(57)【要約】撮影用クレーンは、移動自在な架台固定されたクレーン基部と、クレーン基部に水平周り及び上下方向に回動自在に軸支され、下方に開いた円弧又はＵ字の湾曲に湾曲したアーチ形状を有する湾曲ブームと、湾曲ブームの先端に設けられた小型ビデオカメラを支持する雲台と、湾曲ブームの上下に対し前記雲台の姿勢位置を一定に維持するリンク機構と、湾曲ブームの後方に設けられたバランス用のウェイトと、湾曲ブームの雲台近傍の下部に下向きに突出して設けられた操作ハンドルとを備える。
2004112632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動自在な架台に固定されたクレーン基部と、
前記クレーン基部に対し水平周り及び上下方向に回動自在に軸支され、下方に開いた円弧又はＵ字に湾曲したアーチ形状を有する湾曲ブームと、
前記湾曲ブームの先端に設けられた撮影機器を支持する雲台と、
前記湾曲ブームの上下方向の回動に対し前記雲台の姿勢を一定に維持するリンク機構と、
前記湾曲ブームの後方に設けられたバランス用のウェイトと、
を備えたことを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項２】
請求の範囲１の撮影用クレーンに於いて、前記架台は、前記湾曲ブームにおける湾曲頂部の内側の高さを人間の身長を越える高さに支持することを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項３】
請求の範囲１の撮影用クレーンに於いて、前記リンク機構は、
前記湾曲ブームで構成され、一端を前記クレーン基部に第１支点で軸支し、他端を前記雲台側に第２支点で軸支した第１リンク部材と、
前記第１リンク部材に沿って配置され、一端を前記クレーン基部に第３支点で軸支し、他端を前記雲台側に第４支点で軸支した多節リンクを用いた第２リンク部材と、
前記第１リンク部材に固定されて接線方向にガイド溝を有し、前記ガイド溝に前記第２リンク部材の多節リンク支点を摺動自在に遊嵌して前記第１リンク部材に対し第２リンク部材の動きを拘束させるガイド部材と、
を備えたことを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項４】
請求の範囲３の撮影用クレーンに於いて、前記湾曲ブームで構成された前記第１リンク部材は湾曲パイプ部材であり、前記第２リンク部材は、複数の湾曲リンクプレートを連結して構成され、前記パイプ部材の内部に固定された前記ガイド部材のガイド溝に前記第２リンク部材の多節リンク連結軸を摺動自在に遊嵌したことを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項５】
請求の範囲４の撮影用クレーンに於いて、前記第２リンク部材は、三本の湾曲リンクプレートを２ヵ所で連結した２節リンクであり、前記第１リンク部材を構成する湾曲パイプ部材の内部の２ヵ所に固定された前記ガイド部材のガイド溝に前記第２リンク部材の各リンク連結軸を摺動自在に遊嵌したことを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項６】
請求の範囲１の撮影用クレーンに於いて、前記雲台は、
前記湾曲ブームの先端に装着され水平回りに回動自在な首振り機構部と、
前記首振り機構部に対し搭載した撮影機器を水平及び垂直周りに相対的に回動する３次元回動機構と、
前記首振り機構及び３次元回動機構を制御する遠隔操作部と、
を備えたことを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項７】
請求の範囲６の撮影用クレーンに於いて、
前記首振り機構は、湾曲ブームの先端に対し雲台側を水平回りに回動させる第１モータを備え、
前記三次元回動機構は、Ｌ字形に屈曲したパイプ部材を有し、前記パイプ部材の一辺に内蔵した第２モータにより前記首振り機構に対し回動自在に装着すると共に、前記パイプ部材の他片に内蔵した第３モータにより前記撮影機器を装着するアダプタを回動自在に装着したことを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項８】
請求の範囲６の撮影用クレーンに於いて、前記遠隔操作部は、前記首振り機構の操作スイッチ、前記三次元回動機構の操作スイッチ及び前記撮影機器のズーム操作スイッチを備えたことを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項９】
請求の範囲１の撮影用クレーンに於いて、前記台車上の架台に撮影機器の映像を表示するモニタディスプレイを備えたことを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項１０】
請求の範囲１の撮影用クレーンに於いて、更に、前記湾曲ブームの雲台近傍の下部に下向きに突出して操作ハンドルを設けたことを特徴とする撮影用クレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、医療現場での手術の撮影等に使用する撮影用クレーンに関し、特に、術者を邪魔せずに手術を正確に撮影するための撮影用クレーンに関する。
【背景技術】  従来、各種病院や医療施設において、実際に手術の様子を撮影した映像の製作監修する作業が行われており、この撮影の際に撮影用のクレーンが使用されている。このようなクレーンは一般にテレビ放送の撮影用に作られたクレーンを利用したものが多い。
【特許文献１】特開平１０−１４１５８８
しかしながら、従来の撮影用クレーンは、医療現場で使うには大型でコストが高く、特に手術部位を上方から覗き込む形で撮影することから、手術の際に邪魔なりやすい。そこで、手術台から少し離れた位置で斜め下向きの撮影姿勢をとることが考えられるが、手術に携わる医師やスタッフの動きで撮影視界が遮られ、撮影が適切にできない問題がある。
本発明は、小型軽量で操作性が高く、撮影場所に対し邪魔にならずに意図した場所を真俯瞰から撮影可能とする撮影用クレーンを提供することを目的とする。
【発明の開示】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明は撮影用クレーンであって、移動自在な架台に固定されたクレーン基部と、クレーン基部に対し水平周り及び上下方向に回動自在に軸支され、下方に開いた円弧又はＵ字に湾曲したアーチ形状を有する湾曲ブームと、湾曲ブームの先端に設けられた撮影機器を支持する雲台と、湾曲ブームの上下方向の回動に対し雲台の姿勢を一定に維持するリンク機構と、湾曲ブームの後方に設けられたバランス用のウェイトとを備えたことを特徴とする。ここで、架台は、湾曲ブームにおける湾曲頂部の内側の高さを人間の身長を越える高さに支持する。
リンク機構は、所謂湾曲した近似的な平行リンク機構であり、湾曲ブームで構成され一端をクレーン基部に第１支点で軸支し他端を雲台側に第２支点で軸支した第１リンク部材と、第１リンク部材に沿って配置され一端をクレーン基部に第３支点で軸支し他端を雲台側に第４支点で軸支した多節リンクを用いた第２リンク部材と、第１リンク部材に固定されて接線方向にガイド溝を有しガイド溝に前記第２リンク部材の多節リンク支点を摺動自在に遊嵌して第１リンク部材に対し第２リンク部材の動きを拘束させるガイド部材とを備える。
またリンク機構において、湾曲ブームで構成された第１リンク部材は湾曲パイプ部材であり、第２リンク部材は、複数の湾曲リンクプレートを連結しており、パイプ部材の内部に固定されたガイド部材のガイド溝に第２リンク部材の多節リンク連結軸を摺動自在に遊嵌する。
第２リンク部材は、３本の湾曲リンクプレートを２ヵ所で連結した２節リンクで構成され、第１リンク部材を構成する湾曲パイプ部材の内部の２ヵ所に固定されたガイド部材のガイド溝に第２リンク部材の各リンク連結軸を摺動自在に遊嵌する。
雲台は、湾曲ブームの先端に装着され水平回りに回動自在な首振り機構部と、首振り機構部に対し搭載した撮影機器を水平及び垂直周りに相対的に回動する３次元回動機構と、首振り機構及び３次元回動機構を制御する遠隔操作部とを備える。
また雲台の首振り機構は、湾曲ブームの先端に対し雲台側を水平回りに回動させる第１モータを備え、三次元回動機構は、Ｌ字形に屈曲したパイプ部材を有し、パイプ部材の一辺に内蔵した第２モータにより首振り機構に対し回動自在に装着すると共に、パイプ部材の他片に内蔵した第３モータにより撮影機器を装着するアダプタを回動自在に装着する。
撮影用クレーンの遠隔操作部は、首振り機構の操作スイッチ、三次元回動機構の操作スイッチ及び撮影機器のズーム操作スイッチを備える。更に撮影用クレーンの架台に、撮影機器の映像を表示するモニタディスプレイを設ける。更に、湾曲ブームの雲台近傍の下部に下向きに突出して操作ハンドルを必要に応じて設ける。
このような本発明の撮影用クレーンにあっては、例えば手術台周囲の必要スペースの外側に台車に乗った架台を配置した状態で、湾曲ブームがスタッフの頭を跨ぐ形で手術台の直上に小型ビデオカメラを搭載した雲台を位置させることとなり、手術を邪魔することなく又撮影視界を妨げられることなく、適切に手術の様子を上方から撮影することができる。
また湾曲ブームを第１リンクと湾曲ブームに沿って配置され且つ第１リンクに対し動きが拘束された多節リンクを第２リンクとする湾曲した特殊な平行リンク機構を構成し、湾曲ブームの上下の動きに対し撮影機器の姿勢を一定に保つことができる。
特に平行リンク機構の第２リンクを多節リンクとしてリンク連結軸を第１リンクに固定したガイド部材のガイド溝に遊嵌して動きを拘束することにより、第２リンク部材を単に湾曲リンクとした場合の応力集中による第２リンクの挫屈破損を確実に防止し、例えば上下３０°といった限定された範囲で実質的に平行リンク機構として機能させることができる。
また湾曲ブームに湾曲パイプを使用し、パイプ内に多節リンクを配置することで、平行リンク機構が外部に露出せず、清掃が容易で埃の付着も少なく、清潔さの保持が要求される医療現場に適した構造をもつ。
更に、湾曲ブームの先端に水平回りに回動する首振り機構を設けたことで、手術台外側のどのような位置に台車に乗ったクレーン基台が配置されていても、ブーム先端における水平回りの首振り回動で、上から見た手術部位に対し撮影機器を一定の向き、例えば患者の姿勢に対し正対させることができ、撮影姿勢の自由度を大幅に向上できる。
また湾曲ブームの先端下部に操作ハンドルが下向きに突出していることから、スタッフは操作ハンドルを片手で持ってカメラ位置を簡単に変えることができ、極めて高い操作性が得られる。
【図面の簡単な説明】図１は本発明による撮影用クレーンの実施形態を示した説明図；
図２は本発明による撮影用クレーンを前方から示した説明図；
図３は図１のクレーン基部の説明図；
図４は図１の湾曲ブームの説明図；
図５は図１の湾曲ブームの先端部分と後端部分の説明図；
図６は図１の湾曲ブームの内部構造の断面図；
図７は湾曲ブームに内蔵している２節リンクの説明図；
図８は図６の湾曲ブームにおけるガイド部材の内蔵部分の拡大断面図；
図９は図８の湾曲ブームにおけるガイド部材の内蔵部分の横断面図；
図１０はガイド部材の斜視図；
図１１は湾曲ブーム先端に装着した雲台の説明図；
図１２は図１１の雲台の側面図；
図１３は撮影用クレーンで使用する操作ボックスの説明図；
図１４は本発明による撮影用クレーンの他の実施形態の説明図；
図１５は図１４の実施形態のブーム水平状態での側面図；
図１６は本発明による撮影用クレーンの他の実施形態の説明図；
【発明を実施するための最良の形態】  図１は、本発明による撮影用クレーンの実施形態を示した説明図である。図１において、本発明の撮影用クレーンは、クレーン本体１０と台車１２で構成される。台車１２は下部にキャスタ１４を備えており、この実施形態では３段に架台１５−１，１５−２，１５−３を設けている。台車１２の一番上の架台１５−１にはクレーン本体１０がクレーン基部１６により設置されている。クレーン基部１６に対しては旋回軸２２を介して湾曲ブーム２０が装着される。湾曲ブーム２０は旋回軸２２により水平回りに回動自在に装着している。また旋回軸２２側に対する第１支点軸２４の連結により上下方向に回動自在に装着している。クレーン基部１６にはストッパ１８が設けられ、湾曲ブーム２０を任意の上下位置に回動した状態で位置決め固定できるようにしている。即ちストッパ１８は一端を旋回軸ベース２３に軸支したリンク１８−１と共に、他端を湾曲ブーム２０のバランスウェイト３０側に軸支したリンク１８−１を中央でスライド自在にはめ合わせ、この嵌め合わせ部分にロックスライダ１９を装着している。ロックスライダ１９を上側に移動するとロックが解除されてリンク１８−１，１８−２はスライド自在となり、ロックスライダ１９を下側に移動するとリンク１８−１，１８−２はロックされる。湾曲ブーム２０の旋回方向のロックは、チェーンによりクレーン基部１６に下げているロックキー２００を使用して行うが、この点は図３で説明する。湾曲ブーム２０は下方に開いた円弧またはＵ字型に湾曲したアーチ形状を持っており、この湾曲アーチ上部の内側の高さを人間の身長を超える高さとなるように、台車１２の架台１５−１の上に支持している。湾曲ブーム２０の先端には雲台２６が装着され、小型ビデオカメラを装着するためのカメラアダプタ２８を設けている。雲台２６と湾曲ブーム２０の連結部分にはフレキシブルカバー２７が装着されている。フレキシブルカバー２７の内部には、湾曲ブーム２０の先端に対し雲台２６側を水平回りに回動する後の説明で明らかにする首振り機構が設けられている。また雲台２６には、カメラアダプタ２８側を水平及び垂直周りに旋回駆動する３次元回動機構が設けられている。湾曲ブーム２０の上下の回転軸となる第１支点軸２４の後方にはバランスウエイト３０が装着されている。更に台車１２の架台１５−１の上には操作ボックス３２が置かれている。操作ボックス３２はケーブル３５をクレーン基部２６に設けたコネクタ部３７の中の対応するにコネクタ接続され湾曲ブーム２０の先端側に設けている雲台２６における首振り機構及び３次元回動機構に設けているモータを遠隔操作し、更にカメラアダプタ２８に装着した小型ビデオカメラのズーム操作ができる。操作ボックス３２による小型ビデオカメラの遠隔操作は、架台１５−１に設置された液晶表示装置等のモニタディスプレイ３６に表示される撮影画像を見ながら行う。
図２は、図１における本発明の撮影用クレーンを前方から示した説明図である。図２において、クレーン本体１０の湾曲ブーム２０はパイプ部材を湾曲した構造であり、湾曲ブーム２０の先端に装着された雲台２６はＬ字型に屈曲したパイプ部材を使用している。このようにクレーン本体１０における湾曲ブーム２０及び雲台２６が共に表面が滑らかなパイプ部材を使用していることで、埃などが付着した際の清掃が容易であり、手術室に設置して使用する場合の清潔さを容易に保持することができる。
図３は、図１のクレーン基部１６を示している。クレーン基部１６に支持された旋回軸２２の旋回カバー２３の所定位置にはキー穴２００が設けられ、湾曲ブーム２０を所定位置に旋回して位置決めした状態でキー穴２００にロックキー２００を差し込むと、ロックキー２００がクレーン基部１６の内部に設けたキー穴に挿入され、湾曲ブーム２０の旋回をロックする。クレーン基部１６には矢印マーカ２０４が表示され、また旋回カバー２３の上面には矢印マーカ２０６が表示され、図示のように矢印マーカ２０４，２０６の位置を合わせると、キー穴２００が内部のクレーン基部１６側のキー穴に位置合せされ、ロックキー２０２を差し込んで旋回をロックできる。ロックキー２０２を用いた湾曲ブーム２０の旋回ロックは、本発明の撮影用クレーンを運搬する際に利用される。またクレーン基部１６にはコネクタ部３７が設けられ、コネクタ３５−１に対し操作ボックス３２からのケーブル３５を接続している。更にコネクタ部３７にはビデオ信号端子、音声信号端子、ＤＶ信号端子、Ｌａｎｋ信号端子を備えたビデオ端子部３７が設けられている。ロックキー２０２を差し込んでロックする位置は、旋回ブーム２０を後ろ向きとなる台車１２側に旋回させた状態である。
図４は、図１のクレーン本体に設けている湾曲ブーム２０を取り出して示した説明図である。図４において、湾曲ブーム２０は中空の金属パイプであり、湾曲ブーム２０の後端側のパイプ端部にブーム後端部４０−１を固定し、パイプ先端側にブーム先端部４２−１を固定している。この湾曲ブーム２０の先端及び後端側の詳細は図４に取り出している。
図５（Ａ）は湾曲ブーム２０の先端側であり、湾曲ブーム２０のパイプ先端に、先端取出部５８を介して２つに分かれたブーム先端部４２−１，４２−２を装着している。また図５（Ｂ）は湾曲ブーム２０の後端側であり、湾曲ブーム２０のパイプ後端に、後端取出部５６を介して２つに分かれたブーム後端部４０−１，４０−２を設けている。なお図５のブーム先端及びブーム後端側は、図３におけるブーム先端及び後端を湾曲ブーム２０の曲率中心に対し半径方向となる外側から見た状態の説明図である。
再び図４を参照するに、湾曲ブーム２０のブーム後端部４０−１は、旋回軸２２に対し第１支点軸２４により上下に回動自在に装着されている。またブーム先端部４２−１は、先端金具４４に対し第２支点軸４６により回動自在に装着されている。湾曲ブーム２０の内部には２節リンク４８が組み込まれ、後端側を第３支点軸２５により旋回軸２２に連結し、先端側を第４支点軸５４により先端金具４４に連結している。２節リンク４８は、３つのリンクプレート４８−１，４８−２，４８−３を２箇所の連結軸５０−１，５０−２で連結した多節リンク部材である。更に、湾曲ブーム２０内の２節リンク４８における連結軸５０−１，５０−２に対応した位置にはガイド部材５２−１，５２−２が固定され、湾曲ブーム２０に対する２節リンク４８の動きを拘束している。
図６は、図４の湾曲ブーム２０の内部構造の断面図である。湾曲ブーム２０は中空のパイプ部材であり、ブーム後端部４０−２を旋回軸２２に第１支点軸２４により連結し、ブーム先端部４２−２は第２支点軸４６により先端金具４４に連結している。また湾曲ブーム２０の内部には２節リンク４８が湾曲ブーム２０に沿って配置されている。２節リンク４８はリンクプレート４８−１，４８−２，４８−３を支点軸５０−１，５０−２で連結しており、後端側を旋回軸２２により第３支点軸２５で連結し、先端側を先端金具４４に第４支点軸５４で連結している。また湾曲ブーム２０内の２節リンク４８の連結軸５０−１，５０−２に対応した位置にはガイド部材５２−１，５２−２が固定されている。
図７は、図６の２節リンク４８を取り出し、図７（Ａ）に側面図を、図７（Ｂ）に平面図を示している。２節リンク４８は、３本のリンクプレート４８−１，４８−２，４８−３を連結軸５０−１，５０−２で連結している。連結軸５０−１，５０−２は図７６（Ｂ）に示すように、連結部におけるリンクプレート４８−１，４８−２の合せ部分及びリンクプレート４８−２，４８−３の合せ部分より両側に突出しており、連結軸５０−１，５０−２の両側の突出部分が、図６の湾曲ブーム２０に設けているガイド部材５２−１，５２−２のガイド溝に嵌合する。また２節リンク４８を構成する３本のリンクプレート４８−１〜４８−３は、円弧状に配置される図７（Ａ）の側面から見て十分な幅を持っており、これによってリンク縦方向に加わる力に対し十分な剛性を得るようにしている。
図８は、図６の湾曲ブーム２０におけるガイド部材５２−１の内蔵部分の拡大断面図である。図８において、ガイド部材５２−１は、湾曲ブーム２０の内部に皿ネジ６４−１，６４−２により固定され、下部に開口した部分にリンクプレート４８−１，４８−２の連結部分を通すようにしている。
図９は、図８のガイド部材５２−１の内蔵部分の横断面図であり、図１０にガイド部材５２−１を取り出して示している。図１０から明らかなように、ガイド部材５２−１は、上部の固定部材６６の下部に一定のガイド間隔を介して上ガイド部材７２−１，７２−２を固着し、上ガイド部材７２−１，７２−２の外側に横ガイド部材７０−１，７０−２を固定し、その下部内側に下ガイド部材７２−３，７２−４を固定している。このような構造により、内部内側の両側にガイド溝６８−１，６８−２を形成している。このガイド部材５２−１は、図９のように、湾曲ブーム２０の内部に皿ネジ６４−１，６４−２により固定され、この固定状態でガイド溝７５−１，７５−２は、湾曲ブーム２０の円弧に対し接線方向に位置する。ガイド部材５２−１のガイド溝６８−１，６８−２にはリンクプレート４８−１，４８−２を連結する連結軸５０−１の両端が摺動自在に遊嵌されている。連結軸５０−１とガイド溝６８−１，６８−２の間には必ずクリアランスができるように両者の寸法関係を決めている。ガイド溝６８−１，６８−２と連結軸５０−１の間に若干の隙間を形成しておくことで、湾曲ブーム２０と２節リンク４８で構成される湾曲した平行リンク機構によって湾曲ブーム２０の例えば水平に対し上下±３０°程度の範囲での動きを許容することができる。
本発明の撮影用クレーンにおける湾曲した平行リンク機構を更に詳細に説明すると次のようになる。図６において、湾曲ブーム２０は、４本のリンクの平行配置で構成される平行リンク機構における第１リンク部材に相当し、第１リンク部材に相対して平行な第２リンク部材が２節リンク４８で構成される。第１リンク部材としての湾曲ブーム２０と第２リンク部材としての２節リンク４８の一端は、固定側となる旋回軸２２に対し第１支点軸２４と第３支点軸２５で連結され、この２つの支点軸２４，２５を連結する仮想リンクが第３リンクであり、且つ固定リンクとなる。また第１リンク部材を構成する湾曲ブーム２０の先端と第２リンク部材を構成する２節リンク４８の先端は、先端金具４４に対し第２支点軸４６と第４支点軸５４で連結され、第２支点軸４６と第４支点軸５４を連結する仮想的なリンクが第４リンクであり、この第４リンクは旋回軸２２側の固定リンク（第３リンク）に対し一定の位置関係を持って平行移動する可動リンクとなる。
通常の平行リンク機構にあっては、４つの支点軸２４，２５，４６，５４を連結する４本のリンクは相対するリンクが平行関係にあるが、本発明の撮影用クレーンにあっては、第１支点軸２４と第３支点軸２５でなる固定側に対する回動リンクとしての第１リンク及び第２リンクが下方に開いた円弧またはＵ字状に湾曲している点が特殊な構造といえる。このように向かい合うリンク部材が湾曲した平行リンク機構にあっては、先端側にかかる荷重を湾曲した２本のリンクで支えなければならず、単に平行湾曲リンクとした場合には各リンクの剛性をかなり強くしなければならず、構造が複雑で大型化してしまう。そこで本発明にあっては、先端に加わる荷重を支えるリンク部材としてパイプ部材を使用した湾曲ブーム２０を第１リンク部材とし、その中に先端側と後端側の位置関係を調整するための第２リンク部材として２節リンク４８を配置している。
ここで本発明の撮影用クレーンにあっては、湾曲ブーム２０の先端に装着した小型ビデオカメラの高さ方向の位置を調整する際には、先端金具４４の先に装着されている小型テレビカメラの部分、例えば雲台を上下に移動させることになる。このため先端金具４４に対しては、湾曲ブーム２０を下げる際には下向きの力が加わり、湾曲ブーム２０を上げる際には上向きの力が加わる。先端金具４４の下向きの力に対し、２節リンク４８は固定側に対し引張力を受ける。逆に先端金具４４の上向きの力に対し、２節リンク４８は固定側に対し圧縮力を受ける。このような先端側に加わる上下の荷重に対する２節リンク４８に加わる引張力及び圧縮力は、連結軸５０−１，５０−２のガイド部材５２−１，５２−２に設けている接線方向のガイド溝に対する当接で力が吸収され、直接リンクプレート４８−１〜４８−３に加わる引張力と圧縮力を緩和する。もし２節リンク４８とせずに１本の湾曲したリンクプレートを使用した場合には、湾曲ブーム２０の先端を上げ下げする際の先端金具４４に加わる上下の力による湾曲リンクプレートの固定側に対する引張力または圧縮力により、湾曲リンクプレートはそのほぼ中央部分で応力集中を起こして挫屈破損してしまう。これを防ぐためには湾曲リンクプレートとしてかなり剛性の高いものを使用しなければならない。これに対し、本発明のように、２節リンク４８とし、ガイド部材５２−１，５２−２に対し連結軸５０−１，５０−２による湾曲ブーム２０側に対する拘束を行うことで、湾曲ブーム２０に内蔵する多節リンク部材として剛性の小さなリンクで済ますことができる。
図１１は、本発明の撮影用クレーンの湾曲部分先端に装着した雲台の説明図である。雲台２６は湾曲ブーム２０の先端金具４４に対しアングル７５を軸８０回りに回転自在に装着することで首振り機構を構成している。この首振り機構のアングル７５の先端には、３次元回動機構を構成するＬ字型に屈曲したパイプユニット７６が装着される。パイプユニット７６は、Ｌ字型の一辺となる第１回動部７６−１を軸８４によりアングル７５に対し垂直回りに回転自在に装着している。この軸８４を回転中心として、パイプユニット７６の第１回動部７６−１内には第２モータ８２が組み込まれ、第２モータ８２によってパイプユニット７６がアングル７５に対し軸８４回りに回動される。パイプユニット７６の他辺となる第２回動部７６−２には第３モータ８６が組み込まれており、第３モータ８６はカメラアダプタ２８を軸８５回りに回動する。カメラアダプタ２８には小型ビデオカメラ８８が下向きに装着されている。
図１２は、図１１の雲台２６の側面図である。図１２にあっては、先端金具４４に対し水平回りに回動自在に設けた首振り機構を構成するアングル７５が設けられており、アングル７５は先端金具４４側に組み込んでいる第１モータ７８により軸８０回り即ち水平回りに回動して、パイプユニット７６側に装着している小型ビデオカメラ８８を水平回りに首振り移動させることができる。このように本発明の撮影用クレーンにおける雲台２６にあっては、湾曲ブーム２０の先端に対し水平回りに回動する首振り機構と、これに対し更に垂直及び水平回りに回動する３次元回動機構を設けたことで、図１２における小型ビデオカメラ８８の撮影方向に対し矢印９５で示す水平回りの左右回転、矢印９６で示す小型ビデオカメラ８８から見て左右方向、矢印９８で示す小型ビデオカメラ８８から見て上下方向の動きを調整することができる。また先端金具４４の側面にはテレビカメラを接続するビデオ信号端子、音声信号端子、ＤＶ信号端子、Ｌａｎｋ信号端子を備えたビデオ端子部８９を設けている。
図１３は、本発明の撮影用クレーンで使用する操作ボックス３２の説明図である。操作ボックス３２には、首振り操作スイッチ９０、４方向操作スイッチ９２及びズーム操作スイッチ９４が設けられている。首振り操作スイッチ９０を右または左に操作することで、図１１のアングル７５が左右方向に回動される。また４方向操作スイッチ９２を左または右方向に操作すると、パイプユニット７６内の第３モータ８６が回動して、小型ビデオカメラ８８を矢印９６で示す左または右方向に操作する。また４方向操作スイッチ９２を上下方向に操作すると、パイプユニット７６の第２モータ８２の駆動により、小型ビデオカメラ８８は矢印９８で示す上または下方向に回動される。更に、ズームスイッチ９４を前後に操作することで小型ビデオカメラ８８のズームインとズームアウトを制御できる。このような操作ボックス３２による小型ビデオカメラ８８の撮像位置及びズームの操作は、図１のモニタディスプレイ３６で撮影画像を見ながら調整することになる。なお、この実施形態にあっては、操作ボックス３２をクレーン本体に対しケーブル接続している場合を例にとっているが、操作ボックス３２として無線もしくは赤外線を使用することで、ケーブル接続を必要としないリモートコントロールを行うことができる。
図１４は本発明による撮影用クレーンの他の実施形態の説明図である。図１４において、この実施形態にあっては、クレーン本体１００は取付台１０４の上にクレーン基部１０２を取り付けており、クレーン基部１０２に対しては第１支点軸１０５により湾曲ブーム１０３が上下に回動自在に装着されている。湾曲ブーム１０３は、この実施形態にあっては、２枚の湾曲プレートを上側の複数個所で連結したアングル構造としている。湾曲ブーム１０３の先端は第２支点軸１２０により先端金具１１８に連結されている。また湾曲ブーム１０３の後方にはウェイト取付部１１１が延在され、ここにウェイトが連結される。湾曲ブーム１０３の内側には１節リンク部材１１０が配置される。１節リンク部材１１０はリンクロッド１１０−１、１１０−２を連結軸１２４で連結している。１節リンク部材１１０の後端側は第１支点軸１０５によりクレーン基部１０２に連結され、先端側は第４支点軸１２８により先端金具１１８に連結されている。リンクロッド１１０−１，１１０−２を連結する連結軸１２４は、湾曲ブーム１０３の最頂部側面に形成したガイド溝１２６に摺動自在に遊嵌されている。このためク、レーン基部１０２を固定側として第１支点軸１０５と第３支点軸１２２により湾曲ブーム１０３と１節リンク１１０を連結し、第２支点軸１２０と第４支点軸１２８で先端金具１１８を可動側として連結することにより、湾曲した近似的平行リンク機構を構成している。湾曲ブーム１０３の先端の先端金具１１８に対しては、雲台１０６が装着されている。雲台１０６はＬ字型のアングル１０７を先端金具１１８に対し矢印１２８回りに回動自在に装着し、更にアングル１０７に対し小型ビデオカメラ１０８を矢印１３０回りに回動自在に装着している。この矢印１２８回りの回動及び矢印１３０回りの回動は、アングル１０７に内蔵したモータにより行われる。更に、湾曲ブーム１０３の雲台１０６近傍の下部には下向きに突出して操作ハンドル１１２が装着され、手術中にスタッフが操作ハンドル１１２を片手で持って小型ビデオカメラ１０８の位置を調整することができるようにしている。
図１５は、図１３の実施形態のブーム水平状態での側面図であり、クレーン本体１００に対しウェイト取付部１１１を介してバランスウェイト１１３を取り付けた状態の側面図である。またクレーン本体１００は、取付台１０４を取付アングル１１４を介して架台１１５に固定しており、架台１１５は図１の実施形態と同様、キャスタ付きの台車を構成している。
図１６は、本発明による撮影用クレーンの他の実施形態の説明図であり、基本的には図１３，図１６の実施形態と同じであるが、クレーン本体１００を固定した架台１１５は台車１３２に固定され、台車１３２はキャスタ１３４を備え、自由に移動することができる。また架台１１５の上にはコントロールボックス１３６が置かれ、雲台１０６に装着した小型ビデオカメラ１０８を下向き状態で水平及び垂直方向に調整することができる。更に図１６の実施形態にあっては、湾曲ブーム１０３の上部に持ち運びに使用する取っ手１１６を設けている。
なお上記の実施形態は医療現場での撮影を例に取るものであったが、本発明はこれに限定されず、作業者が周囲に位置してテーブル上で作業や処置するような撮影現場であれば適宜の用途の撮影にそのまま使用できる。
また上記の実施形態にあっては、首振り機構や３次元回動機構を備えた雲台を例に取るものであったが、湾曲ブーム先端に直接、小型ビデオカメラを取り付ける構造であってもよい。また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
産業上の利用の可能性
以上説明したように本発明の撮影用クレーンにあっては、例えば手術台の周囲の必要スペースの外側に架台を配置し、湾曲クレーンがスタッフの頭を跨ぐ形で手術台の直上に小型ビデオカメラを搭載した雲台を位置させることとなり、手術を邪魔することなく又撮影視界を妨げられることなく、真俯瞰から手術の様子を正確に撮影することができる。
【図１】
2004112632.tif 000003
【図２】
2004112632.tif 000004
【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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【手続補正書】
【提出日】平成17年11月7日(2005.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動自在な架台に固定されたクレーン基部と、
前記クレーン基部に対し水平周り及び上下方向に回動自在に軸支され、下方に開いた円弧又はＵ字に湾曲したアーチ形状を有する湾曲ブームと、
前記湾曲ブームの先端に設けられた撮影機器を支持する雲台と、
前記湾曲ブームの上下方向の回動に対し前記雲台の姿勢を一定に維持するリンク機構と、
前記湾曲ブームの後方に設けられたバランス用のウェイトと、
を備え、
前記リンク機構は、
前記湾曲ブームで構成され、一端を前記クレーン基部に第1支点で軸支し、他端を前記雲台側に第２支点で軸支した第1リンク部材と、
前記第1リンク部材に沿って配置され、一端を前記クレーン基部に第３支点で軸支し、他端を前記雲台側に第４支点で軸支した多節リンクを用いた第２リンク部材と、
前記第１リンク部材に固定されて接線方向にガイド溝を有し、前記ガイド溝に前記第２リンク部材の多節リンク支点を摺動自在に遊嵌して前記第１リンク部材に対し第２リンク部材の動きを拘束させるガイド部材と、
を備えたことを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項２】
特許請求の範囲１の撮影用クレーンに於いて、前記架台は、前記湾曲ブームにおける湾曲頂部の内側の高さを人間の身長を越える高さに支持することを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項３】
特許請求の範囲１の撮影用クレーンに於いて、前記湾曲ブームで構成された前記第１リンク部材は湾曲パイプ部材であり、前記第２リンク部材は、複数の湾曲リンクプレートを連結して構成され、前記パイプ部材の内部に固定された前記ガイド部材のガイド溝に前記第２リンク部材の多節リンク連結軸を摺動自在に遊嵌したことを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項４】
特許請求の範囲３の撮影用クレーンに於いて、前記第２リンク部材は、三本の湾曲リンクプレートを２ヵ所で連結した２節リンクであり、前記第１リンク部材を構成する湾曲パイプ部材の内部の２ヵ所に固定された前記ガイド部材のガイド溝に前記第２リンク部材の各リンク連結軸を摺動自在に遊嵌したことを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項５】
特許請求の範囲１の撮影用クレーンに於いて、前記雲台は、
前記湾曲ブームの先端に装着され水平回りに回動自在な首振り機構部と、
前記首振り機構部に対し搭載した撮影機器を水平及び垂直周りに相対的に回動する３次元回動機構と、
前記首振り機構及び３次元回動機構を制御する遠隔操作部と、
を備えたことを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項６】
特許請求の範囲５の撮影用クレーンに於いて、
前記首振り機構は、湾曲ブームの先端に対し雲台側を水平回りに回動させる第1モータを備え、
前記三次元回動機構は、Ｌ字形に屈曲したパイプ部材を有し、前記パイプ部材の一辺に内蔵した第２モータにより前記首振り機構に対し回動自在に装着すると共に、前記パイプ部材の他片に内蔵した第３モータにより前記撮影機器を装着するアダプタを回動自在に装着したことを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項７】
特許請求の範囲５の撮影用クレーンに於いて、前記遠隔操作部は、前記首振り機構の操作スイッチ、前記三次元回動機構の操作スイッチ及び前記撮影機器のズーム操作スイッチを備えたことを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項８】
特許請求の範囲１の撮影用クレーンに於いて、前記台車上の架台に撮影機器の映像を表示するモニタディスプレイを備えたことを特徴とする撮影用クレーン。
【請求項９】
特許請求の範囲１の撮影用クレーンに於いて、更に、前記湾曲ブームの雲台近傍の下部に下向きに突出して操作ハンドルを設けたことを特徴とする撮影用クレーン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療現場での手術の撮影等に使用する撮影用クレーンに関し、特に、術者を邪魔せずに手術を正確に撮影するための撮影用クレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種病院や医療施設において、実際に手術の様子を撮影した映像の製作監修する作業が行われており、この撮影の際に撮影用のクレーンが使用されている。このようなクレーンは一般にテレビ放送の撮影用に作られたクレーンを利用したものが多い。
【特許文献１】特開１０−１４１５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の撮影用クレーンは、医療現場で使うには大型でコストが高く、特に手術部位を上方から覗き込む形で撮影することから、手術の際に邪魔なりやすい。そこで、手術台から少し離れた位置で斜め下向きの撮影姿勢をとることが考えられるが、手術に携わる医師やスタッフの動きで撮影視界が遮られ、撮影が適切にできない問題がある。
【０００４】
本発明は、小型軽量で操作性が高く、撮影場所に対し邪魔にならずに意図した場所を真俯瞰から撮影可能とする撮影用クレーン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】
【０００５】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明は撮影用クレーンであって、移動自在な架台に固定されたクレーン基部と、クレーン基部に対し水平周り及び上下方向に回動自在に軸支され、下方に開いた円弧又はＵ字に湾曲したアーチ形状を有する湾曲ブームと、湾曲ブームの先端に設けられた撮影機器を支持する雲台と、湾曲ブームの上下方向の回動に対し雲台の姿勢を一定に維持するリンク機構と、湾曲ブームの後方に設けられたバランス用のウェイトとを備えたことを特徴とする。ここで、架台は、湾曲ブームにおける湾曲頂部の内側の高さを人間の身長を越える高さに支持する。
【０００６】
リンク機構は、所謂湾曲した近似的な平行リンク機構であり、湾曲ブームで構成され一端をクレーン基部に第1支点で軸支し他端を雲台側に第２支点で軸支した第1リンク部材と、第1リンク部材に沿って配置され一端をクレーン基部に第３支点で軸支し他端を雲台側に第４支点で軸支した多節リンクを用いた第２リンク部材と、第１リンク部材に固定されて接線方向にガイド溝を有しガイド溝に前記第２リンク部材の多節リンク支点を摺動自在に遊嵌して第１リンク部材に対し第２リンク部材の動きを拘束させるガイド部材とを備える。
【０００７】
またリンク機構において、湾曲ブームで構成された第１リンク部材は湾曲パイプ部材であり、第２リンク部材は、複数の湾曲リンクプレートを連結しており、パイプ部材の内部に固定されたガイド部材のガイド溝に第２リンク部材の多節リンク連結軸を摺動自在に遊嵌する。
【０００８】
第２リンク部材は、３本の湾曲リンクプレートを２ヵ所で連結した２節リンクで構成され、第１リンク部材を構成する湾曲パイプ部材の内部の２ヵ所に固定されたガイド部材のガイド溝に第２リンク部材の各リンク連結軸を摺動自在に遊嵌する。
【０００９】
雲台は、湾曲ブームの先端に装着され水平回りに回動自在な首振り機構部と、首振り機構部に対し搭載した撮影機器を水平及び垂直周りに相対的に回動する３次元回動機構と、首振り機構及び３次元回動機構を制御する遠隔操作部とを備える。
【００１０】
また雲台の首振り機構は、湾曲ブームの先端に対し雲台側を水平回りに回動させる第1モータを備え、三次元回動機構は、Ｌ字形に屈曲したパイプ部材を有し、パイプ部材の一辺に内蔵した第２モータにより首振り機構に対し回動自在に装着すると共に、パイプ部材の他片に内蔵した第３モータにより撮影機器を装着するアダプタを回動自在に装着する。
【００１１】
撮影用クレーンの遠隔操作部は、首振り機構の操作スイッチ、三次元回動機構の操作スイッチ及び撮影機器のズーム操作スイッチを備える。更に撮影用クレーンの架台に、撮影機器の映像を表示するモニタディスプレイを設ける。更に、湾曲ブームの雲台近傍の下部に下向きに突出して操作ハンドルを必要に応じて設ける。
【発明の効果】
【００１２】
このような本発明の撮影用クレーンにあっては、例えば手術台周囲の必要スペースの外側に台車に乗った架台を配置した状態で、湾曲ブームがスタッフの頭を跨ぐ形で手術台の直上に小型ビデオカメラを搭載した雲台を位置させることとなり、手術を邪魔することなく又撮影視界を妨げられることなく、適切に手術の様子を上方から撮影することができる。
【００１３】
また湾曲ブームを第1リンクと湾曲ブームに沿って配置され且つ第1リンクに対し動きが拘束された多節リンクを第２リンクとする湾曲した特殊な平行リンク機構を構成し、湾曲ブームの上下の動きに対し撮影機器の姿勢を一定に保つことができる。
【００１４】
特に平行リンク機構の第２リンクを多節リンクとしてリンク連結軸を第１リンクに固定したガイド部材のガイド溝に遊嵌して動きを拘束することにより、第２リンク部材を単に湾曲リンクとした場合の応力集中による第２リンクの挫屈破損を確実に防止し、例えば上下３０°といった限定された範囲で実質的に平行リンク機構として機能させることができる。
【００１５】
また湾曲ブームに湾曲パイプを使用し、パイプ内に多節リンクを配置することで、平行リンク機構が外部に露出せず、清掃が容易で埃の付着も少なく、清潔さの保持が要求される医療現場に適した構造をもつ。
【００１６】
更に、湾曲ブームの先端に水平回りに回動する首振り機構を設けたことで、手術台外側のどのような位置に台車に乗ったクレーン基台が配置されていても、ブーム先端における水平回りの首振り回動で、上から見た手術部位に対し撮影機器を一定の向き、例えば患者の姿勢に対し正対させることができ、撮影姿勢の自由度を大幅に向上できる。
【００１７】
また湾曲ブームの先端下部に操作ハンドルが下向きに突出していることから、スタッフは操作ハンドルを片手で持ってカメラ位置を簡単に変えることができ、極めて高い操作性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
発明を実施するための最良の形態
図１は、本発明による撮影用クレーンの実施形態を示した説明図である。図１において、本発明の撮影用クレーンは、クレーン本体１０と台車１２で構成される。台車１２は下部にキャスタ１４を備えており、この実施形態では３段に架台１５−１，１５−２，１５−３を設けている。台車１２の一番上の架台１５−１にはクレーン本体１０がクレーン基部１６により設置されている。クレーン基部１６に対しては旋回軸２２を介して湾曲ブーム２０が装着される。
【００１９】
湾曲ブーム２０は旋回軸２２により水平回りに回動自在に装着している。また旋回軸２２側に対する第１支点軸２４の連結により上下方向に回動自在に装着している。クレーン基部１６にはストッパ１８が設けられ、湾曲ブーム２０を任意の上下位置に回動した状態で位置決め固定できるようにしている。即ちストッパ１８は一端を旋回軸ベース２３に軸支したリンク１８−１と共に、他端を湾曲ブーム２０のバランスウェイト３０側に軸支したリンク１８−２を中央でスライド自在にはめ合わせ、この嵌め合わせ部分にロックスライダ１９を装着している。
【００２０】
ロックスライダ１９を上側に移動するとロックが解除されてリンク１８−１，１８−２はスライド自在となり、ロックスライダ１９を下側に移動するとリンク１８−１，１８−２はロックされる。湾曲ブーム２０の旋回方向のロックは、チェーンによりクレーン基部１６に下げているロックキー２０２を使用して行うが、この点は図３で説明する。
【００２１】
湾曲ブーム２０は下方に開いた円弧またはＵ字型に湾曲したアーチ形状を持っており、この湾曲アーチ上部の内側の高さを人間の身長を超える高さとなるように、台車１２の架台１５−１の上に支持している。湾曲ブーム２０の先端には雲台２６が装着され、小型ビデオカメラを装着するためのカメラアダプタ２８を設けている。雲台２６と湾曲ブーム２０の連結部分にはフレキシブルカバー２７が装着されている。フレキシブルカバー２７の内部には、湾曲ブーム２０の先端に対し雲台２６側を水平回りに回動する後の説明で明らかにする首振り機構が設けられている。また雲台２６には、カメラアダプタ２８側を水平及び垂直周りに旋回駆動する３次元回動機構が設けられている。湾曲ブーム２０の上下の回転軸となる第１支点軸２４の後方にはバランスウエイト３０が装着されている。
【００２２】
更に台車１２の架台１５−１の上には操作ボックス３２が置かれている。操作ボックス３２はケーブル３５をクレーン基部１６に設けたコネクタ部３７の中の対応するにコネクタ接続され、湾曲ブーム２０の先端側に設けている雲台２６における首振り機構及び３次元回動機構に設けているモータを遠隔操作し、更にカメラアダプタ２８に装着した小型ビデオカメラのズーム操作ができる。操作ボックス３２による小型ビデオカメラの遠隔操作は、架台１５−１に設置された液晶表示装置等のモニタディスプレイ３６に表示される撮影画像を見ながら行う。
【００２３】
図２は、図１における本発明の撮影用クレーンを前方から示した説明図である。図２において、クレーン本体１０の湾曲ブーム２０はパイプ部材を湾曲した構造であり、湾曲ブーム２０の先端に装着された雲台２６はＬ字型に屈曲したパイプ部材を使用している。このようにクレーン本体１０における湾曲ブーム２０及び雲台２６が共に表面が滑らかなパイプ部材を使用していることで、埃などが付着した際の清掃が容易であり、手術室に設置して使用する場合の清潔さを容易に保持することができる。
【００２４】
図３は、図１のクレーン基部１６を示している。クレーン基部１６に支持された旋回軸２２の旋回カバー２３の所定位置にはキー穴２００が設けられ、湾曲ブーム２０を所定位置に旋回して位置決めした状態でキー穴２００にロックキー２０２を差し込むと、ロックキー２０２がクレーン基部１６の内部に設けたキー穴に挿入され、湾曲ブーム２０の旋回をロックする。
【００２５】
クレーン基部１６には矢印マーカ２０４が表示され、また旋回カバー２３の上面には矢印マーカ２０６が表示され、図示のように矢印マーカ２０４，２０６の位置を合わせると、キー穴２００が内部のクレーン基部１６側のキー穴に位置合せされ、ロックキー２０２を差し込んで旋回をロックできる。ロックキー２０２を用いた湾曲ブーム２０の旋回ロックは、本発明の撮影用クレーンを運搬する際に利用される。
【００２６】
またクレーン基部１６にはコネクタ部３７が設けられ、コネクタ３５−１に対し操作ボックス３２からのケーブル３５を接続している。更にコネクタ部３７にはビデオ信号端子、音声信号端子、ＤＶ信号端子、Ｌａｎｋ信号端子を備えたビデオ端子部３７が設けられている。ロックキー２０２を差し込んでロックする位置は、旋回ブーム２０を後ろ向きとなる台車１２側に旋回させた状態である。
【００２７】
図４は、図１のクレーン本体に設けている湾曲ブーム２０を取り出して示した説明図である。図４において、湾曲ブーム２０は中空の金属パイプであり、湾曲ブーム２０の後端側のパイプ端部にブーム後端部４０−１を固定し、パイプ先端側にブーム先端部４２−１を固定している。この湾曲ブーム２０の先端及び後端側の詳細は図５に取り出している。
【００２８】
図５（Ａ）は湾曲ブーム２０の先端側であり、湾曲ブーム２０のパイプ先端に、先端取出部５８を介して２つに分かれたブーム先端部４２−１，４２−２を装着している。また図５（Ｂ）は湾曲ブーム２０の後端側であり、湾曲ブーム２０のパイプ後端に、後端取出部５６を介して２つに分かれたブーム後端部４０−１，４０−２を設けている。なお図５のブーム先端及びブーム後端側は、図３におけるブーム先端及び後端を湾曲ブーム２０の曲率中心に対し半径方向となる外側から見た状態の説明図である。
【００２９】
再び図４を参照するに、湾曲ブーム２０のブーム後端部４０−１は、旋回軸２２に対し第１支点軸２４により上下に回動自在に装着されている。またブーム先端部４２−１は、先端金具４４に対し第２支点軸４６により回動自在に装着されている。湾曲ブーム２０の内部には２節リンク４８が組み込まれ、後端側を第３支点軸２５により旋回軸２２に連結し、先端側を第４支点軸５４により先端金具４４に連結している。
【００３０】
２節リンク４８は、３つのリンクプレート４８−１，４８−２，４８−３を２箇所の連結軸５０−１，５０−２で連結した多節リンク部材である。更に、湾曲ブーム２０内の２節リンク４８における連結軸５０−１，５０−２に対応した位置にはガイド部材５２−１，５２−２が固定され、湾曲ブーム２０に対する２節リンク４８の動きを拘束している。
【００３１】
図６は、図４の湾曲ブーム２０の内部構造の断面図である。湾曲ブーム２０は中空のパイプ部材であり、ブーム後端部４０−２を旋回軸２２に第１支点軸２４により連結し、ブーム先端部４２−２は第２支点軸４６により先端金具４４に連結している。また湾曲ブーム２０の内部には２節リンク４８が湾曲ブーム２０に沿って配置されている。
【００３２】
２節リンク４８はリンクプレート４８−１，４８−２，４８−３を支点軸５０−１，５０−２で連結しており、後端側を旋回軸２２により第３支点軸２５で連結し、先端側を先端金具４４に第４支点軸５４で連結している。また湾曲ブーム２０内の２節リンク４８の連結軸５０−１，５０−２に対応した位置にはガイド部材５２−１，５２−２が固定されている。
【００３３】
図７は、図６の２節リンク４８を取り出し、図７（Ａ）に側面図を、図７（Ｂ）に平面図を示している。２節リンク４８は、３本のリンクプレート４８−１，４８−２，４８−３を連結軸５０−１，５０−２で連結している。連結軸５０−１，５０−２は図７（Ｂ）に示すように、連結部におけるリンクプレート４８−１，４８−２の合せ部分及びリンクプレート４８−２，４８−３の合せ部分より両側に突出しており、連結軸５０−１，５０−２の両側の突出部分が、図６の湾曲ブーム２０に設けているガイド部材５２−１，５２−２のガイド溝に嵌合する。
【００３４】
また２節リンク４８を構成する３本のリンクプレート４８−１〜４８−３は、円弧状に配置される図７（Ａ）の側面から見て十分な幅を持っており、これによってリンク縦方向に加わる力に対し十分な剛性を得るようにしている。
【００３５】
図８は、図６の湾曲ブーム２０におけるガイド部材５２−１の内蔵部分の拡大断面図である。図８において、ガイド部材５２−１は、湾曲ブーム２０の内部に皿ネジ６４−１，６４−２により固定され、下部に開口した部分にリンクプレート４８−１，４８−２の連結部分を通すようにしている。
【００３６】
図９は、図８のガイド部材５２−１の内蔵部分の横断面図であり、図１０にガイド部材５２−１を取り出して示している。図１０から明らかなように、ガイド部材５２−１は、上部の固定部材６６の下部に一定のガイド間隔を介して上ガイド部材７２−１，７２−２を固着し、上ガイド部材７２−１，７２−２の外側に横ガイド部材７０−１，７０−２を固定し、その下部内側に下ガイド部材７２−３，７２−４を固定している。このような構造により、内部内側の両側にガイド溝６８−１，６８−２を形成している。
【００３７】
このガイド部材５２−１は、図９のように、湾曲ブーム２０の内部に皿ネジ６４−１，６４−２により固定され、この固定状態でガイド溝６８−１，６８−２は、湾曲ブーム２０の円弧に対し接線方向に位置する。ガイド部材５２−１のガイド溝６８−１，６８−２にはリンクプレート４８−１，４８−２を連結する連結軸５０−１の両端が摺動自在に遊嵌されている。
【００３８】
連結軸５０−１とガイド溝６８−１，６８−２の間には必ずクリアランスができるように両者の寸法関係を決めている。ガイド溝６８−１，６８−２と連結軸５０−１の間に若干の隙間を形成しておくことで、湾曲ブーム２０と２節リンク４８で構成される湾曲した平行リンク機構によって湾曲ブーム２０の例えば水平に対し上下±３０°程度の範囲での動きを許容することができる。
【００３９】
本発明の撮影用クレーンにおける湾曲した平行リンク機構を更に詳細に説明すると次のようになる。図６において、湾曲ブーム２０は、４本のリンクの平行配置で構成される平行リンク機構における第１リンク部材に相当し、第１リンク部材に相対して平行な第２リンク部材が２節リンク４８で構成される。
【００４０】
第１リンク部材としての湾曲ブーム２０と第２リンク部材としての２節リンク４８の一端は、固定側となる旋回軸２２に対し第１支点軸２４と第３支点軸２５で連結され、この２つの支点軸２４，２５を連結する仮想リンクが第３リンクであり、且つ固定リンクとなる。
【００４１】
また第１リンク部材を構成する湾曲ブーム２０の先端と第２リンク部材を構成する２節リンク４８の先端は、先端金具４４に対し第２支点軸４６と第４支点軸５４で連結され、第２支点軸４６と第４支点軸５４を連結する仮想的なリンクが第４リンクであり、この第４リンクは旋回軸２２側の固定リンク（第３リンク）に対し一定の位置関係を持って平行移動する可動リンクとなる。
【００４２】
通常の平行リンク機構にあっては、４つの支点軸２４，２５，４６，５４を連結する４本のリンクは相対するリンクが平行関係にあるが、本発明の撮影用クレーンにあっては、第１支点軸２４と第３支点軸２５でなる固定側に対する回動リンクとしての第１リンク及び第２リンクが下方に開いた円弧またはＵ字状に湾曲している点が特殊な構造といえる。
【００４３】
このように向かい合うリンク部材が湾曲した平行リンク機構にあっては、先端側にかかる荷重を湾曲した２本のリンクで支えなければならず、単に平行湾曲リンクとした場合には各リンクの剛性をかなり強くしなければならず、構造が複雑で大型化してしまう。そこで本発明にあっては、先端に加わる荷重を支えるリンク部材としてパイプ部材を使用した湾曲ブーム２０を第１リンク部材とし、その中に先端側と後端側の位置関係を調整するための第２リンク部材として２節リンク４８を配置している。
【００４４】
ここで本発明の撮影用クレーンにあっては、湾曲ブーム２０の先端に装着した小型ビデオカメラの高さ方向の位置を調整する際には、先端金具４４の先に装着されている小型ビデオカメラの部分、例えば雲台を上下に移動させることになる。このため先端金具４４に対しては、湾曲ブーム２０を下げる際には下向きの力が加わり、湾曲ブーム２０を上げる際には上向きの力が加わる。
【００４５】
先端金具４４の下向きの力に対し、２節リンク４８は固定側に対し引張力を受ける。逆に先端金具４４の上向きの力に対し、２節リンク４８は固定側に対し圧縮力を受ける。このような先端側に加わる上下の荷重に対する２節リンク４８に加わる引張力及び圧縮力は、連結軸５０−１，５０−２のガイド部材５２−１，５２−２に設けている接線方向のガイド溝に対する当接で力が吸収され、直接リンクプレート４８−１〜４８−３に加わる引張力と圧縮力を緩和する。
【００４６】
もし２節リンク４８とせずに１本の湾曲したリンクプレートを使用した場合には、湾曲ブーム２０の先端を上げ下げする際の先端金具４４に加わる上下の力による湾曲リンクプレートの固定側に対する引張力または圧縮力により、湾曲リンクプレートはそのほぼ中央部分で応力集中を起こして挫屈破損してしまう。これを防ぐためには湾曲リンクプレートとしてかなり剛性の高いものを使用しなければならない。
【００４７】
これに対し、本発明のように、２節リンク４８とし、ガイド部材５２−１，５２−２に対し連結軸５０−１，５０−２による湾曲ブーム２０側に対する拘束を行うことで、湾曲ブーム２０に内蔵する多節リンク部材として剛性の小さなリンクで済ますことができる。
【００４８】
図１１は、本発明の撮影用クレーンの湾曲部分先端に装着した雲台の説明図である。雲台２６は湾曲ブーム２０の先端金具４４に対しアングル７５を軸８０回りに回転自在に装着することで首振り機構を構成している。この首振り機構のアングル７５の先端には、３次元回動機構を構成するＬ字型に屈曲したパイプユニット７６が装着される。パイプユニット７６は、Ｌ字型の一辺となる第１回動部７６−１を軸８４によりアングル７５に対し垂直回りに回転自在に装着している。この軸８４を回転中心として、パイプユニット７６の第１回動部７６−１内には第２モータ８２が組み込まれ、第２モータ８２によってパイプユニット７６がアングル７５に対し軸８４回りに回動される。パイプユニット７６の他辺となる第２回動部７６−２には第３モータ８６が組み込まれており、第３モータ８６はカメラアダプタ２８を軸８５回りに回動する。カメラアダプタ２８には小型ビデオカメラ８８が下向きに装着されている。
【００４９】
図１２は、図１１の雲台２６の側面図である。図１２にあっては、先端金具４４に対し水平回りに回動自在に設けた首振り機構を構成するアングル７５が設けられており、アングル７５は先端金具４４側に組み込んでいる第１モータ７８により軸８０回り即ち水平回りに回動して、パイプユニット７６側に装着している小型ビデオカメラ８８を水平回りに首振り移動させることができる。
【００５０】
このように本発明の撮影用クレーンにおける雲台２６にあっては、湾曲ブーム２０の先端に対し水平回りに回動する首振り機構と、これに対し更に垂直及び水平回りに回動する３次元回動機構を設けたことで、図１２における小型ビデオカメラ８８の撮影方向に対し矢印９５で示す水平回りの左右回転、矢印９６で示す小型ビデオカメラ８８から見て左右方向、矢印９８で示す小型ビデオカメラ８８から見て上下方向の動きを調整することができる。また先端金具４４の側面にはテレビカメラを接続するビデオ信号端子、音声信号端子、ＤＶ信号端子、Ｌａｎｋ信号端子を備えたビデオ端子部８９を設けている。
【００５１】
図１３は、本発明の撮影用クレーンで使用する操作ボックス３２の説明図である。操作ボックス３２には、首振り操作スイッチ９０、４方向操作スイッチ９２及びズーム操作スイッチ９４が設けられている。首振り操作スイッチ９０を右または左に操作することで、図１１のアングル７５が左右方向に回動される。また４方向操作スイッチ９２を左または右方向に操作すると、パイプユニット７６内の第３モータ８６が回動して、小型ビデオカメラ８８を矢印９６で示す左または右方向に操作する。
【００５２】
また４方向操作スイッチ９２を上下方向に操作すると、パイプユニット７６の第２モータ８２の駆動により、小型ビデオカメラ８８は矢印９８で示す上または下方向に回動される。更に、ズームスイッチ９４を前後に操作することで小型ビデオカメラ８８のズームインとズームアウトを制御できる。
【００５３】
このような操作ボックス３２による小型ビデオカメラ８８の撮像位置及びズームの操作は、図１のモニタディスプレイ３６で撮影画像を見ながら調整することになる。なお、この実施形態にあっては、操作ボックス３２をクレーン本体に対しケーブル接続している場合を例にとっているが、操作ボックス３２として無線もしくは赤外線を使用することで、ケーブル接続を必要としないリモートコントロールを行うことができる。
【００５４】
図１４は本発明による撮影用クレーンの他の実施形態の説明図である。図１４において、この実施形態にあっては、クレーン本体１００は取付台１０４の上にクレーン基部１０２を取り付けており、クレーン基部１０２に対しては第１支点軸１０５により湾曲ブーム１０３が上下に回動自在に装着されている。
【００５５】
湾曲ブーム１０３は、この実施形態にあっては、２枚の湾曲プレートを上側の複数個所で連結したアングル構造としている。湾曲ブーム１０３の先端は第２支点軸１２０により先端金具１１８に連結されている。また湾曲ブーム１０３の後方にはウェイト取付部１１１が延在され、ここにウェイトが連結される。湾曲ブーム１０３の内側には１節リンク部材１１０が配置される。１節リンク部材１１０はリンクロッド１１０−１、１１０−２を連結軸１２４で連結している。
【００５６】
１節リンク部材１１０の後端側は第１支点軸１０５によりクレーン基部１０２に連結され、先端側は第４支点軸１２８により先端金具１１８に連結されている。リンクロッド１１０−１，１１０−２を連結する連結軸１２４は、湾曲ブーム１０３の最頂部側面に形成したガイド溝１２６に摺動自在に遊嵌されている。
【００５７】
このためクレーン基部１０２を固定側として第１支点軸１０５と第３支点軸１２２により湾曲ブーム１０３と１節リンク１１０を連結し、第２支点軸１２０と第４支点軸１２８で先端金具１１８を可動側として連結することにより、湾曲した近似的平行リンク機構を構成している。湾曲ブーム１０３の先端の先端金具１１８に対しては、雲台１０６が装着されている。
【００５８】
雲台１０６はＬ字型のアングル１０７を先端金具１１８に対し矢印１２９回りに回動自在に装着し、更にアングル１０７に対し小型ビデオカメラ１０８を矢印１３０回りに回動自在に装着している。この矢印１２９回りの回動及び矢印１３０回りの回動は、アングル１０７に内蔵したモータにより行われる。更に、湾曲ブーム１０３の雲台１０６近傍の下部には下向きに突出して操作ハンドル１１２が装着され、手術中にスタッフが操作ハンドル１１２を片手で持って小型ビデオカメラ１０８の位置を調整することができるようにしている。
【００５９】
図１５は、図１４の実施形態のブーム水平状態での側面図であり、クレーン本体１００に対しウェイト取付部１１１を介してバランスウェイト１１３を取り付けた状態の側面図である。またクレーン本体１００は、取付台１０４を取付アングル１１４を介して架台１１５に固定しており、架台１１５は図１の実施形態と同様、キャスタ付きの台車を構成している。
【００６０】
図１６は、本発明による撮影用クレーンの他の実施形態の説明図であり、基本的には図１３，図１６の実施形態と同じであるが、クレーン本体１００を固定した架台１１５は台車１３２に固定され、台車１３２はキャスタ１３４を備え、自由に移動することができる。また架台１１５の上にはコントロールボックス１３６が置かれ、雲台１０６に装着した小型ビデオカメラ１０８を下向き状態で水平及び垂直方向に調整することができる。更に図１６の実施形態にあっては、湾曲ブーム１０３の上部に持ち運びに使用する取っ手１１６を設けている。
【００６１】
なお上記の実施形態は医療現場での撮影を例に取るものであったが、本発明はこれに限定されず、作業者が周囲に位置してテーブル上で作業や処置するような撮影現場であれば適宜の用途の撮影にそのまま使用できる。
【００６２】
また上記の実施形態にあっては、首振り機構や３次元回動機構を備えた雲台を例に取るものであったが、湾曲ブーム先端に直接、小型ビデオカメラを取り付ける構造であってもよい。また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【００６３】
産業上の利用の可能性
以上説明したように本発明の撮影用クレーンにあっては、例えば手術台の周囲の必要スペースの外側に架台を配置し、湾曲クレーンがスタッフの頭を跨ぐ形で手術台の直上に小型ビデオカメラを搭載した雲台を位置させることとなり、手術を邪魔することなく又撮影視界を妨げられることなく、真俯瞰から手術の様子を正確に撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明による撮影用クレーンの実施形態を示した説明図；
【図２】本発明による撮影用クレーンを前方から示した説明図；
【図３】図１のクレーン基部の説明図；
【図４】図１の湾曲ブームの説明図；
【図５】図１の湾曲ブームの先端部分と後端部分の説明図；
【図６】図１の湾曲ブームの内部構造の断面図；
【図７】湾曲ブームに内蔵している２節リンクの説明図；
【図８】図６の湾曲ブームにおけるガイド部材の内蔵部分の拡大断面図；
【図９】図８の湾曲ブームにおけるガイド部材の内蔵部分の横断面図；
【図１０】ガイド部材の斜視図；
【図１１】湾曲ブーム先端に装着した雲台の説明図；
【図１２】図１１の雲台の側面図；
【図１３】撮影用クレーンで使用する操作ボックスの説明図；
【図１４】本発明による撮影用クレーンの他の実施形態の説明図；
【図１５】図１４の実施形態のブーム水平状態での側面図；
【図１６】本発明による撮影用クレーンの他の実施形態の説明図；
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004112632.tif 000019
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2004112632.tif 000020
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2004112632.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成18年3月13日(2006.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
移動自在な架台に固定されたクレーン基部と、
前記クレーン基部に対し水平周りに回動自在に軸支された旋回軸と、
前記旋回軸に対し上下方向に回動自在に軸支され下方に開いた円弧又はＵ字に湾曲したアーチ形状を有する湾曲ブームと、
前記湾曲ブームの先端に設けられた撮影機器を支持する雲台と、
前記湾曲ブームの上下方向の回動に対し前記雲台の姿勢を一定に維持するリンク機構と、
前記湾曲ブームの後方に設けられたバランス用のウェイトと、
を備え、
前記リンク機構は、
前記湾曲ブームで構成され、一端を前記旋回軸に第１支点で軸支し、他端を前記雲台側に第２支点で時駆使した第１リンク部材と、
前記第１リンク部材に沿って配置され、一端を前記旋回軸に第３支点で軸支し、他端を前記雲台側に第４支点で軸支し、複数のリンクプレートを連結軸で相互に連結してなる第２リンク部材と、
前記第１リンク部材に固定されて前記湾曲ブームの接線方向にガイド溝を有し、前記ガイド溝に前記第２リンク部材における各リンクプレートの連結軸を摺動自在に遊嵌して前記第１リンク部材に対し第２リンク部材の動きを拘束させるガイド部材と、
を備えたことを特徴とする撮影用クレーン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
特許請求の範囲１の撮影用クレーンに於いて、前記湾曲ブームで構成された前記第１リンク部材は湾曲パイプ部材であり、前記第２リンク部材は、複数の湾曲リンクプレートを連結して構成され、前記パイプ部材の内部に固定された前記ガイド部材のガイド溝に前記第２リンク部材の各リンクプレートの連結軸を摺動自在に遊嵌したことを特徴とする撮影用クレーン。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明は撮影用クレーンであって、移動自在な架台に固定されたクレーン基部と、クレーン基部に対し水平周り
に回動自在に軸支された旋回軸と、旋回軸に対し上下方向に回動自在に軸支され、下方に開いた円弧又はＵ字に湾曲したアーチ形状を有する湾曲ブームと、湾曲ブームの先端に設けられた撮影機器を支持する雲台と、湾曲ブームの上下方向の回動に対し雲台の姿勢を一定に維持するリンク機構と、湾曲ブームの後方に設けられたバランス用のウェイトとを備えたことを特徴とする。ここで、架台は、湾曲ブームにおける湾曲頂部の内側の高さを人間の身長を越える高さに支持する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
リンク機構は、所謂湾曲した近似的な平行リンク機構であり、湾曲ブームで構成され一端を旋回軸に第1支点で軸支し他端を雲台側に第２支点で軸支した第1リンク部材と、第1リンク部材に沿って配置され一端を旋回軸に第３支点で軸支し他端を雲台側に第４支点で軸支し、複数のリンクプレートを連結軸で相互に連結してなる第２リンク部材と、第１リンク部材に固定されて湾曲ブームの接線方向にガイド溝を有しガイド溝に前記第２リンク部材における各リンクプレートの連結軸を摺動自在に遊嵌して第１リンク部材に対し第２リンク部材の動きを拘束させるガイド部材とを備える。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
またリンク機構において、湾曲ブームで構成された第１リンク部材は湾曲パイプ部材であり、第２リンク部材は、複数のリンクプレートを連結軸で相互に連結しており、パイプ部材の内部に固定されたガイド部材のガイド溝に第２リンク部材における各リンクプレートの連結軸を摺動自在に遊嵌する。
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月6日(2006.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
移動自在な架台に固定されたクレーン基部と、
前記クレーン基部に対し水平周りに回動自在に軸支された旋回軸と、
前記旋回軸に対し上下方向に回動自在に軸支され下方に開いた円弧又はＵ字に湾曲したアーチ形状を有する湾曲ブームと、
前記湾曲ブームの先端に設けられた撮影機器を支持する雲台と、
前記湾曲ブームの上下方向の回動に対し前記雲台の姿勢を一定に維持するリンク機構と、
前記湾曲ブームの後方に設けられたバランス用のウェイトと、
を備え、
前記リンク機構は、
前記湾曲ブームで構成され、一端を前記旋回軸に第１支点で軸支し、他端を前記雲台側に第２支点で軸支した第１リンク部材と、
前記第１リンク部材に沿って配置され、一端を前記旋回軸に第３支点で軸支し、他端を前記雲台側に第４支点で軸支し、複数のリンクプレートを連結軸で相互に連結してなる第２リンク部材と、
前記第１リンク部材に固定されて前記湾曲ブームの接線方向にガイド溝を有し、前記ガイド溝に前記第２リンク部材における各リンクプレートの連結軸を摺動自在に遊嵌して前記第１リンク部材に対し第２リンク部材の動きを拘束させるガイド部材と、
を備えたことを特徴とする撮影用クレーン。
【国際調査報告】
2004112632.tif 000022
2004112632.tif 000023
2004112632.tif 000024
2004112632.tif 000025