(57)【要約】【課題】  省スペース化、省電力化に有利な雲台パンチルト機構を提供することができる。【解決手段】  動作切り換え手段として遊星機構と円心クラッチを組み合わせることにより、切り換えにプランジャなどのアクチュエータを用いることなく、まったく単一の駆動源でパンチルトの正逆回転を可能とする。【選択図】  図１
2005148456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一駆動源でパン駆動またはチルト駆動を行う雲台カメラにおいて、
前記駆動源出力軸を正回転または逆回転させる手段と、
前記回転の方向に基づき、前記パン駆動または前記チルト駆動を切り換える手段と、
前記回転を高速回転または低速回転させる手段と、
前記高速回転または低速回転の切り換えによって前記パン駆動または前記チルト駆動の回転方向を切り換える手段を有することを特徴とする雲台カメラ。
【請求項２】
前記雲台でチルト駆動を行う場合において、雲台のチルト部の重心とチルト回転中心が同一でない場合、上下の傾動速度を同一にするように減速比を調節する手段と、
また前記雲台カメラを天井などに設置し、重力のかかる方向が反対になった場合においては、その回転方向を逆転する手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の雲台カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンチルト機構をもつ雲台カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パンチルト機構をもつ雲台カメラは水平方向への回転（パン）、垂直方向への傾動（チルト）を複数のアクチュエータ用いて駆動させていた（特許文献１参照）。また、雲台を水平に置いた場合と、天井などの逆位置になるように設置（天吊り）した場合の両方に対応する雲台機構については考慮されていなかった。
【特許文献１】特開平６−１８９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、雲台カメラなどは装置全体の小型化や省電力化が要求されている。しかしながら、パン駆動、チルト駆動を別々のモータで駆動させると、その分、装置全体が大きくなり、電力も消費し、コストも高くなる。
【０００４】
また、特許文献１での提案の場合は、パン駆動とチルト駆動を駆動させるのには単一のモータで駆動させているが、駆動力を切り換えるために、別のアクチュエータを用いているため、動力源が単一であるとはいえず、パン駆動、チルト駆動を別々のモータを使用した場合と同様の弊害が起こる。
【０００５】
また、雲台が駆動するとき、その最終的な駆動速度は水平方向は左右回転速度が同速であり、チルト駆動は上下傾動が同一速度であることが望ましい。しかしチルト駆動の傾動は重力の影響を受ける為に、チルト部の重心と回転中心が異なる場合は、同一のトルクで回転させると、上下の傾動速度が異なってしまう為、同速になるよう電気的または機械的に調節する必要がある。また、雲台カメラを天井に取り付け、重力のかかる方向が反対になった場合でも、上下の傾動速度が同速であることが望ましい。本発明は、上述のような問題点を解決することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する為に，本出願第１の発明は，単一駆動源でパン駆動またはチルト駆動を行う雲台カメラにおいて、前記駆動源出力軸を正回転または逆回転させる手段と、前記回転の方向に基づき、前記パン駆動または前記チルト駆動を切り換える手段と、前記回転を高速回転または低速回転させる手段と、前記高速回転または低速回転の切り換えによって前記パン駆動または前記チルト駆動の回転方向を切り換える手段を有することを特徴とする。
【０００７】
そして、本出願第２の発明は，本出願第１の発明における、チルト駆動を行う場合において、雲台のチルト部の重心とチルト回転中心が同一でない場合、上下の傾動速度を同一にするように減速比を調節する手段と、また前記雲台カメラを天井などに設置し、重力のかかる方向が反対になった場合においては、その回転方向を逆転する手段を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の効果は以下となる。
【０００９】
本発明のパンチルト駆動を行う雲台カメラにおいて、動作切り換え手段として遊星機構と円心クラッチを組み合わせることにより、切り換えにプランジャなどのアクチュエータを用いることなく、まったく単一の駆動源でパンチルトの正逆回転を可能とし、省スペース化、省電力化に有利な雲台パンチルト機構を提供することができる。
【００１０】
そして、本発明のパンチルト機構は、まず駆動源であるモータの正逆回転によって、駆動力をパン機構かもしくはチルト機構に伝達することを切り換え、つぎに回転速度によって切り替わる円心クラッチにより各々の回転方向を決定するため、例えば、パンを逆回転させる場合をモータの逆回転高速回転と設定した場合、モータが低速から高速になる間に、微小にパンが正回転してしまったとしても、その分を多く逆回転させることで、正確な位置制御を可能にすることができる。
【００１１】
また、本発明の雲台カメラをチルト駆動させる場合において、上下の傾動に必要なトルクが異なる場合でも、歯車の減速比によって調節でき、また雲台を天吊りにさせた場合でも、チルトの回転方向を反転させる手段を有していることで、雲台の正逆位置での正確な動作を可能とするパンチルト機構を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
本発明の雲台カメラとパンチルト機構について、図１〜図９にて説明する。
【００１４】
まず、図１は、本発明の一実施形態を示す雲台カメラのパンチルト機構の全体図である。
【００１５】
本実施の形態の雲台カメラのパンチルト機構は、主に、唯一の駆動源であるモータａ１を含むモータ部と、上記モータａ１により駆動され、上記モータａ１の出力軸に取り付けられ、動力伝達を切り換える遊星歯車ａ３を有する太陽歯車ａ２と、上記モータａ１が正回転した場合に上記歯車ａ３とかみ合う歯車ａ４と、上記モータａ１が逆回転した場合に上記歯車ａ３とかみ合う歯車ａ５を含む遊星歯車機構部と、上記歯車ａ４の回転軸ｂ１に取り付けられ、前記回転軸ｂ１の回転速度によって切り替わる円心クラッチｂ２を含み、上記回転軸ｂ１が低速回転の場合、上記クラッチｂ２とかみ合うベルト機構ｂ３と、上記回転軸ｂ１が高速回転の場合、上記クラッチｂ２とかみ合う歯車機構ｂ４と、上記ベルト機構ｂ３もしくは上記歯車機構ｂ４から伝達された駆動力の、回転方向を９０度変換する為のかさ歯車ｂ５、パン回転かさ歯車ｂ６を含むパン回転機構部と、上記歯車ａ５の回転軸ｃ１に取り付けられ、上記回転軸ｃ１の回転速度によって切り替わる円心クラッチｃ２を含み、上記回転軸ｃ１が低速回転の場合、上記クラッチｃ２とかみ合うベルト機構ｃ３と、上記回転軸ｃ１が高速回転の場合、上記クラッチｃ２とかみ合う歯車機構ｃ４と、上記ベルト機構ｃ３もしくは上記歯車機構ｃ４から伝達された駆動力を最終チルト回転歯車ｄ２もしくはｄ３とかみ合う歯車ｃ５を有するチルト伝達機構部と、チルト回転軸ｄ１に取り付けられた上記歯車ｄ２と、上記歯車ｄ２とかみ合う歯車ｄ３と、上記歯車ｃ５と上記歯車ｄ２もしくはｄ３とかみ合うように切り換えるスイッチｄ４からなるチルトスイッチ機構部と上記チルト回転軸ｄ１に取り付けられたカメラｄ５を含むカメラ部等で構成されている。
【００１６】
以下、上記各要素ついて説明する。まず、上記モータ部を構成するモータａ１は、高速正回転、低速正回転、高速逆回転、低速逆回転の４つの駆動を行う。
【００１７】
そして、上記遊星歯車機構は上記モータａ１の回転方向によって切り替わり、上記パン回転機構もしくは上記チルト伝達機構部に上記モータａ１の動力を伝達する。
【００１８】
つぎに、上記パン回転機構は一方向にしか回転しない上記回転軸ｂ１の回転速度によって、上記クラッチｂ２が移動し、上記クラッチｂ２は上記回転軸ｂ１が低速回転の場合は上記ベルト機構ｂ３とかみ合い、上記回転軸ｂ１が低速回転の場合は上記歯車機構ｂ４とかみ合いうことにより、最終的に雲台のパン回転軸と同軸に取り付けられた上記かさ歯車ｂ６の回転方向を切り換える。
【００１９】
また、上記回転軸ｂ１の回転速度が高速回転の場合は、上記ベルト機構ｂ３は減速機構であるため減速され、低速回転の場合は上記歯車機構ｂ４は増速機構であるため増速され、最終的なパン回転速度である上記かさ歯車ｂ６に伝達される回転速度は、ほぼ同速回転になる。
【００２０】
同様にして、上記チルト伝達機構も一方向にしか回転しない上記回転軸ｃ１の回転速度によって、上記クラッチｃ２が移動し、上記歯車ｃ５の回転方向を切り換える。
【００２１】
そして、図１に示すように、チルト部の重心とチルト回転中心が異なる場合、重力を考慮し、最終的にチルトの上下の傾動速度である上記チルト軸ｄ１の回転速度を同速回転にするように、上記チルトベルト機構と上記チルト歯車機構の減速比を調節する。
【００２２】
上記チルトスイッチ機構は上記スイッチｄ４の回転により、歯車ｃ５とかみ合う歯車をｄ２もしくはｄ３のどちらか選択する。上記チルトスイッチ機構の概念図を図９（ａ）、（ｂ）に示す。
【００２３】
まず、歯車ｄ２と歯車ｄ３は常にかみ合っており、カメラｄ５は歯車ｄ２の回転軸ｄ１に取り付けられている。歯車ｃ５と歯車ｄ２がかみ合っている場合は、歯車ｃ５の回転方向とカメラｄ５の回転方向は逆になり、歯車ｃ５と歯車ｄ３がかみ合っている場合は、歯車ｃ５の回転方向とカメラｄ５の回転方向は同じになる。
【００２４】
次に、上述のような構成を有する本実施形態の雲台カメラにおける各作動について説明する。
【００２５】
雲台カメラの各動作は図２に示すように６とおりある。そして、これらの動作のとき、雲台カメラの内部で、どのようにギアがかみ合っているのかを、図３〜図８にて説明する。
【００２６】
パンを駆動させる場合、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、まずモータａ１を矢印のように逆回転させる。そしてその駆動力はａ２、ａ３の歯車に伝達する。ａ３の歯車はａ４とかみ合うように移動し、ａ４に駆動力を伝達する。そしてａ４は回転軸ｂ１を回転させ、回転速度が高速の場合ｂ２の円心クラッチが遠心力によって外側に伸び、ｂ７とかみ合う。そしてｂ８のベルトを介して最終的にｂ５のかさ歯車を回転させ、さらにｂ６のかさ歯車によって回転方向を９０度変換し、矢印の方向に逆回転させる。
【００２７】
パン回転歯車ｂ６を正回転させる場合は、図４（ａ）、（ｂ）に示すようにモータａ１を前述と同様に逆回転させ、モータの回転速度を低速にする。その場合、円心クラッチはｂ２−１のように外側に伸びない状態でｂ９とかみ合いｂ５の歯車を介して最終的にパン回転歯車ｂ６を矢印のように正回転させる。
【００２８】
チルトを駆動させる場合はモータａ１を図５（ａ）、（ｂ）に示すように正回転させる。そうするとモータａ１の駆動力はａ２、ａ３の歯車に伝達する。ａ３の歯車はａ５とかみ合うように移動し、ａ５に駆動力を伝達する。そしてａ５は回転軸ｃ１を回転させ、回転速度が高速の場合ｃ２の円心クラッチが遠心力によって外側に伸び、ｃ３とかみ合う。その回転力はｃ５のベルトを介して、ｃ８のギアへと伝達し、ｄ１のチルト回転軸に取り付けられているｄ５のカメラを回転させる。雲台が正位置に取り付けられている場合、ｃ５の歯車はｄ３の歯車とかみ合い、ｄ３はｄ２とかみ合い回転力はｄ２の歯車の回転軸ｄ１に取り付けられたカメラは矢印のように正回転する。
【００２９】
同様に雲台を正位置に取り付け、モータａ１を図６（ａ）、（ｂ）に示すように正回転させ、低速で回転させた場合は、ｃ２−１の円心クラッチは外側に伸びない状態でｃ４とかみ合い、ｃ９の歯車を介して、最終的にチルト軸ｄ１に取り付けられたカメラｄ５を矢印のように逆回転させる。
【００３０】
雲台を天吊りにした場合は、図７に示すようにｄ４のスイッチを切り換え、ｃ５とｄ２の歯車がかみ合うようにする。そうした場合のチルト駆動は、上述の正位置に取り付けられチルト駆動を行う場合とカメラｄ５の回転方向が反転する。つまりモータａ１が高速回転する場合は図７に示すように逆回転し、低速で回転させた場合は図８に示すように正回転する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】雲台カメラの内部パンチルト機構全体図。
【図２】雲台カメラの各動作とそのときのモータの動作と雲台取り付け位置。
【図３】雲台カメラが正位置でモータが逆回転で高速に回転したときのギアのかみ合い。
【図４】雲台カメラが正位置でモータが逆回転で低速に回転したときギアのかみ合い。
【図５】雲台カメラが逆位置でモータが正回転で高速に回転したときギアのかみ合い。
【図６】雲台カメラが逆位置でモータが正回転で低速に回転したときギアのかみ合い。
【図７】雲台カメラが正、逆位置でモータが正回転で高速に回転したときギアのかみ合い。
【図８】雲台カメラが正、逆位置でモータが正回転で低速に回転したときギアのかみ合い。
【図９】チルトスイッチ機構の概念図。
【符号の説明】
【００３２】
ａ１  モータ（駆動源）
ａ２  太陽歯車
ａ３  遊星歯車
ｂ２  パン円心クラッチ
ｂ６  かさ歯車
ｃ２  チルト円心クラッチ
ｄ５  カメラ
【図１】
2005148456.tif 000003
【図２】
2005148456.tif 000004
【図３】
2005148456.tif 000005
【図４】
2005148456.tif 000006
【図５】
2005148456.tif 000007
【図６】
2005148456.tif 000008
【図７】
2005148456.tif 000009
【図８】
2005148456.tif 000010
【図９】
2005148456.tif 000011