(57)【要約】    【課題】  回転部の回転終端位置を、非接触で簡便な方法により信頼性が高く且つ精度良く検出可能とし、回転部を精度良く停止可能とした雲台装置を提供する。    【解決手段】  雲台付きカメラ装置１００は、回転部１１１、固定部１１２を有するベースユニット１０１、ベースユニット１０１に連結されたヘッドユニット１０２、ヘッドユニット１０２に装着されたカメラユニット１０３を備える。回転部１１１の回転板３０１に、回転終端位置の回転方向手前側から回転終端位置に向かい面積が増加し回転終端位置では大きさが変化しなくなる五角形状の開口部３２１、３２２を形成する。固定部１１２に、パルスモータ３１９等の回転機構と、回転終端位置を検出するセンサ３２３を配設する。センサ３２３から出力される検出信号のレベル上昇後に同じレベルの検出信号が複数回連続して出力された時、回転部１１１が回転終端位置に達したと判断する。【選択図】      図１
2007072211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部に設置される固定部と回転可能な回転部を有する第１のユニットと、
前記回転部を前記固定部に対して回転する回転機構と、
前記回転部に固定され回転対象装置を支持する第２のユニットと、
前記回転部の前記固定部に対する回転終端位置を検出する検出手段とを備え、
前記検出手段から出力される検出信号のレベルの上昇後に同じレベルの検出信号が複数回繰り返して出力された場合、前記回転部が前記回転終端位置に達したと判断することを特徴とする雲台装置。
【請求項２】
前記回転部には、前記回転終端位置の回転方向手前側から前記回転終端位置に向かい面積が増加し前記回転終端位置では大きさが変化しなくなる検出用穴部が形成され、
前記検出手段は、前記検出用穴部を光学的に検出することで前記回転終端位置を検出するフォトセンサであることを特徴とする請求項１記載の雲台装置。
【請求項３】
前記検出用穴部の形状は、少なくとも五角形以上の多角形状であることを特徴とする請求項２記載の雲台装置。
【請求項４】
前記回転部には、前記回転終端位置の回転方向手前側よりも前記回転終端位置における回転方向に交差する方向の幅が大きい検出用穴部が形成され、
前記検出手段は、前記検出用穴部を光学的に検出することで前記回転終端位置を検出するフォトセンサであることを特徴とする請求項１記載の雲台装置。
【請求項５】
前記検出用穴部の形状は、概略Ｔ字形状を含む形状であることを特徴とする請求項４記載の雲台装置。
【請求項６】
前記検出手段により前記検出用穴部を検出した際の光量の増減値と予め記憶されている設定値との比較に基づき、前記回転機構による前記回転部の回転動作を制御することを特徴とする請求項２又は４記載の雲台装置。
【請求項７】
前記回転部には、前記回転終端位置の回転方向手前から前記回転終端位置に向けて反射率を変化させたパターンが形成され、
前記検出手段は、前記パターンの反射率を光学的に検出することで前記回転終端位置を検出する反射型のフォトセンサであることを特徴とする請求項１記載の雲台装置。
【請求項８】
前記検出手段により検出した前記パターンの反射率の変化に基づき、前記回転機構による前記回転部の回転動作を制御することを特徴とする請求項７記載の雲台装置。
【請求項９】
前記回転対象装置は、撮像装置を含む群から選択されることを特徴とする請求項１記載の雲台装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置等の装置を回転可能に支持する場合に好適な雲台装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基部に載置される固定部と、固定部に対して回転機構により回転動作が可能な回転部とを備えた雲台装置がある。雲台装置の回転機構による回転部の固定部に対する回転終端位置の検出に関する従来例としては、以下のようなものがある。
【０００３】
図１７は、従来例に係る雲台装置の構成を示す図、図１８は、図１７に示す雲台装置における矢視Ｙ−Ｙ線に沿う内部構造を示す断面図、図１９は、図１７に示す雲台装置の回転板を外した状態を示す図である。
【０００４】
図１７乃至図１９において、雲台装置は、パルスモータ４１２により回転駆動される回転部４０６と、基部に固定される固定部４１３を備えている。回転部４０６には、三角形状の開口部４０２、４０３を有する回転板４０１が配設され、固定部４１３には、開口部４０２、４０３に対向する位置にセンサ４１１が配設されている。センサ４１１は、発光素子（ＬＥＤ）と受光素子からなる反射型フォトセンサであり、開口部４０２、４０３を検出することにより、回転部４０６の回転制限範囲を検出する回転リミット検出センサとして機能する。
【０００５】
回転板４０１に三角形状の開口部４０２、４０３を図１７に示すような方向に形成することで、センサ４１１による検出光量が回転部４０６の回転終端位置に向かって徐々に増加することになる。よって、センサ４１１による検出光量の増分を検出してパルスモータ４１２の駆動を制御することにより、回転終端位置に向けて回転速度の減速及び停止動作を行うことができる。
【０００６】
突出部４０４及び４０５は、回転部４０６の回転を物理的に制限するストッパ機構を構成する。ギア４１０から突出状態に配設された突出部４０４が固定部４１３に固定された突出部４０５に当接することで、回転部４０６の回転動作が制限される。突出部４０４及び４０５によるストッパ機構が機能する直前に、センサ４１１の検出信号に基づきパルスモータ４１２の回転を停止するように制御する。尚、突出部４０４及び４０５は、使用者が回転部４０６に手動で無理な負荷をかけ動かした場合や、パルスモータ４１２が何らかの理由で停止できない場合に、回転機構を保護する目的で設けてある。
【０００７】
また、上記従来例の雲台装置のように回転リミット検出センサを使用した場合と同様の効果があるものとして、回転部の回転に連動する回転角度検出用のポテンショメータを使用することも可能である。ポテンショメータを使用した場合は回転部の絶対位置が抵抗値として出力されるため、回転終端位置におけるポテンショメータの抵抗値を予め設定しておく。ポテンショメータの抵抗値が設定値に近づいてきたら回転部の回転速度を減速し、抵抗値が設定値を超えたら回転終端位置であると判断する。
【０００８】
また、上記従来例の雲台装置にカメラを搭載した雲台付きカメラ装置が各種提案されている。雲台付きカメラ装置は、カメラを搭載した雲台を例えば壁面に取り付けると共にカメラの向きを適宜変えることで所定の区域を撮影する監視カメラとして用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１１７４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来例の雲台装置のように、回転部の回転終端位置をセンサにより検出するため回転板に三角形状の開口部を設けた場合、回転板の回転方向とセンサの検出光量の増分によって回転終端位置が近いということが判明する。この場合、センサの検出光量がある値以上になった時点で回転終端位置と判断することになる。
【００１０】
しかしながら、センサの発光素子（ＬＥＤ）の劣化やミスト・粉塵の付着により、発光側出力の値が変化して受光側で検出する光量が変動し、回転終端位置と判断される前にストッパ機構が作動して回転部の回転が強制的に停止してしまう場合がある。その結果、ストッパ機構に過大な負荷がかかり変形してしまう場合や、ストッパ機構の作動に伴い回転部が回転不可能状態になってもモータが回転しようとして過大電流が流れモータを破損してしまう場合がある。
【００１１】
例えば、回転板の三角形状の開口部の後にストッパ機構を設ける場合を想定する。この場合は、センサによる開口部の検出に伴う信号レベルが一度増大し、その後、信号レベルが０になった位置を回転終端位置と設定すれば、ストッパ機構を構成する回転部側の突出部が固定部側の突出部に当接することなく回転部を停止することも可能である。即ち、センサにより検出された信号レベルが増大から０に変化した位置を回転終端位置と特定し、モータの回転を停止すれば、上記突出部同士は当接しない。
【００１２】
しかしながら、回転部が回転終端位置にある時に雲台装置の電源が投入された場合、回転部が回転終端位置であるか回転終端位置以外の位置であるかを判別できず、上記と同様に回転部が回転不可能状態にも関わらずモータが回転しようとしてストッパ機構の突出部同士が当接する場合がある。
【００１３】
他方、雲台装置の回転部の回転角度に同期して抵抗値を変化させる上記ポテンショメータを使用した場合も、ポテンショメータ内部で回転部と固定部が接触しているため、トルクのロスや、接触による接点摩耗に伴う接点の耐久時間があり、回転終端位置の検出には適さない。また、ポテンショメータの抵抗値に基づき回転終端位置であることを検出するが、抵抗値は回転部と固定部の接触状態や環境等で絶えず変動している。そのため、回転終端位置を正確に測定するには常に補正が必要である。
【００１４】
また、上記センサにより三角形状の開口部を検出することで回転終端位置を検出する方法でも、上記ポテンショメータにより回転終端位置を検出する方法でも、検出光量の絶対値に基づき回転終端位置検出を行っているため、検出光量の変動を抑えるには補正が必要である。しかしながら、補正を行うにあたり、検出光量の絶対値がずれたことを検知するための手段が新たに必要である。
【００１５】
以上のように、従来の雲台装置においては、雲台装置の回転部の回転終端位置を検出する検出手段（センサ、ポテンショメータ）の劣化、粉塵の付着、経時変化、或いは製造上（性能上）のばらつき等により、検出手段の検出光量の変動等が発生する。そのため、回転部の回転終端位置を精度良く検出することができず、回転部を精度良く停止することができないという問題があった。
【００１６】
本発明の目的は、回転部の回転終端位置を、非接触で簡便な方法により信頼性が高く且つ精度良く検出可能とし、回転部を精度良く停止可能とした雲台装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述の目的を達成するために、本発明の雲台装置は、基部に設置される固定部と回転可能な回転部を有する第１のユニットと、前記回転部を前記固定部に対して回転する回転機構と、前記回転部に固定され回転対象装置を支持する第２のユニットと、前記回転部の前記固定部に対する回転終端位置を検出する検出手段とを備え、前記検出手段から出力される検出信号のレベルの上昇後に同じレベルの検出信号が複数回繰り返して出力された場合、前記回転部が前記回転終端位置に達したと判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、検出手段の検出信号のレベルの上昇後に同じレベルの検出信号が複数回繰り返して出力された場合、回転部が回転終端位置に達したと判断するため、回転部の回転終端位置を、非接触で簡便な方法により信頼性が高く且つ精度良く検出することが可能となる。この結果、回転部を精度良く停止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る雲台装置としての雲台付きカメラ装置１００の各ユニットを平坦状にした状態を示す斜視図である。図２は、ヘッドユニット１０２を図１の状態から起こした状態を示す斜視図、図３は、カメラユニット１０３を図２の状態から回転させた状態を示す斜視図である。図４は、ベースユニット１０１の回転部１１１を図３の状態から矢印Ａの方向へ回転させた状態を示す斜視図、図５は、ベースユニット１０１の回転部１１１を図３の状態から矢印Ｂの方向へ回転させた状態を示す斜視図である。図６は、各ユニットの機械的及び電気的な連結を説明するための斜視図である。
【００２１】
図１乃至図６において、雲台付きカメラ装置１００は、回転部１１１及び固定部１１２を有するベースユニット１０１と、コネクタ部１２１及びスロット１２２、１２３を有するヘッドユニット１０２と、鏡筒部１３１及びカメラ本体部１３２を有するカメラユニット１０３とから構成されている。
【００２２】
ベースユニット１０１は、ヘッドユニット１０２及びカメラユニット１０３を支持するものであり、回転機構を内蔵している。回転部１１１は、基部に設置される固定部１１２に対して回転機構により回転動作可能に構成されている（図４、図５参照）。但し、図１に示す状態では、ベースユニット１０１とヘッドユニット１０２やカメラユニット１０３との物理的な干渉を防止するため、回転部１１１は回転が禁止され、図２や図３に示すようにヘッドユニット１０２を起こした状態でのみ、回転部１１１は回転可能となる。このような制御は、ヘッドユニット１０２を起こした状態であるか否かを検出するセンサ（不図示）をベースユニット１０１の固定部１１２に設けることにより実現される。
【００２３】
回転部１１１の上部には、キャップ１１３が装着されており、キャップ１１３は、固定部１１２に固定された回転中心軸に固定されている。従って、回転部１１１が回転してもキャップ１１３は回転しない。キャップ１３には、雲台付きカメラ装置の電源のＯＮ／ＯＦＦを行うための電源スイッチ１１４、回転部１１１に配設された目盛１１６を指示するためのマーク１１５が配設されている。
【００２４】
ヘッドユニット１０２は、ヒンジユニット１０４を介してベースユニット１０１の回転部１１１に連結されている。ヘッドユニット１０２は、図１に示す状態（ベースユニット１０１とヘッドユニット１０２が平坦状に並ぶ状態）と、図２に示す状態（ベースユニット１０１に対してヘッドユニット１０２を起こした状態）に設定可能である。ヘッドユニット１０２は、カメラユニット１０３が装着可能であるほか、ＳＤ（Secure Digital）メモリカードやＣＦ（Compact Flash（登録商標））カード等が装着可能であり、カメラユニット１０３によって撮影した画像を記憶することができる。
【００２５】
カメラユニット１０３は、カメラ本体部１３２がヘッドユニット１０２に装着される。鏡筒部１３１は、撮影レンズ群を支持すると共にカメラ本体部１３２に対して回転可能に構成されており、図２及び図３に示すように手動で回転させることが可能である。カメラ本体部１３２は、図６に示すようにヘッドユニット１０２に対して着脱自在に装着されるものであり、鏡筒部１３１の撮影レンズ群を介して結像した被写体の光学像を画像信号（後述）に変換する撮像動作を行う。
【００２６】
図２は、ヘッドユニット１０２をベースユニット１０１に対して起こした状態を示している。この状態で、ベースユニット１０１の回転部１１１の回転動作に対するヘッドユニット１０２の物理的干渉はなくなり、回転部１１１の回転動作が可能となる。制御上は、図２に示すようにヘッドユニット１０２を起こした状態であることをセンサにより検出し、ベースユニット１０１の回転部１１１の回転動作を許可することになる。
【００２７】
本実施の形態では、ヘッドユニット１０２を起こした状態でのヘッドユニット１０２のベースユニット１０１に対する角度は約９０度に設定されている。雲台付きカメラ装置１００は、図３乃至図５のような状態でテーブル等の基部に載置された際に、転倒しないことが必要であり、そのためには雲台付きカメラ装置１００の重心をベースユニット１０１の中心位置に近づける必要がある。従って、ヘッドユニット１０２のベースユニット１０１に対する角度は９０度以下であることが望ましい。
【００２８】
図３は、カメラユニット１０３を図２の状態から回転させた様子を示している。この状態で、雲台付きカメラ装置１００をテーブル等の基部に載置して撮影動作を行わせることができる。尚、カメラユニット１０３の方向は、ベースユニット１０１の固定部１１２に対して図３に示すように平行である必要はなく、所望のチルト角に設定することができる。また、カメラユニット１０３は、図３に示す方向とは逆の方向へ回転させることもできる。
【００２９】
上述したように、ベースユニット１０１の回転部１１１が固定部１１２に対して回転動作可能に構成され、ヘッドユニット１０２が回転部１１１に固定されているので、ヘッドユニット１０２は回転部１１１の回転動作に従って移動することになる（図４、図５）。即ち、ベースユニット１０１に組み込まれた回転機構により、カメラユニット１０３のパン方向への駆動が実現される。
【００３０】
図４は、ベースユニット１０１の回転部１１１を図３の状態から矢印Ａの方向へ回転させた状態を示し、図５は、回転部１１１を図３の状態から矢印Ｂの方向へ回転させた状態を示している。キャップ１１３は、固定部１１２に固定された回転中心軸に固定されており、図４及び図５から明らかなように回転部１１１の回転に対して不動である固定状態（回転部１１１が回転しても回転しない状態）となっている。
【００３１】
そのため、固定部１１２に対するマーク１１５の位置は不変であり、回転部１１１が回転することによりマーク１１５に対して目盛１１６が移動する。これにより、マーク１１５と目盛１１６から、回転部１１１がどのくらい回転しているかを容易に把握することができる。また、回転部１１１を回転させても電源スイッチ１１４は移動しないので、電源スイッチ１１４を押下する際の操作性が向上する。
【００３２】
尚、キャップ１１３には電源スイッチ１１４のみを配設しているが、これに限定されるものではない。キャップ１１３に例えば回転キーを配設し、該回転キーの操作に応じてベースユニット１０１内の回転機構を動作させることで回転部１１１を回転するようにしてもよい。キャップ１１３は回転しないので、回転部１１１の回転動作はキャップ１１３上に配設したスイッチ類の操作性にほとんど影響を与えない。従って、キャップ１１３に上記のような回転動作を指示する回転キーを配設することも可能となる。或いは、キャップ１１３が不動であるので、キャップ１３にＬＣＤ等の表示器を配設するようにしてもよい。
【００３３】
図６は、上記各ユニットの機械的及び電気的な連結の様子を示している。上述したように、ヘッドユニット１０２は、ヒンジユニット１０４を介してベースユニット１０１に連結される。ベースユニット１０１とヘッドユニット１０２との間の電気的な接続は、フレキシブルケーブル１２４を介して行われる。フレキシブルケーブル１２４は、ヒンジユニット１０４に設けられたケーブル通過穴１４１を介してベースユニット１０１の内部に導入され配線される。
【００３４】
ヘッドユニット１０２には、カメラユニット１０３のコネクタ１３３と接続するためのコネクタ部１２１、ＳＤメモリカードを装着可能なＳＤメモリスロット１２２、ＣＦカードを装着可能なＣＦカードスロット１２３が配設されている。
【００３５】
カメラユニット１０３による撮影で得られた画像信号は、カメラユニット１０３のコネクタ１３３、ヘッドユニット１０２のコネクタ部１２１を介してヘッドユニット１０２に供給され、ヘッドユニット１０２内部の処理部で必要な処理が施される。この後、ＣＦカード或いはＳＤメモリに撮影した画像が格納される。また、ヘッドユニット１０２のＣＦカードスロット１２３にＰＨＳモジュールを装着することにより、外部のＰＨＳや携帯電話機等に撮影した画像を送信することができる。
【００３６】
また、外部のＰＨＳや携帯電話機等から雲台付きカメラ装置１００にコマンドを送信し、ベースユニット１０１の回転部１１１の回転動作（カメラユニット１０３のパン動作）、撮影の開始／終了を指示することにより、カメラユニット１０３の遠隔操作を行うことが可能である。また、カメラユニット１０３はヘッドユニット１０２に着脱可能に構成されているので、使用状況に応じて、異なる種類のカメラユニット（例えば広角と望遠）に交換することが可能である。
【００３７】
また、雲台付きカメラ装置１００は、制御部（ＣＰＵ）、記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、モータ制御部等が実装された制御基板を内蔵している。制御部（ＣＰＵ）は、雲台付きカメラ装置全体の制御を司るものであり、制御プログラムに基づいて図１４及び図１６のフローチャートに示す処理を実行する。記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ）は、制御プログラムや後述のセンサ３２３による回転終端位置検出に関わる情報を記憶する。モータ制御部は、後述のパルスモータ３１９の駆動を制御する。
【００３８】
図７（ａ）は、図３に示す雲台付きカメラ装置１００を正面から見た状態を示す図、図７（ｂ）は、雲台付きカメラ装置１００を側面から見た状態を示す図である。
【００３９】
図７（ａ）及び図７（ｂ）において、ヘッドユニット１０２には、マイク２０１、赤外線通信用のＩｒ受光部２０２が配設されている。マイク２０１は、雲台付きカメラ装置１００の設置箇所の周囲の音を電気信号に変換する。マイク２０１は、上記ＰＨＳモジュールを介した音声通信用のマイクとしても利用することができる。Ｉｒ受光部２０２は、リモコン装置（不図示）から送信された撮影開始指示や回転部１１１の回転指示等を赤外線通信により受信する。
【００４０】
雲台付きカメラ装置１００は、マイク２０１により集音した音に反応して上記ＣＰＵがカメラユニット１０３により撮影を開始するように制御する監視カメラとして使用することが可能である。更に、雲台付きカメラ装置１００は、マイク２０１と共にスピーカ（不図示）を用いることで電話機としても利用することが可能である。
【００４１】
カメラユニット１０３のカメラ本体部１３２には、カメライジェクトボタン２０３、タリーランプ２０４が配設されている。カメライジェクトボタン２０３を操作することにより、カメラユニット１０３をヘッドユニット１０２から取り外すことが可能となる。タリーランプ２０４は、カメラユニット１０３による撮影時に点灯もしくは点滅し、被撮影者もしくは周囲の人に撮影状態であることを認識させる。
【００４２】
ベースユニット１０１には、ベースユニット１０１に内蔵されたスピーカ（不図示）に対向する箇所にスピーカ用開口２０５が配設されている。
【００４３】
図８（ａ）は、図３に示す雲台付きカメラ装置１００を背面から見た状態を示す図、図８（ｂ）は、雲台付きカメラ装置１００を側面から見た状態を示す図である。
【００４４】
図８（ａ）及び図８（ｂ）において、ヘッドユニット１０２には、液晶表示器２１１、Ｉｒ受信部２１２、シャッタボタン２１３が配設されている。液晶表示器２１１は、ベースユニット１０１内部に装着されたバッテリの残量や各種動作状態を報知するための表示を行う。Ｉｒ受信部２１２は、上記Ｉｒ受信部２０２と同様にリモコン装置（不図示）から各種指示を赤外線通信により受信する。シャッタボタン２１３は、使用者がカメラユニット１０３を用いた撮影を行う際に押下する。
【００４５】
ベースユニット１０１の固定部１１２には、バッテリ用蓋２１４、センサコネクタ２１５、シリアル通信コネクタ２１６、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタ２１７、ＤＣプラグ２１８、ラインアウト端子２１９が配設されている。バッテリ用蓋２１４は、ベースユニット１０１内部に装着するバッテリの交換のために開閉が可能となっている。センサコネクタ２１５には、外部センサ（不図示）が接続される。
【００４６】
外部センサとしては、例えば、音センサ、ドアセンサ、人センサ等が挙げられる。音センサは、雲台付きカメラ装置１００を設置した区域で音が発生したことを検知し、カメラユニット１０３のシャッタを自動的に作動させる際に用いる。ドアセンサは、雲台付きカメラ装置１００を設置した区域の出入口のインタフォンが押されたことを検知し、カメラユニット１０３のシャッタを自動的に作動させる際に用いる。人センサは、雲台付きカメラ装置１００を設置した区域に人が近づいたことを検知し、カメラユニット１０３のシャッタを自動的に作動させる際に用いる。
【００４７】
シリアル通信コネクタ２１６は、雲台付きカメラ装置１００と外部装置との間におけるシリアル通信を可能とする。ＵＳＢコネクタ２１７は、雲台付きカメラ装置１００と外部装置との間におけるＵＳＢによる通信を可能とする。ＤＣプラグ２１８は、ＤＣアダプタからのＤＣ電源の供給を受ける。尚、ＤＣプラグ２１８を介してバッテリの充電を可能としてもよい。ラインアウト端子２１９は、雲台付きカメラ装置１００の外部に対して音声信号を出力する。
【００４８】
上記のように、雲台付きカメラ装置１００において外部装置との間でケーブルを介して接続されるコネクタ類は、ベースユニット１０１の固定部１１２に設けられているので、ケーブルが回転部１１１の回転動作を妨害することはない。
【００４９】
図９は、図３に示す雲台付きカメラ装置１００を底面から見た状態を示す図である。
【００５０】
図９において、ベースユニット１０１の固定部１１２の底面には、主電源スイッチ２２１、三脚用ネジ穴２２２、ゴム足２２３、２２４が配設されている。主電源スイッチ２２１は、ベースユニット１０１内部に装着されたバッテリから雲台付きカメラ装置各部への電源供給をＯＮ／ＯＦＦする際に用いる。
【００５１】
三脚用ネジ穴２２２は、上記回転中心軸の部分に配設されている。上述したように回転中心軸は固定部１１２に固定されており、回転部１１１の回転に対して不動である。従って、回転中心軸の部分に三脚用ネジ穴２２２を設けることが可能となっている。ゴム足２２３、２２４は、回転部１１１の回転による振動を防止すると共に、雲台付きカメラ装置１００が載置されたテーブル等の基部における固定部１１２の滑りを防止する。
【００５２】
図１０は、図８（ｂ）に示す雲台付きカメラ装置１００における矢視Ｘ−Ｘ線に沿う内部構造を示す断面図である。図１１は、雲台付きカメラ装置１００の特徴を最も良く表す図であり、回転部１１１の上カバー１１１ａ及びキャップ１１３を外した状態を示す図である。図１２は、図１１に示す雲台付きカメラ装置１００の回転部１１１の回転板３０１を外した状態を示す図である。尚、図１１及び図１２にも矢視Ｘ−Ｘ線を図示している。
【００５３】
図１０乃至図１２において、雲台付きカメラ装置１００の回転機構は、ギア３１１、３１３、３１４、３１６、３１７、３１８、タイミングベルト３１７、パルスモータ３１９等から構成されている。回転部１１１の回転板３０１は、ギア３１１と結合され、ギア３１１には、パルスモータ３１９の回転駆動力が伝達される。これにより、回転板３０１は、ギア３１１と共に回転軸部材３０２を中心として回転する。
【００５４】
上カバー１１１ａ及びヒンジユニット１０４は、回転板３０１に結合されており、回転板３０１の回転動作と共に回転移動する。キャップ１１３は、回転軸部材３０２にネジ３０３により固定されており、上述したように回転動作は行わず、回転板３０１及び上カバー１１１ａの回転動作に対して不動である。
【００５５】
パルスモータ３１９の回転軸にはギア３１８が固定されており、ギア３１８の回転はギア３１７に伝達される。ギア３１７の回転軸にはギア３１６が固定されており、タイミングベルト３１５によりギア３１６とギア３１４が連結されている。これにより、ギア３１７に伝達された回転力は、タイミングベルト３１５を介してギア３１４に伝達されることになる。更に、ギア３１４の回転軸にはギア３１３が固定されており、ギア３１３はギア３１１と噛み合っている。これにより、ギア３１４に伝達された回転力は、ギア３１３を介してギア３１１に伝達され、回転板３０１を回転させる。
【００５６】
トルクリミッタ３０４は、ギア３１３とギア３１２の間の回転力伝達経路中に配設されている。パルスモータ３１９の回転駆動中にギア３１１の回転に支障が生じた場合、トルクリミッタ３０４によりギア３１３をギア３１２に対して空回りさせることができ、パルスモータ３１９に過負荷が生じることを防止する。また、トルクリミッタ３０４により、マニュアルで回転部１１１を回転させることが可能となる。即ち、使用者が上カバー１１１ａを手で回転させると、ギア３１１からギア３１２に回転力が伝達されるが、トルクリミッタ３０４が働くことでギア３１２をギア３１３に対して空回りさせる。
【００５７】
突出部３０５は、ギア３１１の面から突出状態に配設されている。突出部３０６は、固定部１１２に固定されている。突出部３０５及び３０６は、回転部１１１の回転を物理的に制限するストッパ機構を構成する。突出部３０５が突出部３０６に当接することで、回転部１１１の回転動作が制限される。ベアリング３０７は、ギア３１１が回転軸部材３０２に対して円滑に回転することを保証する。
【００５８】
尚、上記ストッパ機構は、従来例と同様に、使用者が手動で回転部１１１に無理な負荷をかけ動かした場合や、パルスモータ３１９が何らかの理由で停止できない場合に、回転機構を保護する目的で設けてある。
【００５９】
回転部１１１の回転板３０１には、三角形と長方形を組み合わせた五角形状の開口部（検出用穴部）３２１、３２２が形成されている。即ち、開口部３２１、３２２は、回転部１１１の回転終端位置の回転方向手前側から回転終端位置に向かい面積が増加し（大きさが変化し）回転終端位置では大きさが変化しなくなる五角形状に形成されている。センサ３２３は、フォトセンサとして構成されており、回転部１１１の回転に伴い開口部３２１、３２２を光学的に検出することにより、回転部１１１の回転終端位置を検出する回転リミット検出センサとして機能する。
【００６０】
ここで、回転板３０１に２箇所の開口部３２１、３２２を形成している理由は、回転部１１１を図３の矢印Ａ方向（図４）、図３の矢印Ｂ方向（図５）に回転させた時のそれぞれの回転終端位置を検出するためである。回転板３０１の開口部３２１、３２２のそれぞれの五角形の底辺部分が、回転部１１１の回転終端位置に対応している。
【００６１】
本実施の形態では、開口部３２１、３２２を概略五角形状に形成すると共に、開口部３２１、３２２を図１１に示す方向（五角形の頂点と底辺が回転板３０１の回転方向（周方向）を向く方向）に配設している。これにより、センサ３２３による検出光量が、回転機構による回転部１１１の固定部１１２に対する回転終端位置（回転板３０１の開口部３２１、３２２の五角形の底辺部分に対応する位置）に向かって徐々に増加することになる。
【００６２】
また、上記のように開口部３２１、３２２を概略五角形状に形成することで、回転部１１１の回転終端位置の近傍ではセンサ３２３の検出光量の増加量が最大値で変化しないようにしている。雲台付きカメラ装置１００のＣＰＵは、回転部１１１の回転に伴いセンサ３２３により検出した光量の増減のパターン（増減値）と、記憶部に予め記憶されている設定値（回転板３０１の全周におけるセンサ３２３の出力値）とを比較する。ＣＰＵは、比較結果に基づきモータ制御部によりパルスモータ３１９の駆動を制御する。これにより、回転部１１１に対し回転終端位置に向けて適切な減速及び停止動作を行うことができる。
【００６３】
また、上記の突出部３０５及び３０６から構成されるストッパ機構が機能する直前に、センサ３２３により検出した光量に基づき、パルスモータ３１９の回転が停止するように制御する。尚、図１０に示す３０８はバッテリ、３３０はガイドローラ、３３１は仕切り板である。
【００６４】
次に、雲台付きカメラ装置１００の回転部１１１の制御方法について図１３及び図１４を参照しながら詳細に説明する。
【００６５】
図１３は、回転部１１１の回転板３０１の開口部（検出用穴部）３２１の形状と検出信号レベルを示す図である。
【００６６】
図１３において、縦軸はセンサ３２３の検出信号レベルを示し、横軸は回転部１１１の回転終端位置を含む領域Ａ、Ｂ、Ｃを示している。雲台付きカメラ装置１００のＣＰＵは、回転部１１１の回転終端位置の近傍においては、センサ３２３の検出信号をサンプリングすることで得た値を記憶し（図中○印で示す点）、○印で示す点を線分で結んだパターンを生成する。尚、図１３では上記パターンと同位相に回転板３０１の開口部（検出用穴部）３２１を図示している。
【００６７】
パルスモータ３１９の駆動による回転部１１１の回転に伴い、回転板３０１の開口部３２１の先端（領域Ａと領域Ｂの境界に相当する五角形の頂点）が、センサ３２３の配設位置にかかり始める。即ち、図１３に示す領域Ａから領域Ｂにセンサ３２３が入ると、センサ３２３の検出信号のレベルが徐々に上昇する。このときは、ＣＰＵが回転部１１１の回転終端位置が近いと判断し、回転部１１１の回転速度を減速させる。更に、回転部１１１が回転し、センサ３２３の検出信号のレベルが上昇し続ける。
【００６８】
その後、上記減速された回転部１１１の回転に伴い、回転板３０１の開口部３２１の後端（領域Ｃに相当する五角形の底辺を含む長方形部分）が、センサ３２３の配設位置まで到達する。即ち、センサ３２３から同じレベルの検出信号が複数回連続して（繰り返し）出力されると、ＣＰＵは回転部１１１の回転終端位置と判断する。尚、同じレベルの検出信号が複数回連続して出力されたか否かを判断する理由は、検出信号のレベルの変化の割合を見るためである。
【００６９】
この場合、パルスモータ３１９の駆動により回転部１１１が領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃにおいて最大回転速度で回転したとき、センサ３２３の検出信号を少なくとも２回以上サンプリングできるように、開口部３２１における回転方向に対する長さとサンプリング周波数を予め決めておく。尚、上記では回転板３０１に形成された２箇所の開口部３２１、３２２のうち開口部３２１の場合について説明したが、開口部３２２の場合についても同様である。
【００７０】
図１４は、回転部１１１の回転終端位置近傍における制御方法（減速及び停止シーケンス）を示すフローチャートである。
【００７１】
図１４において、雲台付きカメラ装置１００のＣＰＵは、センサ３２３から検出信号が入力されると、レジスタＮ１に代入する（ステップＳ１）。次に、ＣＰＵは、Ｎ１の値が０であるか否かを判定し（ステップＳ２）、Ｎ１の値が０の場合は、そのままパルスモータ３１９を回転する命令をモータ制御部に出力する（ステップＳ３）。その後、ＣＰＵは、センサ３２３からの検出信号を入力し続ける。
【００７２】
ＣＰＵは、センサ３２３から入力される検出信号が０以外の値となったとき、その値を一時的に保持する。その後、ＣＰＵは、センサ３２３からの次の検出信号の入力を待ち、センサ３２３から次の検出信号が入力されると、レジスタＮ２に代入する（ステップＳ４）。次に、ＣＰＵは、Ｎ２に代入された次の検出信号の値と、Ｎ１に代入された前の検出信号の値とを比較する（ステップＳ５）。
【００７３】
次の検出信号の値が前の検出信号の値より大きい場合は（Ｎ２＞Ｎ１）、ＣＰＵは、パルスモータ３１９を減速する命令をモータ制御部に出力し（ステップＳ６）、Ｎ１の値にＮ２の値を代入し（ステップＳ７）、センサ３２３からの次の検出信号の入力を待つ。一方、次の検出信号の値が前の検出信号の値と同じ場合は(Ｎ２＝Ｎ１)、ＣＰＵは、回転部１１１の回転終端位置と判断し、パルスモータ３１９の回転を終了する命令をモータ制御部に出力し、パルスモータ３１９の回転を停止する（ステップＳ８）。
【００７４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、雲台付きカメラ装置１００の回転部１１１の回転に伴い、センサ３２３から出力される検出信号のレベルの上昇後に同じレベルの検出信号が複数回連続して出力された場合、回転部１１１が回転終端位置に達したと判断し、パルスモータ３１９を停止する。これにより、回転部１１１の回転終端位置を、非接触で簡便な方法により信頼性が高く且つ精度良く検出することが可能となり、回転部１１１を精度良く停止することが可能となる。
【００７５】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、雲台付きカメラ装置１００の回転板３０１の開口部を図１５に示す形状とした点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上述した第１の実施の形態（図１乃至図１０、図１２）の対応するものと同一なので、説明を省略する。
【００７６】
図１５は、本実施の形態に係る雲台装置としての雲台付きカメラ装置の回転部の回転板の構成を示す図である。
【００７７】
図１５において、回転部の回転板には、概略Ｔ字形状の開口部３２１−１、３２１−２が配設されている。即ち、開口部３２１−１、３２１−２は、回転終端位置の回転方向手前側よりも回転終端位置における回転方向に交差する方向の幅が大きい概略Ｔ字形状に形成されている。
【００７８】
本実施の形態では、開口部３２１−１、３２１−２を概略Ｔ字形状に形成すると共に、開口部３２１−１、３２１−２を図１５に示すような方向（Ｔ字形が回転板の回転方向を向く方向）に配設している。これにより、センサ３２３による検出光量が、回転機構による回転部１１１の固定部１１２に対する回転終端位置に向かって増加することになる。
【００７９】
図１６は、回転部１１１の回転終端位置近傍における制御方法（減速及び停止シーケンス）を示すフローチャートである。
【００８０】
図１６において、ステップＳ１１〜ステップＳ１４、ステップＳ１６〜ステップＳ１８は、上記図１４のステップＳ１〜ステップＳ４、ステップＳ６〜ステップＳ８と同様であり、説明を省略する。ＣＰＵは、Ｎ２に代入された次の検出信号の値と、Ｎ１に代入された前の検出信号の値とを比較する（ステップＳ１５）。Ｎ２の値がＮ１の値より大きくかつＮ２≠１の場合は、パルスモータ３１９を減速し（ステップＳ１６）、Ｎ２＝Ｎ１かつＮ２＝１の場合は、パルスモータ３１９を停止する（ステップＳ１８）。
【００８１】
ここで、上記図１３に示したセンサ３２３の検出信号レベルの中間値である、領域Ａと領域Ｃの中間の領域Ｂにおける検出信号レベルの値に着目する。領域Ｂの前後に検出信号レベルが最小値（０）の領域Ａと、検出信号レベルが最大値（１）の領域Ｃがあるので、センサ３２３の検出信号レベルが上記中間値となった場合、回転終端位置の近くであることが判明する。従って、上記ステップＳ１５以下の処理に示したようにＮ２の値が最大かもしくはそれ以外かに応じて回転部１１１の減速もしくは停止の判断を行う。
【００８２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様に、雲台付きカメラ装置１００の回転部１１１の回転終端位置を、非接触で簡便な方法により信頼性が高く且つ精度良く検出することが可能となり、回転部１１１を精度良く停止することが可能となる。
【００８３】
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、雲台付きカメラ装置１００の回転部の回転板に三角形状のパターンを形成する点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上述した第１の実施の形態（図１乃至図１０）の対応するものと同一なので、説明を省略する。
【００８４】
本実施の形態では、回転部の回転板に、上述した第１及び第２の実施の形態のように開口部を形成するのではなく、例えば三角形状のパターンを印刷もしくはエッチング加工により形成する。更に、回転終端位置の回転方向手前側から回転終端位置に向けて（回転部の回転方向に応じて）パターンの反射率を変化させたものである。
【００８５】
回転板の回転に伴い、反射型センサにより回転板に形成されているパターンを検出すると、パターンの反射率の変化に応じて反射型センサの出力が変化する。これにより、雲台付きカメラ装置１００のＣＰＵは反射型センサの出力変化に基づきモータ制御部によりパルスモータ３１９を制御することで、回転部の回転速度を制御し、回転部を回転終端位置に向けて減速及び停止を行う。
【００８６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様に、雲台付きカメラ装置１００の回転部１１１の回転終端位置を、非接触で簡便な方法により信頼性が高く且つ精度良く検出することが可能となり、回転部１１１を精度良く停止することが可能となる。
【００８７】
［他の実施の形態］
上記第１の実施の形態では、回転板の開口部の形状を五角形状とした場合を例に挙げたが、本発明は、これに限定されるものではない。回転板の開口部の形状は、回転終端位置の回転方向手前側から回転終端位置に向かい面積が増加し回転終端位置では大きさが変化しなくなる形状（少なくとも五角形以上の多角形状）であればよい。
【００８８】
上記第２の実施の形態では、回転板の開口部の形状を概略Ｔ字形状とした場合を例に挙げたが、本発明は、これに限定されるものではない。回転板の開口部の形状は、回転終端位置の回転方向手前側よりも回転終端位置における回転方向に交差する方向の幅が大きい形状であればよい。
【００８９】
上記第３の実施の形態では、回転板に三角形状のパターンを印刷もしくはエッチング加工により形成した場合を例に挙げたが、本発明は、これに限定されるものではない。パターンの形状は、センサにより回転終端位置を精度良く検出可能な形状であればよい。
【００９０】
上記第１乃至第３の実施の形態では、ヘッドユニットに撮像装置としてのカメラユニットを装着した場合を例に挙げたが、本発明は、これに限定されるものではない。ヘッドユニットに撮像装置以外の装置（例えば、所定の区域を照明する照明装置、所定の区域における音声の入力／出力を行う音声入力／出力装置など）を装着する場合にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る雲台装置としての雲台付きカメラ装置の各ユニットを平坦状にした状態を示す斜視図である。
【図２】雲台付きカメラ装置のヘッドユニットを図１の状態から起こした状態を示す斜視図である。
【図３】雲台付きカメラ装置のカメラユニットを図２の状態から回転させた状態を示す斜視図である。
【図４】雲台付きカメラ装置のベースユニットの回転部を図３の状態から矢印Ａの方向へ回転させた状態を示す斜視図である。
【図５】雲台付きカメラ装置のベースユニットの回転部を図３の状態から矢印Ｂの方向へ回転させた状態を示す斜視図である。
【図６】雲台付きカメラ装置の各ユニットの機械的及び電気的な連結を説明するための斜視図である。
【図７】（ａ）は図３に示す雲台付きカメラ装置を正面から見た状態を示す図、（ｂ）は雲台付きカメラ装置を側面から見た状態を示す図である。
【図８】（ａ）は図３に示す雲台付きカメラ装置を背面から見た状態を示す図、（ｂ）は雲台付きカメラ装置を側面から見た状態を示す図である。
【図９】図３に示す雲台付きカメラ装置を底面から見た状態を示す図である。
【図１０】図８（ｂ）に示す雲台付きカメラ装置における矢視Ｘ−Ｘ線に沿う内部構造を示す断面図である。
【図１１】雲台付きカメラ装置の特徴を最も良く表す図であり、回転部の上カバー及びキャップを外した状態を示す図である。
【図１２】図１１に示す雲台付きカメラ装置の回転部の回転板を外した状態を示す図である。
【図１３】回転部の回転板の開口部の形状と検出信号レベルを示す図である。
【図１４】回転部の回転終端位置近傍における制御方法（減速及び停止シーケンス）を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る雲台装置としての雲台付きカメラ装置の回転部の回転板の構成を示す図である。
【図１６】回転部の回転終端位置近傍における制御方法（減速及び停止シーケンス）を示すフローチャートである。
【図１７】従来例に係る雲台装置の構成を示す図である。
【図１８】図１７に示す雲台装置における矢視Ｙ−Ｙ線に沿う内部構造を示す断面図である。
【図１９】図１７に示す雲台装置の回転板を外した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００９２】
１００  雲台付きカメラ装置
１０１  ベースユニット（第１のユニット）
１０２  ヘッドユニット（第２のユニット）
１０３  カメラユニット（回転対象装置）
１１１  回転部
１１２  固定部
３０１  回転板
３１１、３１３、３１４、３１６、３１７、３１８  ギア（回転機構）
３１７  タイミングベルト（回転機構）
３１９  パルスモータ（回転機構）
３２１、３２２、３２１−１、３２２−１  開口部（検出用穴部）
３２３  センサ（検出手段）
【図１】
2007072211.tif 000003
【図２】
2007072211.tif 000004
【図３】
2007072211.tif 000005
【図４】
2007072211.tif 000006
【図５】
2007072211.tif 000007
【図６】
2007072211.tif 000008
【図７】
2007072211.tif 000009
【図８】
2007072211.tif 000010
【図９】
2007072211.tif 000011
【図１０】
2007072211.tif 000012
【図１１】
2007072211.tif 000013
【図１２】
2007072211.tif 000014
【図１３】
2007072211.tif 000015
【図１４】
2007072211.tif 000016
【図１５】
2007072211.tif 000017
【図１６】
2007072211.tif 000018
【図１７】
2007072211.tif 000019
【図１８】
2007072211.tif 000020
【図１９】
2007072211.tif 000021