(57)【要約】【課題】  レンズ装置の交換前後で雲台装置の動作性能を略一定にすることを可能にしたレンズ装置および雲台装置およびそれらを用いた雲台システムを提供すること。【解決手段】  撮影方向を変えるために垂直軸まわりのパン動作と水平軸まわりのチルト動作の内少なくとも一方の動作部に一体的に設けられた撮像部に対して、少なくとも２種類以上の異なるレンズ装置を付け替えて使用する雲台システムであって、前記雲台装置の前記動作部には、錘と、該錘と一体的に設けられる突き当て部が光軸方向に移動可能に設けられ、前記レンズ装置には係り部が設けられ、前記レンズ装置を前記撮像部に取り付ける時には、前記突き当て部と前記係り部が当接し、前記レンズ装置の前記雲台装置への取り付けと略同時に前記錘が光軸方向の所定の位置に移動し、前記動作部の回転軸まわりのモーメントの値を所定の範囲内にすることを特徴とする構成とした。【選択図】  図３
2011123407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影方向を変えるために垂直軸まわりのパン動作と水平軸まわりのチルト動作の内少なくとも一方の動作部に一体的に設けられた撮像部に対して、少なくとも２種類以上の異なるレンズ装置を付け替えて使用する雲台システムであって、前記雲台装置の前記動作部には、錘と、該錘と一体的に設けられる突き当て部が光軸方向に移動可能に設けられ、前記レンズ装置には係り部が設けられ、前記レンズ装置を前記撮像部に取り付ける時には、前記突き当て部と前記係り部が当接し、前記レンズ装置の前記雲台装置への取り付けと同時に前記錘が光軸方向の所定の位置に移動し、前記動作部の回転軸まわりのモーメントの値を所定の範囲内にすることを特徴とする雲台システム。
【請求項２】
前記錘と前記突き当て部は、前記レンズ装置の前記撮像部への固定と同時に、光軸方向の位置が固定されることを特徴とする請求項１に記載の雲台システム。
【請求項３】
前記突き当て部は、付勢手段により前記係り部に向けて付勢され、前記付勢手段の付勢力は、少なくとも前記錘と前記突き当て部の質量よりも大きいことを特徴とする請求項１から２に記載の雲台システム。
【請求項４】
撮影方向を変えるために垂直軸まわりのパン動作と水平軸まわりのチルト動作の内少なくとも一方の動作部に一体的に設けられた撮像部に対して、少なくとも２種類以上の異なるレンズ装置を付け替えて使用する雲台システムであって、前記雲台装置の前記動作部には、前記レンズ装置との通信を行なうための通信手段と、錘と、該錘を光軸方向に移動するスライド手段が設けられ、さらに前記雲台装置には前記錘の光軸方向の位置を制御する制御手段が設けられ、前記レンズ装置には、記憶手段が設けられ、前記雲台装置または前記レンズ装置には前記錘を前記スライド手段に沿って移動させるための駆動手段が設けられ、前記制御手段は、前記通信手段により前記レンズ装置の情報を前記記憶手段から読み取り、前記動作部の回転軸まわりのモーメントの値が所定の範囲内になるように、前記駆動手段を制御して前記錘の光軸方向の位置を移動させることを特徴とする雲台システム。
【請求項５】
前記情報は、前記レンズ装置の認識データ、または前記錘の行き先データ、または前記レンズ装置の質量と重心位置のデータの内、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項４に記載の雲台システム。
【請求項６】
前記駆動手段は、前記雲台装置に設けられたワイパーモータ、または、前記レンズ装置に設けられたズームモータ、フォーカスモータ、アイリスモータ、エクステンダー駆動モータ、電動マクロ用モータのいずれか一つであることを特徴とする請求項４から５に記載の雲台システム。
【請求項７】
前記記憶手段は、前記レンズ装置の焦点距離またはフォーカス値が異なる場合の重心位置を少なくとも２つ以上記憶し、前記レンズ装置の焦点距離またはフォーカス値が変化するときに、前記制御手段は前記記憶手段からの重心位置情報に応じて、前記動作部の回転軸まわりの重心位置が所定の範囲の中に収まるように、前記駆動手段を制御して前記錘の光軸方向の位置を移動させることを特徴とする請求項４から６に記載の雲台システム。
【請求項８】
撮影方向を変えるために垂直軸まわりのパン動作と水平軸まわりのチルト動作の内少なくとも一方の動作部に一体的に設けられた撮像部に対して、少なくとも２種類以上の異なるレンズ装置を付け替えて使用する雲台システムであって、前記雲台システムに使用される前記レンズ装置は、前記雲台装置に該レンズ装置を取り付けた時に、前記動作部の回転軸まわりのモーメントの値が所定の範囲内になるように構成されることを特徴とする雲台システム。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の雲台システムで構成されることを特徴とする雲台装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の雲台システムで構成されることを特徴とするレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ装置および雲台装置に関し、特にレンズ交換式雲台システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来雲台装置にレンズ装置を着脱する場合には、取り付けるレンズ装置に応じた重心位置の調整が必要であった。
【０００３】
例えば、特許文献１では雲台装置に搭載されるカメラユニットにアクセサリを追加する場合の重心位置調整を無くすために、アクセサリが取り付けられた時に駆動軸まわりの重心位置を駆動軸とほぼ一致させる雲台装置が開示されている。特許文献２では撮影レンズを含むユニットを交換する際の調整行為を無くすために、レンズ装置の種類を判別し、判別結果に応じて雲台装置の姿勢調整範囲や姿勢変更時の速度や姿勢変更開始時の初速度を変更する雲台装置の制御方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１２１９１８号公報
【特許文献２】特開２００７−１４３０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、アクセサリの取り付け後のみ重心バランスを良くするため、アクセサリの取り付け前後で雲台装置の動作性能が変化する恐れがある。また、特許文献２に開示された従来技術では、レンズ装置の種類を認識して雲台装置の姿勢調整パラメータを変えるため、取り付けられるレンズ装置の種類により雲台装置の動作が変化してしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、レンズ装置の交換時に重心位置調整を行なわなくても、雲台装置の動作性能を略一定にすることを可能にしたレンズ装置および雲台装置およびそれらを用いた雲台システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、撮影方向を変えるために垂直軸まわりのパン動作と水平軸まわりのチルト動作の内少なくとも一方の動作部に一体的に設けられた撮像部に対して、少なくとも２種類以上の異なるレンズ装置を付け替えて使用する雲台システムであって、前記雲台装置の前記動作部には、錘と、該錘と一体的に設けられる突き当て部が光軸方向に移動可能に設けられ、前記レンズ装置には係り部が設けられ、前記レンズ装置を前記撮像部に取り付ける時には、前記突き当て部と前記係り部が当接し、前記レンズ装置の前記雲台装置への取り付けと略同時に前記錘が光軸方向の所定の位置に移動し、前記動作部の回転軸まわりのモーメントの値を所定の範囲内にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、雲台装置のレンズ装置を交換する際に重心位置調整を行なうことなく水平軸周りのバランスを適正に出来る。そのため、雲台装置に異なる複数種類のレンズ装置が取り付く場合でも、安定した動作性能を持つ雲台システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の雲台システムの代表的な構成
【図２】本発明の第１の実施例の雲台装置の構成
【図３】本発明の第１の実施例の雲台装置にレンズ装置３ａを取り付けた時の構成
【図４】本発明の第１の実施例の雲台装置にレンズ装置３ｂを取り付けた時の構成
【図５】錘の光軸方法位置の固定手段の構成
【図６】錘の光軸方法位置の付勢手段の構成
【図７】本発明の第２の実施例の雲台装置の構成
【図８】本発明の第２の実施例の雲台装置にレンズ装置３ａを取り付けた時の構成
【図９】本発明の第２の実施例の雲台装置にレンズ装置３ｂを取り付けた時の構成
【図１０】重心位置調整モーターを兼用する場合の構成
【図１１】本発明の第３の実施例の雲台装置にレンズ装置３ａを取り付けた時の構成
【図１２】本発明の第３の実施例の雲台装置にレンズ装置３ｂを取り付けた時の構成
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわる雲台システムの代表的な構成である。
【実施例１】
【００１１】
以下、図１から６を参照して、本発明の第１の実施例による、雲台システムについて説明する。
【００１２】
図１に本発明の雲台システムの代表的な構成を示す。
【００１３】
雲台装置１は垂直軸まわりに矢印Ｐの方向に駆動部１ａの動力で回転するパン動作と、水平軸まわりに矢印Ｔの方向に駆動部１ｂの動力で回転するチルト動作を行なう。
【００１４】
雲台装置１のチルト動作部には、撮像部２が一体的に設けられ、撮像部２には光学性能のそれぞれ異なるレンズ装置３ａと３ｂが交換可能に取り付けられる。
【００１５】
雲台装置１はコントローラー４からの動作信号を、分配器５とネットワーク６を介して受け取り、パン動作とチルト動作を行うことで撮影方向を変更する。
【００１６】
撮影された映像信号はネットワーク６と分配器５を介して表示装置７に表示される。
【００１７】
図２に本発明第１の実施例の雲台装置の構成を示す。
【００１８】
水平軸Ｈまわりに回転するチルト動作部と一体的に設けられる撮像部２には、レンズ装置を固定するための固定リング２ａと、錘８のガイド部８ａを通すためのガイド穴２ｂが設けられ、錘８は光軸方向に移動可能となる。
【００１９】
ガイド部８ａの先端には突き当て部９が設けられ、突き当て部９はガイド部８ａの抜け止めも兼ねる。
【００２０】
図３に本発明第１の実施例の雲台装置にレンズ装置３ａが取り付けられた場合の構成を示す。
【００２１】
レンズ装置３ａに設けられた係り部１０ａを突き当て部９に当接させながらレンズ装置３ａを撮像部２に固定すると、錘８は突き当て部９が係り部１０ａに押されただけ図中左に移動し、撮像部重心Ｇｃ１から水平軸Ｈの距離はＬ１になる。
【００２２】
また、レンズ装置３ａの重心Ｇａから水平軸Ｈの距離はＬ２になる。撮像部２と錘８の合成質量をｍｃ１とし、レンズ装置３ａの質量をｍａとした時の水平軸ＨまわりのモーメントＭａは以下の式で表される。
【００２３】
Ｍａ１＝（ｍｃ１×Ｌ１）−（ｍａ×Ｌ２）・・・・・・・・（式１）
このとき、モーメントＭａ１の値が所定の範囲内になるように、係り部１０ａの光軸方向の位置が設定されている。
【００２４】
図４に本発明第１の実施例の雲台装置にレンズ装置３ｂが取り付けられた場合の構成を示す。
【００２５】
レンズ装置３ｂに設けられた係り部１０ｂを突き当て部９に当接させながらレンズ装置３ｂを撮像部２に固定すると、錘８は突き当て部９が係り部１０ｂに押されただけ図中左に移動し、撮像部重心Ｇｃ１から水平軸Ｈの距離はＬ３になる。
【００２６】
また、レンズ装置３ｂの重心Ｇｂから水平軸Ｈの距離はＬ４になる。レンズ装置３ｂの質量をｍｂとした時の水平軸ＨまわりのモーメントＭｂ１は以下の式で表される。
【００２７】
Ｍｂ１＝（ｍｃ１×Ｌ３）−（ｍｂ×Ｌ４）・・・・・・・・（式２）
このとき、モーメントＭｂ１の値が所定の範囲内になるように、係り部１０ｂの光軸方向の位置が設定されている。
【００２８】
さらに、他のレンズ装置が取り付けられる場合においても同様に、水平軸まわりのモーメントの値が所定の範囲内になるように、係り部の光軸方向の位置を設定する。
【００２９】
ここで、水平軸まわりのモーメントの値は、チルト駆動を行なう駆動部の出力トルクよりも絶対値が小さくなるように設定することは言うまでもない。
【００３０】
以上説明したとおり、本発明の第１の実施例によると、レンズ装置の取り付けに連動して錘が光軸方向の、レンズ装置の種類に応じた位置に移動するため、レンズ装置の取り付けと略同時に水平軸まわりのバランスが適正になる。
【００３１】
ここで、錘の光軸方向の位置の固定を、レンズ装置の固定に連動させても良い。
【００３２】
図５（ａ）において、撮像部２の固定リング２ａを矢印Ｘの方向に回転させてレンズ装置を固定するとき、固定リング２ａの外周部と押さえ部材１１の外周部とが、ギアや摩擦で噛合うように構成する。
【００３３】
固定リング２ａの回転に連動して押さえ部材１１は矢印ｘの方向に回転すると図５（ｂ）の状態になる。
【００３４】
図５（ｂ）において、押さえ部材１１は、押さえ面１１ａとガイド穴２ｂとで、ガイド部８ａを挟んで、錘８の光軸方向の位置を固定する。
【００３５】
レンズ装置を取り外す時には、矢印Ｙの方向に固定リング２ａを回転させると、押さえ部材１１は矢印ｙの方向に回転して、錘８は光軸方向にスライド可能になる。
【００３６】
以上のような構成によれば、レンズ装置を撮像部に固定する動作に連動して、錘の光軸方向の位置を固定することが出来るため、レンズ装置の交換の際の作業を省きながら、確実に錘の固定を行うことが可能になる。
【００３７】
さらに、錘をレンズ装置に向けて付勢することにより、錘の光軸方向の位置を固定しても良い。
【００３８】
図６において、錘８のガイド部８ａの撮像部２と突き当て部９の間には、圧縮バネ１２が挿入される。
【００３９】
レンズ装置３ａの係り部１０ａを、突き当て部９に当接させながら、撮像部２にレンズ装置３ａを固定すると、圧縮バネ１２が圧縮されて、錘８をレンズ装置３ａの方向に付勢する。
【００４０】
この時の付勢力は、錘８の質量よりも大きいものとする。
【００４１】
以上のような構成によれば、レンズ装置を撮像部に固定するのと同時に錘の光軸方向の位置を安定させることが出来るため、レンズ装置の交換の際の作業を省くことが可能になる。
【００４２】
ここでは付勢力を発生させる部材を圧縮バネとしたが、引っ張りバネや磁石のような他の手段を用いても同様の効果が得られる。
【実施例２】
【００４３】
以下、図７から１０を参照して、本発明の第２の実施例による、雲台システムについて説明する。
【００４４】
図７に本発明第２の実施例の雲台装置の構成を示す。
【００４５】
水平軸Ｈまわりに回転するチルト動作部と一体的に設けられる撮像部２には、レンズ装置を固定するための固定リング２ａと、錘８のガイド部８ａを通すためのガイド穴２ｂが設けられる。
【００４６】
さらに、チルト動作部には重心移動モーター１３が設けられ、重心移動モーター１３の先には、ガイド穴２ｂと略平行なネジ１４が設けられる。
【００４７】
錘８にはネジ１４と螺合するナット部８ｂが設けられ、重心移動モーター１３がネジ１４を回転させることにより光軸方向に移動する。
【００４８】
また、チルト動作部には制御手段１５と、制御手段１５に接続される通信手段１６が設けられる。
【００４９】
図８は撮像部２にレンズ装置３ａが取り付けられた状態を示す。
【００５０】
レンズ装置３ａには、レンズ装置３ａ内の不図示の移動レンズ群の駆動を行なうための電動ユニット１７が設けられ、電動ユニット１７には、記憶手段１８と通信手段１９が設けられる。
【００５１】
通信手段１６と１９の間で通信が行なわれると、記憶手段１８は、レンズ装置３ａの認識データ、または錘８の行き先データ、またはレンズ装置３ａの質量と重心位置のデータを制御手段１５に伝達する。
【００５２】
記憶手段１８からのデータを受け取った制御手段１５は、重心移動モーター１３を駆動させて、錘８を光軸方向に移動させる。
【００５３】
この時の撮像部重心Ｇｃ２から水平軸Ｈの距離をＬ５、撮像部２と錘８の合成質量をｍｃ２とし、レンズ装置３ａの重心Ｇａから水平軸Ｈの距離をＬ６、レンズ装置３ａの質量をｍａとした時の水平軸ＨまわりのモーメントＭａ２は以下の式で表される。
【００５４】
Ｍａ２＝（ｍｃ２×Ｌ５）−（ｍａ×Ｌ６）・・・・・・・・（式３）
制御手段１５はモーメントＭａ２の値が所定の範囲内になるように重心移動モーター１３を駆動させた後、重心移動モーター１３を停止させる。
【００５５】
図９は撮像部２にレンズ装置３ｂが取り付けられた状態を示す。
【００５６】
通信手段１６と１９の間で通信が行なわれると、記憶手段１８は、レンズ装置３ｂの認識データ、または錘８の行き先データ、またはレンズ装置３ｂの質量と重心位置のデータを制御手段１５に伝達する。
【００５７】
記憶手段１８からのデータを受け取った制御手段１５は、重心移動モーター１３を駆動させて、錘８を光軸方向に移動させる。
【００５８】
この時の撮像部重心Ｇｃ２から水平軸Ｈの距離をＬ７、撮像部２と錘８の合成質量をｍｃ２とし、レンズ装置３ｂの重心Ｇｂから水平軸Ｈの距離をＬ８、レンズ装置３ａの質量をｍｂとした時の水平軸ＨまわりのモーメントＭｂ２は以下の式で表される。
【００５９】
Ｍｂ２＝（ｍｃ２×Ｌ７）−（ｍｂ×Ｌ８）・・・・・・・・（式４）
制御手段１５はモーメントＭｂ２の値が所定の範囲内になるように重心移動モーター１３を駆動させた後、重心移動モーター１３を停止させる。
【００６０】
さらに、他のレンズ装置が取り付けられる場合においても同様に、水平軸まわりのモーメントの値が所定の範囲内になるように、重心移動モーターを駆動させて錘の光軸方向の位置を設定する。
【００６１】
ここで、水平軸まわりのモーメントの値は、チルト駆動を行なう駆動部の出力トルクよりも絶対値が小さくなるように設定することは言うまでもない。
【００６２】
以上説明したとおり、本発明の第２の実施例によると、雲台装置とレンズ装置の間で通信を行なうと、錘が自動的にレンズ装置の種類に応じた位置に移動するため、水平軸まわりのバランスが適正になる。
【００６３】
ここで、錘を駆動するモーターを、雲台装置またはレンズ装置に搭載されるモーターと兼用する構成にしても良い。
【００６４】
図１０において、水平軸Ｈまわりに回転するチルト動作部と一体的に設けられる撮像部２には、レンズ装置を固定するための固定リング２ａと、錘８のガイド部８ａを通すためのガイド穴２ｂが設けられる。
【００６５】
さらに撮像部２には、ガイド穴２ｂと略平行なネジ１４を回転可能に支持する軸受け部２ｃが設けられる。
【００６６】
錘８にはネジ１４と螺合するナット部８ｂが設けられ、ネジ１４の先端にはクラッチ部１４ａが設けられる。
【００６７】
また、チルト動作部には制御手段１５と、制御手段１５に接続される通信手段１６が設けられる。
【００６８】
レンズ装置３ａには、レンズ装置３ａ内の不図示のレンズ群の駆動を行なうための電動ユニット１７が設けられ、電動ユニット１７には、記憶手段１８と通信手段１９とクラッチ部１４ａと接続・切断が可能な可動クラッチ２０が設けられる。
【００６９】
可動クラッチ２０の他端は、不図示のレンズ群駆動モーターと接続される。
【００７０】
錘８の光軸方向の位置を変更する場合、クラッチ部１４ａと可動クラッチ２０が接続し、不図示のレンズ駆動モーターが駆動してネジ１４を回転させ、錘８を光軸方向に移動させる。
【００７１】
錘８を適正な位置に移動させた後、クラッチ部１４ａと可動クラッチ２０は切断される。
【００７２】
以上のような構成によれば、重心調整のために新たなモーターを設ける必要がなく、既存のモーターで錘を移動させることが可能になるため、製造コストを抑え、安価に製品を提供することが可能になる。
【００７３】
ここで、レンズ装置内の移動レンズ群の質量が大きい場合や、移動量が大きく、レンズ装置の重心位置が変動する場合、レンズ駆動中にも記憶手段と制御手段との間の通信を行い、記憶手段は各レンズ位置でのレンズ装置の重心位置データを伝達しても良い。
【００７４】
レンズ駆動時に制御手段は記憶手段からのデータを受けて、重心移動モーターを駆動させて、水平軸Ｈまわりのモーメントの値が常に所定の範囲内になるように制御を行なう。
【００７５】
以上のような構成によれば、レンズ装置の種類と移動レンズ群の位置に関係なく、常に安定した動作性能を持つ雲台システムを提供できる。
【実施例３】
【００７６】
以下、図１１と１２を参照して、本発明の第３の実施例による、雲台システムについて説明する。
【００７７】
図１１と図１２に本発明第３の実施例の雲台装置とレンズ装置の構成を示す。
【００７８】
レンズ装置３ａの質量ｍａが、レンズ装置３ｂの質量ｍｂよりも小さい場合、レンズ装置３ａには、付加質量２１を取り付ける。
【００７９】
図１１において、付加質量２１を取り付けた時のレンズ装置３ａの質量をｍａ’とし、撮像部の質量をｍｃ３とする。
【００８０】
さらに撮像部重心Ｇｃ３から水平軸Ｈの距離をＬ９とし、付加質量２１とレンズ装置３ａ合成重心Ｇａ’から水平軸Ｈの距離をＬ１０とした時の水平軸Ｈ周りのモーメントＭａ３は以下の式で表される。
【００８１】
Ｍａ３＝（ｍｃ３×Ｌ９）−（ｍａ’×Ｌ１０）・・・・・・・・（式５）
同様に、図１２においてレンズ装置３ｂの重心Ｇｂから水平軸Ｈの距離をＬ１１とすると、水平軸ＨまわりのモーメントＭｂは以下の式で表される。
【００８２】
Ｍｂ３＝（ｍｃ３×Ｌ９）−（ｍｂ×Ｌ１１）・・・・・・・・（式６）
ここで、モーメントＭｂ３の値が所定の範囲内になるように構成すると、付加質量２１の質量および取り付け位置は、モーメントＭａ３の値がモーメントＭｂ３と略等しくなるように構成する。
【００８３】
以上説明したとおり、本発明の第３の実施例によると、レンズ装置を雲台装置に取り付けた後の水平軸まわりのモーメントが略一定の値で、且つ所定の範囲内になるようにレンズ装置の質量と重心位置を設定する。
【００８４】
それにより、複数種類のレンズ装置を付け替えて使用する雲台システムであっても、常に安定した雲台装置の動作性能を提供することが可能になる。
【００８５】
また本発明の第３の実施例では、光軸方向に移動する錘が構成されないため、雲台装置の回転半径を小さくすることも可能になる。
【００８６】
ここで、付加質量を取り付けるレンズ装置と、付加質量を取り付けないレンズ装置の構成を例に挙げたが、雲台システムに構成される全てのレンズ装置に付加質量を取り付けても同様の効果が得られる。
【００８７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１  雲台装置
２  撮像部
３ａ、３ｂ  レンズ装置
８  錘
９  突き当て部
１０ａ、１０ｂ  係り部
【図１】
2011123407.tif 000003
【図２】
2011123407.tif 000004
【図３】
2011123407.tif 000005
【図４】
2011123407.tif 000006
【図５】
2011123407.tif 000007
【図６】
2011123407.tif 000008
【図７】
2011123407.tif 000009
【図８】
2011123407.tif 000010
【図９】
2011123407.tif 000011
【図１０】
2011123407.tif 000012
【図１１】
2011123407.tif 000013
【図１２】
2011123407.tif 000014