図７ａおよび図７ｂは、チルトモータ５０が図６ａおよび図６ｂと反対方向に回転する場合、カメラ１０のチルト動作を示した図であり、チルトモータ５０の回転によって第１チルトリンク６１が第２チルトリンク６２を引き上げることで、リニアガイド７１および回転子７２が共に上方に動きながら、回転子７２に連結される第３チルトリンク６３がチルトブラケット２１の第２ヒンジ結合部２１ｂを押し上げるようになり、カメラ１０が下側に向かうようにチルト動作が行われる。図６ａおよび図６ｂのように、カメラ１０のチルト角θｃと、チルトブラケット２１の回転角θｂと、第１チルトリンク６１の回転角θａとが一致し、第１チルトリンク６１の回転角θａが伝動軸５２の回転角と同一であり、伝動軸５２の回転角がモータの回転角と線形的な関係にあるため、その結果、カメラ１０のチルト角θｃとチルトモータ５０の回転角とは線形的な関係にある。
【００５４】
以下、前記実施形態によるカメラ１０のパン・チルト装置のパン動作を説明する。
【００５５】
図８は、カメラ１０が上方にチルトされた状態のパン動作を示した斜視図であり、パン動作時に動く主要部分が実線で示され、残りは点線で示されている。
【００５６】
パン動作にはパン駆動部が関与しており、以下、伝動順序にしたがって説明する。パンモータ４０が駆動されると、パンモータ４０の駆動軸に設置された駆動プーリ４２が回転し、駆動プーリ４２の回転力をベルト４３を通してメーンシャフト３０に設けられた従動プーリ３３に伝達する。これによって、メーンシャフト３０が回転するが、メーンシャフト３０の上端に固定されたパンブラケット２２、チルトブラケット２１およびカメラ１０も一体に回転することで、カメラ１０のパン動作が行われる。
【００５７】
一方、チルトブラケット２１の第２ヒンジ結合部２１ｂには、第３チルトリンク６３が連結されるため、第３チルトリンク６３も、チルトブラケット２１に沿って回転し、第３チルトリンク６３に連結された回転子７２も共に回転するようになる。回転子７２は、リニアガイド７１に対して相対回転するように設置されるため、回転子７２自体が回転するだけで、リニアガイド７１は回転しない。また、このとき、第３チルトリンク６３は、水平方向に回転するだけで、上下方向には運動しないため、カメラ１０のチルト角度を維持するようになる。したがって、パン動作は、チルト動作とは独立的に行われる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態によるカメラのパン・チルト装置を示した斜視図である。
【図２】図１の実施形態によるカメラのパン・チルト装置の分解斜視図である。
【図３】図１の実施形態によるカメラのパン・チルト装置の正面図である。
【図４】図１の実施形態によるカメラのパン・チルト装置の横断面図である。
【図５ａ】図１の実施形態によるカメラのパン・チルト装置を示した側面図である。
【図５ｂ】図５ａの要部を示した拡大図である。
【図６ａ】図１の実施形態によるカメラのパン・チルト装置のチルト動作を示した側面図である。
【図６ｂ】図６ａの要部を示した拡大図である。
【図７ａ】図１の実施形態によるカメラのパン・チルト装置のチルト動作を示した側面図である。
【図７ｂ】図７ａの要部を示した拡大図である。
【図８】図１の実施形態によるカメラのパン・チルト装置のパン動作を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  カメラ
２１，２２  ブラケット部
２１ａ，２１ｂ  第１および第２ヒンジ結合部
２２ａ  第３ヒンジ結合部
３０  メーンシャフト
３１  メーンシャフト支持台
３３  従動プーリ
３４  センサ
４０  パンモータ
４１  パンモータ支持台
４２  駆動プーリ
４３  ベルト
５０  チルトモータ
５１  チルトモータ支持台
５２  伝動軸
５３  伝動軸支持台
６１，６２，６３  第１、第２および第３チルトリンク
７０  デカップル部
７１  リニアガイド
７２  回転子
７３  ベアリング
９０  ベース
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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