(57)【要約】本発明は、平衡カメラ三脚ヘッドに関する。この三脚ヘッドは、ベース要素(4)と、傾斜軸線(N)周りに回転することができるようにベース要素(4)と結合し、カメラ・システムと堅固に結合することができる傾斜可能装置(2)と、ヘッドが傾斜するときに生じる傾斜モーメントを補償する装置であって、ベース要素(4)上にその一端部がある少なくとも1つの渦巻きばね(3)を備える装置とを具備する。傾斜モーメントを補償する装置は、傾斜軸線(N)と距離をおいて傾斜可能装置(2)上に取り付けられ、カメラ・システムが傾斜するときに渦巻きばね(3)を偏向させる従動装置(5)を備える。前記渦巻きばね(3)は、傾斜可能装置に、したがってカメラ・システムに実質的に正弦状の復元モーメントを加える。
2004520550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース要素(4)と、
一方側が傾斜軸線(N)周りに回転することができるようにベース要素(4)に取り付けられ、もう一方側がカメラ・システムに堅固に取り付けることができる、傾斜可能装置(2)と、
傾斜移動中に生じる傾斜モーメントを補償する装置であって、ベース要素(4)に対してその一端部で支持された少なくとも1つの渦巻きばね(3)を含む装置と、を備えるカメラ三脚ヘッドにおいて、
傾斜モーメントを補償する装置が、傾斜軸線(N)から一定の距離の点で傾斜可能装置(2)上に配置され、カメラ・システムの傾斜移動中に傾斜方向に渦巻きばね(3)を偏向させる従動装置(5)を含み、渦巻きばね(3)が従動装置(5)を介して実質的に正弦状である復元モーメントを傾斜可能装置(2)上に、したがってカメラ・システム上に加えることを特徴とするカメラ三脚ヘッド。
【請求項２】
従動装置(5)が、軸線(Z)周りに回転できるように傾斜可能装置(2)上に配置され、この軸線は傾斜軸線(N)に実質的に平行であることを特徴とする、請求項１に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項３】
従動装置(5)が、回転できるように傾斜可能装置(2)と連結された少なくとも1つのキャリヤ要素(6)と、少なくとも1つの従動子(7)からなることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項４】
少なくとも2つの従動子(7)が設けられ、この従動子(7)が渦巻きばね(3)の前後で傾斜方向に配置されることを特徴とする、請求項３に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項５】
1つまたは複数の従動子(7)が、ロッドの形に設計されることを特徴とする、請求項３または請求項４に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項６】
1つまたは複数の従動子(7)が、摩擦低減要素、特にローラ(13)または玉軸線受を備えており、カメラが傾斜すると摩擦が減少して、1つまたは複数の従動子(7)が渦巻きばね(3)に対して移動することを特徴とする、請求項３から請求項７までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項７】
ベース要素(104)と、
一方側が傾斜軸線(N)周りに回転できるようにベース要素(104)に取り付けられ、もう一方側がカメラ・システムに堅固に取り付けることができる傾斜可能装置(102)と、
傾斜移動中に発生した傾斜モーメントを補償する装置であって、ベース要素(104)に対してその一端部で支持された少なくとも1つの渦巻きばね(103)を含む装置と
を備えるカメラ三脚ヘッドであって、
傾斜モーメントを補償する装置が、傾斜軸線(N)から一定の距離の点で傾斜可能装置(102)上に配置され、カメラ・システムの傾斜移動中に傾斜方向に対して渦巻きばね(3)の少なくとも1つを偏向させる従動装置(105)を含み、少なくとも1つの渦巻きばね(3)が、従動装置(105)を介して実質的に正弦状の復元モーメントを傾斜可能装置(102)上に、したがってカメラ・システム上に加えることを特徴とするカメラ三脚ヘッド。
【請求項８】
2つの渦巻きばね(103)が設けられ、これらのばねが0°の傾斜角度で傾斜軸線に直角な平面に対して互いの鏡像として等角度で配置されることを特徴とする、請求項７に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項９】
カメラが傾斜すると、一方の渦巻きばね(103)が傾斜方向に対して偏向し、もう一方の渦巻きばね(103)が傾斜方向に偏向することを特徴とする、請求項８に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項１０】
ちょうど一方の渦巻きばね(103)が設けられ、渦巻きばね(103)の長手方向に移動可能であり、カメラの正と負の傾斜角度の両方の場合に渦巻きばね(103)を偏向させるように、従動装置(105)が配置されることを特徴とする、請求項７に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項１１】
従動装置(105)が、傾斜可能装置(102)に堅固に連結されたキャリヤ・ロッド(106)を含むことを特徴とする、請求項７から請求項１０までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項１２】
従動装置(105)が、傾斜可能装置(102)に対してその長手方向周りに回転可能であるキャリヤ・ロッド(106)を含むことを特徴とする、請求項７から請求項１０までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項１３】
従動装置(105)がさらに、キャリヤ・ロッド(106)周りに配置された回転可能スリーブを含み、カメラ・システムの傾斜移動中にスリーブが少なくとも1つの渦巻きばね(103)上を転動することを特徴とする、請求項１１または請求項１２に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項１４】
従動装置(5;105)が、カメラの傾斜移動中に渦巻きばね(3;103)に対して移動可能であることを特徴とする、請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項１５】
傾斜可能装置(2;102)が、少なくとも1つの傾斜脚(2';102')および少なくとも1枚のキャリヤ板(12;112)を含むことを特徴とする、請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項１６】
傾斜可能装置(2;102)が、互いに平行に配置された少なくとも2本の傾斜脚(2';102')を含むことを特徴とする、請求項１５に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項１７】
渦巻きばね(3;103)が渦巻きばね板(3;103)として形成されることを特徴とする、請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項１８】
渦巻きばね板(3;103)が、方形、台形または三角形の形に設計されることを特徴とする、請求項１７に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項１９】
渦巻きばね板(3;103)は、例えば材料に開けられた穴などの切り抜きを有することを特徴とする、請求項１７または請求項１８に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項２０】
傾斜角度が0°のとき、渦巻きばね板(3;103)が、傾斜軸線(N)と平行な平面にあることを特徴とする、請求項１または請求項１７及び/又は請求項１８及び/又は請求項１９のいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項２１】
いくつかの渦巻きばね(3;103)を設けたことを特徴とする、請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項２２】
1つの従動子(7)が、それぞれ2つの渦巻きばね(3)間に配置されることを特徴とする、請求項１または請求項２１に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項２３】
少なくとも1つの渦巻きばね(3;103)の代わりに、渦巻きばねスタック(3')を使用することを特徴とする、請求項１から請求項２２までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項２４】
さらに、調節装置(8、9)が設けられ、これによって渦巻きばね(3、3';103)の有効長さ(L)を変更することができることを特徴とする、請求項１から請求項２３までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項２５】
ばねの有効長さ(L)を連続的に調節することができることを特徴とする、請求項２４に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項２６】
傾斜軸線(N)と傾斜可能装置(2;102)および従動装置(5;105)の連結点の間の距離(a)が調節可能であることを特徴とする、請求項１から請求項２５までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項２７】
傾斜角度が0°のときに小さな予張力が加えられるように、渦巻きばね(3;3';103)が、ベース要素(4;104)および従動装置(5;105)に対して配置されることを特徴とする、請求項１から請求項２６までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項２８】
傾斜角度が0°であるとき、渦巻きばね(3、3';103)にほぼ最大許容ひずみが加えられることを特徴とする、請求項１から請求項２７までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項２９】
渦巻きばね(3、3';103)がカーボン・ファイバ、スチールまたはグラス・ファイバ、または材料の組合せで作られていることを特徴とする、請求項１から請求項２８までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項３０】
さらに、傾斜移動を制動する装置(16、17、18、19)を設けたことを特徴とする、請求項１から請求項２９までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項３１】
少なくとも1つの渦巻きばね(3、3';103)が中実体として構成されることを特徴とする、請求項１から請求項３０までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【請求項３２】
少なくとも1つの渦巻きばね(3、3';103)が中空体として構成されることを特徴とする、請求項１から請求項３１までのいずれか１項に記載のカメラ三脚ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１及び請求項７の前文に記載のカメラ三脚ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば重量もしくは寸法により、または円滑なカメラの移動に関する特別な要件のために、手で持つことができないカメラは、三脚または脚柱に支えられる。このカメラは、水平軸線(傾斜軸線)および垂直軸線(旋回軸線)周りに回転可能な三脚ヘッドに取り付けられて、カメラマンはカメラの対物レンズで移動する対象物を追従することができる。(以下、「カメラ三脚」という用語のみを使用する。ただし、この説明はカメラ脚柱にも同様に当てはまる。)カメラを傾斜させる、すなわち三脚ヘッドをその傾斜軸線周りに回転させると、カメラの重力と一緒にこの軸線(重心の高さ)からカメラの重心までの距離により、傾斜角度による傾斜軸線周りの回転モーメントが生じる。
【０００３】
重量補償装置は、この傾斜モーメントを補償することによりカメラを力の影響を受けないように傾斜させることを可能にする必要がある。異なるカメラまたはテレプロンプタなどの付属装置を取り付けるとき、荷重モーメントがすぐに変化するので、この重量補償は重心の異なる重量および異なる重心高さに合わせて迅速かつ簡単に調節可能である必要がある。
【０００４】
さらに、重量補償により、少なくとも±90°の傾斜範囲で、続いて移動が起こらずにどんな傾斜位置でも直接カメラを保持して、カメラを傾斜させたとき空間視野全体を覆うことが可能になる。
【０００５】
静かな傾斜移動を可能にするため、三脚ヘッドはさらに、重量補償とは無関係な、またできる限り調節可能で摩擦がない制動装置を備えている必要がある。
【０００６】
従来技術文献に記載の公知のカメラ三脚ヘッドは、傾斜移動を制動するために回転抵抗が調節可能な油圧式制動要素を有する。また別の従来技術文献は、三脚ヘッド用制動装置を記載している（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００７】
さらに別の従来技術文献によれば、重量補償に関して、例えば傾斜軸線上に交互に配置されたいくつかのゴム製円板ねじりばねを備える傾斜モーメント補償が知られている。この場合、それぞれのばねと係合したり、係合を外したりすることによって、重量補償を適合させることができる。連続して配置された圧縮ばねまたはねじりばねによる傾斜モーメント補償も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
さらにまた別の従来技術文献の記載から、ピッチ軸線周りに旋回する物体用の重量補償装置が知られている。復元モーメントが渦巻きばね装置の助けにより、レバー・アームを介してピッチ軸線に作用する。ピッチ範囲を拡張し、理想的な回転モーメント補償を達成するために、補償装置は逓減ギアを有しており、入力シャフトの軸線はピッチ軸線であり、渦巻きばね装置はレバー・アームを介して出力シャフトに作用する（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】独国特許第2457267号明細書
【特許文献２】独国特許第2657692号明細書
【特許文献３】独国特許第3026379号明細書
【特許文献４】独国特許第3908682号公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、傾斜移動中に生じる重量モーメントを補償し、傾斜モーメントをできるだけ正確に補償し、それにも関わらずコンパクトな実行が可能である装置を備えるカメラ三脚ヘッドを作り出すという課題を基礎とするものである。
【００１０】
本発明は、請求項１に挙げる特徴を備えた三脚ヘッドにより、また請求項７に挙げる特徴を備えた三脚ヘッドによりこの課題に対処するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１によれば、この装置は傾斜軸線からある距離の位置で傾斜可能装置に取り付けられ、カメラ・システムが傾斜するとき渦巻きばねを傾斜方向に偏向させる、傾斜モーメント補償用の従動装置を含む。渦巻きばねは、本質的に正弦状の復元モーメントを従動装置により傾斜可能装置に、したがってカメラ・システム上に加える。請求項７によれば、それとは対照的に、少なくとも1つの渦巻きばねを、従動装置によって傾斜方向に対して偏向させる。
【００１２】
傾斜軸線と従動装置の渦巻きばねとの接点の間の距離によって、復元モーメント用のレバー・アームが有効に形成され、したがって渦巻きばねはカメラ・システムに復元モーメントを加える。渦巻きばねの復元力は、カメラの傾斜角度に依存し、生じる復元モーメントは正弦状である。
【００１３】
このことにより、補償モーメントの行程が少なくとも±90°の傾斜範囲全体に渡ってカメラを傾斜させるときの傾斜モーメントの行程に対応し、したがって小さな力で大きい傾斜角度にカメラを傾斜させることができ、小さな傾斜角度で、さらには大きい傾斜角度でも、続いて移動が起こらずにどんな所望位置でも固定されたままになるという利点が提供される。同時に、渦巻きばねは小型設計であり、三脚ヘッドに一体化することができる。
【００１４】
請求項１に記載の三脚ヘッドの有利な実施形態は、関連する従属請求項から得られる。
【００１５】
したがって、従動装置は回転できるように傾斜可能装置に取り付けられ、関連する回転軸線は傾斜軸線と平行であることが好ましい。この相対回転の結果、カメラの傾斜移動は完全には渦巻きばねに伝達されない。例えば、カメラの、したがって傾斜可能装置の傾斜角度が90°の場合、従動装置と傾斜可能装置の間にある角度が形成され、その結果、渦巻きばねの偏向は90°よりかなり小さくなる。このように、カメラ・システムに特に好ましい±90°の傾斜範囲が、最大許容値を超えるひずみの下で渦巻きばねなしで保証することができる。
【００１６】
このためには、カメラが傾斜したとき、従動装置が渦巻きばねに対して移動するならば特に有利である。
【００１７】
有利な安定した実施形態では、傾斜可能装置は少なくとも1本の傾斜脚を有しており、この傾斜脚はその端部を、カメラ・システムをその上に取り付けることができるキャリヤ板に連結することが好ましい。特に安定した実施形態は、互いに平行に配置された少なくとも2本の傾斜脚を使用することによって達成される。
【００１８】
渦巻きばねの実施形態の1つのオプションは、渦巻きばね板を設けることからなる。渦巻きばね板の幾何形状(方形、三角形、台形など)を適当に選択することにより、正弦状の復元モーメントの特性曲線を最適化することができる。また、例えば材料に穴を開けることによって作られた切り抜きにより、渦巻きばね板の挙動を適当に制御することができる。その平面に対して垂直に渦巻きばねを偏向させることが有利である。
【００１９】
しかし、円筒形、円錐形、中空形などに形成することができる、例えばばねロッドなど、他の形の渦巻きばねを使用することもできる。
【００２０】
有利な一実施形態では、従動装置は、回転できるように傾斜脚に連結された少なくとも1つのキャリヤ要素と、渦巻きばねを偏向させる従動子とからなる。また、傾斜軸線に平行であることが好ましい、2つ以上の従動子を設けることもできる。その場合、例えば、1つの従動子が、傾斜方向で渦巻きばねの前に配置され、第2の渦巻きばねがその渦巻きばねの後ろに配置され、したがって傾斜の方向に応じて、一方の従動子または他方の従動子が渦巻きばねを偏向させる。これらの従動子は、例えばロッドとして構成することができる。
【００２１】
従動装置から渦巻きばねまで傾斜移動を伝達させる際の摩擦損失をできるだけ最小に抑えるためには、例えばローラまたは玉軸線受の形の摩擦低減要素を従動装置に設けることが有利である。渦巻きばねとキャリヤ軸線の間の摩擦が小さいほど、傾斜移動の開始の際に起こる「引き離し効果(pull-away effect)」が小さくなる。
【００２２】
本発明のカメラ三脚ヘッドの別の実施形態では、いくつかの渦巻きばねが設けられ、各従動子は2本の渦巻きばね間に配置される。すなわち、従動子と渦巻きばねが交互に配置される。
【００２３】
本発明のカメラ・ヘッドの特に小型の実施形態は、それぞれの渦巻きばねの代わりにばねスタック(stack)を使用することによって達成することができる。いくつかの渦巻きばねスタックの場合、渦巻きばねスタックと従動子は傾斜軸線と直角に交互に配置される。この場合、渦巻きばねスタック内のそれぞれのばねは比較的薄く、その結果、最大許容ひずみに到達するまで、所与の長さについて比較的大きな距離を通して偏向することができる。したがって、特定の最大偏向を得る必要があるとき、渦巻きばねが薄いほど、短いものを選択することができる。それにもかかわらず十分な復元力を得るためには、これらの薄く短いばねを一緒に束ねて、ばねがその中で互いに移動することができるスタックにする。そうすると薄く短いばねの復元力が合算されて、スタックの全復元力を与え、物理的長さが短く保持される。しかし、スタック中のばねの数と共に、接触する表面の数も増え、それによって摩擦が損失する。したがって、スタック内のばね板間に潤滑剤があることが好ましい。また、摩擦が減少した結果、「引き離し効果」およびばねが変形するときに生じる履歴現象も最小限に抑えられる。
【００２４】
ばねスタックを使用することは、1つのばねが破壊されても、つ別のばねを使用する場合と同じ重大な影響をもたらさないという別の利点を有する。
【００２５】
重量補償装置を異なるカメラ重量および重心高さに合わせて調節するために、調節装置を設けて、湾曲するときに長さ全体ではなく、長さの一部だけでばねが弾性変形するように、渦巻きばねの有効長さを変更することが好ましい。また、ばねの有効長さを動的に変更することが可能であり、それによってばねの特性曲線は特別な要件に合わせて調節される。復元モーメント式は、ばねの長さの三乗を含む。
【００２６】
したがって、本発明のカメラ三脚ヘッドにおける渦巻きばねの剛性は、三脚ヘッドに現在取り付けられたカメラの重量に合わせてて調節され、その後は、その値は傾斜軸線回りに傾斜するときのカメラの重量モーメントの過程にちょうど対応する過程に従い、カメラの重心が傾斜軸線上のちょうど垂直方向にあるとき、ばねは回転モーメントを発生しない。カメラがその静止位置から離れて傾斜すると、カメラの重量によって生じる傾斜モーメントは、傾斜角度が増加すると共に正弦的に増加し、同時に渦巻きばねによって生じる補償モーメントも正弦的に増加する。したがって、どんな傾斜角度でも、傾斜モーメントはちょうど同じ大きさの反対のモーメントによって補償され、したがってカメラはどんな傾斜位置でも平衡に保持される。カメラマンは、カメラを傾斜させるためにごくわずかな力を加えるだけでよく、カメラはどんな傾斜角度でも固定したままとなる。
【００２７】
本発明のカメラ三脚ヘッドの有利な実施形態では、渦巻きばねの剛性は連続的に調節可能である。したがって、剛性を任意の重量および任意の重心高さのカメラに合わせて正確に調節することができる。一般的に使用されるカメラは、付属装置を含めて150kgまでの重量で、50cmまでの重心高さとし得る。テレプロンプタおよび本発明のカメラ三脚ヘッド上に取り付けることができる他の付属装置の場合、その重量とレバー比率は上記のものとは異なり、このような取り付けによって生じる重量モーメントも、本発明の重量補償装置によって補償することができる。
【００２８】
さらに、傾斜軸線と従動装置の傾斜可能装置への連結点の間の距離、すなわち復元モーメントの有効レバー・アームを調節可能に構成することもできる。このレバー・アームを短くもしくは長くすることによって、復元モーメントの正弦特性曲線を最適化することができる。とはいえ、適切なレバー・アームを一度だけ決定し、調節可能なように構成しないことも可能である。
【００２９】
ばねの材料をできるだけ効率的に利用するため、カメラの傾斜角度が90°のとき、渦巻きばねを許容限界近くまで引っ張ることが有利である。
【００３０】
渦巻きばねに使用する材料は、例えばカーボン・ファイバ、スチールまたはガラス・ファイバ、またはこれらもしくは他の材料の組合せでよい。さらに、渦巻きばねをサンドイッチ形に作ることもできる。
【００３１】
さらに、傾斜角度が0°のときに小さな予張力がばねに作用するように、ベース要素および従動装置に対して渦巻きばねを配置することが有利である。このことにより、0°の静止位置での遊びが防止される。
【００３２】
上述のとおり、別の有利な実施形態では、本発明のカメラ三脚ヘッドはまた、傾斜移動を制動する装置を有する。
【００３３】
最後に、渦巻きばねは、中空もしくは中実に、または少なくとも1つの中空体および少なくとも1つの中実体の組合せとなるように構成することができる。いくつかの渦巻きばね、または渦巻きばねスタックの場合、中空体と中実体が同時に存在してもよい。さらに、渦巻きばねは適当などんな幾何形状でもよく、例えば円筒形でもよい。
【００３４】
請求項７に記載のカメラ三脚ヘッドの有利な実施形態も、関連する従属請求項から得られる。
【００３５】
具体的には、2つの渦巻きばねを設けることができ、このばねは0°の傾斜角度で、傾斜軸線を垂直に通る平面に関して互いの鏡像として等角度で配置される。正の傾斜角度および渦巻きばねの適切な幾何配置では、一方のばねが傾斜方向に対してより強く偏向され、もう一方のばねは傾斜方向にそれほど強くなく偏向される。この状況は、負の傾斜角度では逆である。
【００３６】
しかし、端部の一方で締結した単一の渦巻きばねだけを備えることもできる。その場合、従動装置は、渦巻きばねの長手方向にばねに沿って移動し、カメラの正と負の傾斜角度の両方でばねを偏向させることができるように、渦巻きばねに対して配置される。
【００３７】
さらに、従動装置は傾斜可能装置に堅固に取り付けられたキャリヤ・ロッドを有することができる。カメラが傾斜すると、キャリヤ・ロッドは少なくとも1つの渦巻きばねに対して移動する。したがって、キャリヤ・ロッドばねを設計することが有利である。したがって、キャリヤ・ロッドとばねの間の摩擦が最小限に抑えられるように、キャリヤ・ロッドを設計することが有利である。これは、キャリヤ・ロッドに円形断面およびできるだけ円滑な表面をもたせることによって達成される。
【００３８】
あるいは、キャリヤ・ロッドは傾斜可能装置に対して長手方向軸線周りに回転することもでき、これにより従動装置と少なくとも1つの渦巻きばねの間の追加の自由度が得られる。
【００３９】
キャリヤ・ロッドに加えて、従動装置はまた、このキャリヤ・ロッド周りに回転し、カメラ・システムが傾斜したときに少なくとも1つの渦巻きばねを横切って転動するように設計されたスリーブを有することもできる。この場合も、キャリヤ・ロッドは円形断面を有する。この転動するスリーブにより、キャリヤ・ロッドと渦巻きばねの間の相対移動が容易になる。
【００４０】
単一の渦巻きばねの場合、スリーブまたは回転するキャリヤ・ロッドを、キャリヤ・ロッドの長手方向に渦巻きばねに沿って案内することが好ましい。従動装置は次いで、渦巻きばねに沿って移動可能であり、さらにスリーブまたは回転するキャリヤ・ロッドを介してばねに対して旋回することができる。同時に、従動装置は、カメラの正と負の傾斜角度の両方でばねを偏向させるように、渦巻きばねに沿ってスリーブまたは回転するロッドを介して案内される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明の例示的実施形態を添付の図面を参照してより詳しく説明する。
【００４２】
図1は、本発明の第1から第3の実施形態の原理を図示したものであり、傾斜可能装置2に取り付けられたカメラ・システム1を略図で示す。この装置は、(図の平面に直角な)傾斜軸線N周りに回転できるようにベース要素4上に配置される。ここではベース要素4と傾斜可能装置2の間の連結は明確にするために図示しない。渦巻きばね3は、ベース要素4内に支持される。
【００４３】
従動装置5は傾斜可能装置2上に配置され、渦巻きばね3はこの従動装置5を介して傾斜可能装置2に連結される。従動装置5と渦巻きばね3の間で摺動移動が可能である。
【００４４】
さらに、図1はこのシステム内に作用する力およびモーメントを図示している。カメラ・システム1は、図の平面に直角な傾斜軸線N上の垂直真上に重心Sがある、その平衡位置から傾斜角度βだけ変位している。カメラの重心と傾斜軸線Nの間の距離hのために、有効レバー・アームhsinβは、カメラの重量Gとあいまって傾斜軸線N周りに傾斜モーメントMNを発生させる。傾斜モーメントMN=Ghsinβは、角度βが増大するにつれて正弦的に増加する。
【００４５】
渦巻きばね3によって発生した復元モーメントMrは、従動装置5と傾斜可能装置2の間の接点からの傾斜軸線Nの距離に対応するレバー・アームaに起因する。渦巻きばね3の弾性力Frは、傾斜角度βの正弦関数であり、したがってちょうど傾斜モーメントMNと同じく正弦状の復元モーメントが生じる。ばね定数とレバー・アームaを適当に選択することにより、傾斜モーメントMNを補償する復元モーメントMrが生成される。さらに、有効ばね長さLを調節することによって、復元モーメントを所与のカメラ重量Gおよび重心高さhに合わせて正確に調節し、したがってカメラのあらゆる傾斜位置に起因する傾斜モーメントMNを正確に補償することができる。
【００４６】
図2は、本発明のカメラ三脚ヘッドの第1の好ましい実施形態を示す。ベース要素4は、ここではベース板10および2本の円柱形アーム11からなる。傾斜軸線N周りに回転可能で、また種々のカメラ、テレプロンプタ、スポットライトなど(図示せず)をその上に取り付けることができるキャリヤ要素12を担持することができるように、2本の傾斜脚2´が両方の円柱形アームに取り付けられる。
【００４７】
従動装置5と共に作用する渦巻きばね板3の配置は、キャリヤ要素12とその上に取り付けられたカメラが傾斜軸線N周りに傾斜するときに生じる傾斜モーメントを補償するように働く。渦巻きばね板3は下端部で、調節装置によりベース要素4に締結される。調節装置は、調節ねじ9によりベース要素4に対して垂直方向にシフトすることができる摺動要素8を含み、その結果従動装置5と渦巻きばね板3の間の接点がシフトし、したがって渦巻きばね板3の有効長さが変化する。2つの案内溝15は、調節装置の摺動要素8をベース要素4に対して案内する働きをする。
【００４８】
上端部で、渦巻きばね板3は従動装置5の従動子7と接触する。これらの従動子7は、2つのキャリヤ要素6を介して傾斜脚2'と連結され、キャリヤ要素6は傾斜軸線Nと平行な軸線Z周りに傾斜脚2´に対して回転することができる。傾斜軸線Nと軸線Zの間の距離は、この実施形態では調節可能ではない、上述のレバー・アームaに相当する。
【００４９】
傾斜脚2´が、したがってカメラ・システムが傾斜軸線N周りに傾斜すると、この移動は傾斜脚2´によってキャリヤ要素6および従動子7を経て渦巻きばね板3へ伝達される。従動子7と渦巻きばね板3の間の摩擦を最小に保持するため、従動子7はローラ13に囲まれており、このローラは、従動子7と渦巻きばね板3の間の相対移動の場合、渦巻きばね板3上を転動する。
【００５０】
キャリヤ要素6は傾斜脚2´に対して回転することができるので、カメラ・システムの傾斜移動は、渦巻きばね板3に完全には伝達されない。キャリヤ要素6と傾斜脚2´の間のこの相対回転により、渦巻きばね板3の復元力は常に従動子7に垂直に作用し、それによってシステムの故障が防止される。
【００５１】
図3は、本発明のカメラ三脚ヘッドの第2の実施形態の正面図である。図2に示す三脚ヘッドとは対照的に、この第2の実施形態は、それぞれの渦巻きばね板3の代わりに渦巻きばね板で作られたばねスタック3´を利用しているが、この点は図3からは分からない。他の点では、第2の実施形態は第1の実施形態と一致し、図3は渦巻きばねスタック3´が摺動要素8と調節装置の調節ねじ9を介してベース要素4にどのように連結されるかをさらに明確に示している。渦巻きばねスタック3´は、ねじ14により摺動要素内に締結される。さらに、図は、キャリヤ要素6、従動子7、および従動子周りに配置されたローラ13からなる従動装置5の構造を示す。
【００５２】
図4の断面図は、第2の実施形態に使用される渦巻きねじスタック3´を示す。上述のとおり、それぞれの渦巻きねじ3の代わりに渦巻きねじスタック3´を使用することによって、渦巻きばねを短くすることができ、さらに所望の復元力を提供することができるという利点が得られる。
【００５３】
図4はまた、静止位置での遊びを避けるように、渦巻きばねスタック3´が3つのローラ13と接触することを示している。ローラ13のうち中央のローラが、静止位置において渦巻きばねスタック3´上に小さな予張力を加えることがさらに好ましい。
【００５４】
図5は、図2に示す本発明の第1の実施形態の断面を示し、ここで4枚の渦巻きばね板3がそれぞれ2つの従動子7間に配置される。図5では、傾斜脚2´を備える傾斜可能装置2は傾斜軸線N周りに傾斜し、従動装置のキャリヤ要素6がこの傾斜移動中に傾斜脚2'に対してどのように回転するかは明らかである。この相対回転の結果、渦巻きばね板3は傾斜脚2'の傾斜移動に完全には追従せず、したがって許容限界を超えて引っ張られることはない。
【００５５】
図6は、本発明のカメラ三脚ヘッドの第3の実施形態を示し、この三脚ヘッドは傾斜移動を制動する装置を備えている。軸線がシステムの傾斜軸線Nと一致するシャフト16に対して、第1の環状ディスク17が取り付けられ、この実施形態では、シャフト16と一体に成形される。2つの第1の環状ディスク17の間には、第2の環状ディスク18が配置され、この実施形態では、第2の環状ディスク18が制動ハウジング19と一体に成形される。制動媒体が、第1の環状ディスク17と第2の環状ディスク18の間にある。
【００５６】
あるいは、第2の環状ディスク18は外周が結合要素(図示せず)と噛み合うことができる。この結合要素により、任意の数の第2の環状ディスク18をハウジングに固定すること、すなわち回転を防ぐことが可能となる。環状ディスク17の相対動作によって、油圧制動力が発生し、制動の程度はハウジングに固定された環状ディスクの数によって調節することができる。
【００５７】
図7および8は、本発明の第4の実施形態を示す。キャリヤ要素6が傾斜可能装置2への取付点で回転することができる代わりに、ここでは従動装置105が、傾斜可能装置102に堅固に取り付けられた円形断面のキャリヤ・ロッド106を有する。スリーブ107は、キャリヤ・ロッド106周りで回転することができる。
【００５８】
図7および8による第4の実施形態では、2つの渦巻きばね103があり、それぞれ一端部でベース要素104に締結され、他端部が従動装置105の回転スリーブ107の上にある。0°の傾斜角度(図7および8に、実線で示す)で、2つの渦巻きばね103は、傾斜軸線Nに直角な平面に関して互いに鏡像として等角度に配置される。カメラ・システムが変位すると(図7および8に破線で示す)、従動装置105のスリーブ107は渦巻きばね103の上を転動し、一方の渦巻きばね103(図の左側に示す)を傾斜方向に対して強く偏向させ、もう一方の渦巻きばね(図の右側に示す)を傾斜方向に対してそれほど強くなく傾斜させる。
【００５９】
この実施形態でも明らかに、渦巻きばね103の代わりに渦巻きばねスタックを使用することができる。
【００６０】
最後に、本発明の重量補償の第5の実施形態は、図示しないが、単一の渦巻きばねまたは単一の渦巻きばねスタックしか含まない。第5の実施形態の装置は、実質的に図7に示すものに相当し、図7の右側に示す第2の渦巻きばねがない点が異なる。とはいえ、カメラの正と負の傾斜角度の両方の場合に、渦巻きばねが復元モーメントをカメラ・システムに加えるためには、この実施形態では、従動装置と単一の渦巻きばねの間に案内要素を設ける必要がある。第5の実施形態では、この案内要素は、キャリヤ・ロッド周りに回転することができるスリーブで実現される。渦巻きばねは、スリーブがスリーブの長手方向にばねに沿って移動することができるように、スリーブに対して配置される。スリーブはまた、キャリヤ・ロッドに対して回転することができるので、従動装置は難なく単一の渦巻きばねに対して移動することができ、システムが故障することなく、カメラの正と負の傾斜角度の両方でばねを偏向させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第1から第3の実施形態で作用する力およびモーメントの略図である。
【図２】本発明のカメラ三脚ヘッドの第1の実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明のカメラ三脚ヘッドの第2の実施形態を示す上面図である。
【図４】図3の線A-Aに沿った断面図である。
【図５】偏向状態での本発明のカメラ三脚ヘッドの第1の実施形態を示す断面図である。
【図６】制動装置を備える本発明のカメラ三脚ヘッドの第3の実施形態を示す図である。
【図７】2つの異なる位置の本発明のカメラ三脚ヘッドの第4の実施形態を示す側面図である。
【図８】これら2つの位置における第4の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
2  傾斜可能装置
2´  傾斜脚
3  渦巻きばね
3´  ばねスタック
4  ベース要素
5  従動装置
6  キャリヤ要素
7  従動子
8  摺動要素
9  調節ねじ
10  ベース板
11  円柱形アーム
12  キャリヤ要素
13  ローラ
14  ねじ
15  溝
16  シャフト
17  第1の環状ディスク
18  第2の環状ディスク
19  制動ハウジング
102  傾斜可能装置
103  渦巻きばね
105  従動装置
106  キャリヤ・ロッド
107  回転スリーブ
【国際公開パンフレット】
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2004520550.tif 000004
2004520550.tif 000005
2004520550.tif 000006
2004520550.tif 000007
2004520550.tif 000008
2004520550.tif 000009
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【国際調査報告】
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2004520550.tif 000036
2004520550.tif 000037
2004520550.tif 000038
2004520550.tif 000039
2004520550.tif 000040