(57)【要約】【課題】動作速度を犠牲にすることなく、省スペースを図ると共に電気配線処理を簡単にする。【解決手段】パン台座１８が支持台１１にパン方向へ回動可能に保持され、チルト台座１３は、パン台座１８に対して、チルト台軸２４と一体にチルト方向に回転可能となっている。パンモータ２２及びチルトモータ２１は支持台１１自体に固定される。チルトモータ２１の出力軸２１ａの駆動力は、チルトモータ傘歯車２６とチルト台傘歯車２５との噛み合いにより、チルト台軸２４に伝達され、チルト台座１３がチルト回転する。パンモータ２２の出力軸２２ａの駆動力は、パンモータ平歯車２９とパン台平歯車２８との噛み合いによりパン台座１８に伝達され、パン台座１８がパン回転する。【選択図】図３
2007264435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着物を装着してパン乃至チルトする雲台機能を有した雲台機能付きクレードルであって、
支持台と、
前記支持台に対して相対的位置が固定的な第１回転中心軸の回りに回転自在なように前記支持台に支持された第１台座と、
装着物を装着可能で、前記第１回転中心軸に直交し且つ前記第１台座に対して相対的位置が固定的な第２回転中心軸の回りに回転自在なように前記第１台座に支持された第２台座と、
前記支持台に固定的に配設され、駆動力を発生させる第１駆動手段と、
前記第１駆動手段が発生させた駆動力を前記第１台座に回転駆動力として伝達する第１伝達手段と、
前記支持台に固定的に配設され、駆動力を発生させる第２駆動手段と、
前記第２駆動手段が発生させた駆動力を前記第２台座に回転駆動力として伝達する第２伝達手段とを有することを特徴とする雲台機能付きクレードル。
【請求項２】
前記第２伝達手段は、前記第２駆動手段が発生させた駆動力によって前記第１回転中心軸の回りに回転する第１傘歯車と、前記第２回転中心軸の回りに回転自在な第２傘歯車とを少なくとも有してなり、前記第１傘歯車と前記第２傘歯車とが、前記第１台座の可動回転行程において互いに常時噛み合うように構成されたことを特徴とする請求項１記載の雲台機能付きクレードル。
【請求項３】
パン乃至チルトを行う際に、前記第１駆動手段及び前記第２駆動手段を並行して制御する駆動制御手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の雲台機能付きクレードル。
【請求項４】
前記駆動制御手段は、随時、前記第１駆動手段及び前記第２駆動手段のうち負荷の大きい側の負荷を低減するように、負荷の小さい側の駆動力が負荷の大きい側の駆動力の補助として利用されるように制御することを特徴とする請求項３記載の雲台機能付きクレードル。
【請求項５】
前記第１駆動手段及び前記第２駆動手段の少なくとも一方は、超音波モータで構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の雲台機能付きクレードル。
【請求項６】
前記第１、第２駆動手段は、前記駆動力として発生させるトルクを出力する出力軸をそれぞれ有し、前記第１駆動手段の出力軸及び前記第２駆動手段の出力軸は、互いに平行に配設されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の雲台機能付きクレードル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ等の画像入力装置を装着し、互いに直交する２つの軸の周りに回転運動させる機構を有する雲台機能付きクレードルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ等の装着物を装着してパン乃至チルトする雲台機能を有した雲台機能付きクレードルが知られている。下記特許文献１では、このようなクレードルが画像入力装置に適用される。すなわち、この画像入力装置は、カメラ部と、このカメラ部を水平方向（パン方向）に回転運動させる駆動手段と、上下方向（チルト方向）に回転運動させる駆動手段とを兼ね備える。
【０００３】
上記画像入力装置は、カメラ部を、クレードルである電動雲台を有したカメラ台座部によりパン方向及びチルト方向に回転運動させて所望方向の被写体画像を撮影する。そして、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の情報処理装置に撮影画像を電子データとして送信して、モニタに画像を映し出す。あるいは、撮影画像を通信手段により遠隔地に送って、蓄積・再生することができる。
【０００４】
電動雲台は、カメラ部の回転移動のために、駆動手段としてのパン回転用とチルト回転用の２個のモータと、各モータに対応する減速機構（駆動力を伝達するギヤ等の伝達機構）とを備えている。そして通常、電動雲台はどちらか一方のモータ、例えばチルトモータがパン回転用のパン台座に取り付けられ、パン方向の回転運動でパン台座と一緒にチルトモータ本体が回転移動するように構成されている（特許文献１〜３参照）。
【０００５】
また、電動雲台機能が付いた画像入力装置に、無線技術により情報処理装置に対して電子データの送信／受信が可能な機構を備えることで、電子データの扱いを簡易にすることができる。このような無線化された画像入力装置は、設置される場所等に限定が無くなり、今後さらに多くなりつつあることが予想される。また、クレードルに装着されるものは、カメラに限られず、パン、チルトが有用な集音マイク等、適用範囲は広い。
【特許文献１】特開２００２−１３１８０６号公報
【特許文献２】特開２００１−１５７０９３号公報
【特許文献３】特開２０００−２７０３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のように、チルトモータがパン台座に取り付けられた電動雲台においては、カメラ部をパンさせる際に、パン台座と共にチルトモータ本体が一緒に回転移動する。そのため、電動雲台のパン方向の回転の際に確保すべき空間（動作スペース）が、チルトモータ及びチルト減速機構等のそれら自身の大きさより大幅に多く必要になってしまう。つまり、パン方向の回転時に、チルトモータやチルト減速機構の回転移動が妨げられないように、これらの回転移動軌跡上には干渉するものを配置できない。
【０００７】
そのため、それらの回転移動軌跡上とは異なる位置に、パンモータ等を配置しなければならない。よって、装置本体の必要スペースが大きく、設置スペースも大きくなってしまうという問題があった。仮に、電動雲台の動作スペースを小さくするために、チルトまたはパンの減速機構を小さくすると、モータの駆動トルクに余裕がない状態になってしまう。そうなると、トルク不足等によって、パン／チルトの動作速度が遅くなり、動作速度が犠牲になるおそれがある。
【０００８】
また、パン台座のパン方向への回転のときに、チルトモータの電気束線が動作によりからむ恐れがある。しかも、電気束線の屈曲の繰り返しによる断線の対策のため、配線処理を確実なものにしなければならず、配線処理が簡単でないという問題があった。
【０００９】
これらの課題は、上記した構成とは逆に、チルト台座側にパンモータが取り付けられた場合でも、同様に残る。
【００１０】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、動作速度を犠牲にすることなく、省スペースを図ると共に電気配線処理を簡単にすることができる雲台機能付きクレードルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の請求項１の雲台機能付きクレードルは、装着物を装着してパン乃至チルトする雲台機能を有した雲台機能付きクレードルであって、支持台と、前記支持台に対して相対的位置が固定的な第１回転中心軸の回りに回転自在なように前記支持台に支持された第１台座と、装着物を装着可能で、前記第１回転中心軸に直交し且つ前記第１台座に対して相対的位置が固定的な第２回転中心軸の回りに回転自在なように前記第１台座に支持された第２台座と、前記支持台に固定的に配設され、駆動力を発生させる第１駆動手段と、前記第１駆動手段が発生させた駆動力を前記第１台座に回転駆動力として伝達する第１伝達手段と、前記支持台に固定的に配設され、駆動力を発生させる第２駆動手段と、前記第２駆動手段が発生させた駆動力を前記第２台座に回転駆動力として伝達する第２伝達手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１によれば、動作速度を犠牲にすることなく、省スペースを図ると共に電気配線処理を簡単にすることができる。
【００１３】
請求項３によれば、パン、チルトの手動操作を別々に行うことを要することなく、装着物を所望の向きに迅速に変位させることができる。
【００１４】
請求項４によれば、駆動手段の負荷が偏らないようにして、パン及びチルト動作を迅速で且つ安定的なものにすることができる。
【００１５】
請求項５によれば、超音波モータで構成した駆動手段については、特別なブレーキ機構を設けなくても、他方の駆動手段の駆動力から影響を受けないようにすることができる。
【００１６】
請求項６によれば、省スペース化を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態に係る雲台機能付きクレードル及び該クレードルに装着されるデジタルカメラの外観斜視図である。同図は、雲台機能付きクレードル（以下、単に「クレードル」と称する）１０の正面よりやや右側上方から見た図である。以下、デジタルカメラ１２の被写体側を正面または前面とし、左右方向については、被写体側からみた方向を用いる。クレードル１０は、パソコン等の情報処理装置へ無線技術等により電子データを送信ならびに受信が可能で、且つ、装着物であるデジタルカメラ１２を装着してパン及びチルトする雲台機能を有して構成される。
【００１９】
クレードル１０は、外観が円柱型の支持台１１、パン台座（第１台座）１８、チルト台座（第２台座）１３を有する。デジタルカメラ１２は、単独で画像撮影用に用いられるほか、クレードル１０に装着可能である。パン台座１８は、後述するように、支持台１１にパン方向へ回動可能に保持されると共に、チルト台座１３をチルト方向へ回動可能に保持する。チルト台座１３は、平面視長方形であり、支持台１１の上面に位置して、パン台座１８に保持される。チルト台座１３の上面には、位置決めピン１４、オスのコネクタ１５、止めフック１６が設けられる。
【００２０】
位置決めピン１４は、デジタルカメラ１２を装着する際にその水平方向の固定位置を決める。図示はしないが、デジタルカメラ１２の下面には、この位置決めピン１４に嵌合する穴が設けられている。コネクタ１５は、デジタルカメラ１２とクレードル１０とを電気的に接続する。図示はしないが、デジタルカメラ１２の下面には、このコネクタ１５に対応するコネクタ（メス）が設けられている。コネクタ１５を介して、デジタルカメラ１２とクレードル１０との間で撮像画像等の電子データの送信・受信ができ、クレードル１０よりデジタルカメラ１２への電源供給も可能となっている。
【００２１】
止めフック１６は、一対設けられ、それらは互いに背向する鉤部を有する。両止めフック１６は、互いに離れる方向に向いて広がるように付勢されている。図示はしないが、デジタルカメラ１２の下面には、これら止めフック１６に嵌合する穴が設けられている。デジタルカメラ１２をチルト台座１３に装着・固定するには、位置決めピン１４を用いて位置決めしつつ、デジタルカメラ１２の下面の、上記止めフック１６に対応する穴を、止めフック１６に嵌合させる。両止めフック１６が鉤部を有し、且つ、互いに離れる方向に付勢されていることで、装着されたデジタルカメラ１２が意図せずに外れることが防止される。
【００２２】
チルト台座１３の止めフック１６の鉤部が延設されている側の両側面には、解除ボタン１７が設けられる。解除ボタン１７は、近接する側の止めフック１６と一体で構成され、押下されることで、両止めフック１６を互いに近づける方向に移動させる。デジタルカメラ１２をクレードル１０より取り外すときは、操作者が解除ボタン１７を両側から押すことで、止めフック１６とそれに対応するデジタルカメラ１２の下面の穴との嵌合が外れる。解除ボタン１７を両側に２つ設けたのは、不用意にデジタルカメラ１２が取り外されることがないようにするためであり、操作者が意図をもって２つの解除ボタン１７を押したときのみ、止めフック１６の嵌合が外れるようになっている。
【００２３】
なお、クレードル１０の電源コード等については、本発明に直接関係が無いので、図示及び説明を省略した。
【００２４】
図２、図３は、クレードル１０の内部構成を示す、正面よりやや右側上方から見た斜視図である。図２、図３では、説明のため一部分を切り欠いて示してある。また、図３では、後述する通信用電気基板２０等を外した状態を示している。
【００２５】
以降、クレードル１０に装着されたデジタルカメラ１２が正面を向いた状態（図２、図３に示す状態）における、クレードル１０及びデジタルカメラ１２の位置を「初期位置」とする。また、パン回転を含む水平方向の回転については、平面視において、時計方向の回転を「正回転」、反時計方向の回転を「逆回転」と呼称する。チルト回転（上下方向の回転）については、デジタルカメラ１２の前面が、初期位置よりも上方／下方を向く回転を「上方／下方へのチルト乃至回転」とする。
【００２６】
図２、図３に示すように、支持台１１内には、通信用電気基板２０及び駆動用電気基板（駆動制御手段）２３が固定的に配設される。図２に示すように、コネクタ１５に接続されて、通信用ケーブル１９が内部配線される。通信用電気基板２０には、通信用ケーブル１９及びコネクタ１５を介して、デジタルカメラ１２が電気的に接続される。これにより、クレードル１０は、デジタルカメラ１２に対して、撮影画像等の電子データの送信・受信や、電源供給等が行える。通信用ケーブル１９には、チルト台座１３及びパン台座１８の回転運動時に、からみ等の問題が発生しないよう、不図示のケーブルガイドで囲む等の対策が施されている。
【００２７】
ここで、デジタルカメラ１２自体が、無線機能（例えば無線用ＳＤカード対応等）を持っていれば、そのデジタルカメラ１２は、ＰＣとの間で、電子データを直接送信及び受信可能である。なお、電源供給が必要ない場合等（単にパンやチルトだけを行う場合等）は、通信用ケーブル１９及び通信用電気基板２０を省略してもよい。
【００２８】
図２、図３に示すように、支持台１１内部には、チルトモータ２１（第２駆動手段）及びパンモータ（第１駆動手段）２２が配設される。従来、チルトモータは、パン台座に取り付けられるのが通常である。しかし、本実施の形態では、チルトモータ２１及びパンモータ２２のいずれも、支持台１１自体に固定されている。すなわち、チルトモータ２１及びパンモータ２２の本体が、支持台１１の底部から駆動用電気基板２３及び通信用電気基板２０を貫通して鉛直方向に立設固定されている。そして、チルトモータ２１のトルクを出力する出力軸２１ａ、及びパンモータ２２のトルクを出力する出力軸２２ａが、それぞれ上方に延びている。
【００２９】
チルトモータ２１は、平面視において支持台１１の中央に配置され、出力軸２１ａが、パン台座１８の回転中心軸（第１回転中心軸）と同心に位置している。パンモータ２２は、支持台１１の円柱部の壁付近に配置され、両モータは互いに平行となっている。従って、両出力軸２１ａ、出力軸２２ａも、互いに平行である。
【００３０】
チルトモータ２１は、チルト台座１３をチルト方向に回転運動させる駆動手段として機能する。パンモータ２２は、パン台座１８をパン方向に回転運動させる駆動手段として機能する。チルトモータ２１及びパンモータ２２は、駆動用電気基板２３によって駆動制御される。チルトモータ２１及びパンモータ２２の種類として、超音波モータ（ＵＳＭモータ）を利用したものを採用している。従って、チルトモータ２１及びパンモータ２２は、いずれも、超音波モータの特性の１つである、出力軸が停止しているときに出力軸が外力によって回転しないように止まるブレーキの効果、すなわち保持トルクが働くという特性を有している。
【００３１】
チルト台座１３の下部には、２つの解除ボタン１７（図１参照）を結ぶ方向に沿って、チルト台座１３の回転中心となるチルト台軸２４（第２回転中心軸）が設けられる。チルト台軸２４は、チルト台座１３に対して固定され、パン台座１８の回転中心軸とは直交している。チルト台軸２４の両端部は、パン台座１８に回動可能に軸受けにより組み付けられている。これにより、チルト台座１３は、パン台座１８に対して、チルト台軸２４と一体にチルト方向に回転可能となっている。チルト台軸２４には、チルト台傘歯車２５が嵌合して設けられている。チルト台傘歯車２５は、チルト台軸２４に固定され、チルト台軸２４と一体に回転する。
【００３２】
チルトモータ２１の出力軸２１ａには、チルト台傘歯車２５と噛み合うチルトモータ傘歯車２６が設けられる。チルトモータ２１の駆動力は、チルトモータ傘歯車２６とチルト台傘歯車２５との噛み合いにより、チルト台軸２４に伝達される。従って、チルトモータ２１の正／逆回転でチルト台座１３が下／上方向にチルト回転運動することとなる。
【００３３】
パン台座１８の外周部には、パン台平歯車２８が設けられる。パン台平歯車２８は、パン台座１８の外周部のうち、少なくともパンモータ２２側の一部において、パン台座１８と一体に形成、または別体でパン台座１８に固着される。パン台平歯車２８は、パン台座１８の外周部の全周に亘って設けてもよい。パンモータ２２の出力軸２２ａには、パン台平歯車２８と噛み合うパンモータ平歯車２９が固定的に設けられる。パンモータ２１の駆動力は、パンモータ平歯車２９とパン台平歯車２８との噛み合いによりパン台座１８に伝達される。パンモータ２２の正／逆回転で、パン台座１８が逆／正方向にパン回転運動することとなる。
【００３４】
上記初期位置においては、チルト台傘歯車２５は、チルトモータ傘歯車２６におけるパンモータ２２に対する反対側部分に噛み合うように配置されている。
【００３５】
図３に示すように、チルトモータ２１とパンモータ２２との間には、チルトフレキケーブル２７及びパンフレキケーブル３０が配設される。チルトフレキケーブル２７は、駆動用電気基板２３とチルトモータ２１とを電気的に接続する。パンフレキケーブル３０は、駆動用電気基板２３とパンモータ２２とを電気的に接続する。
【００３６】
本実施の形態では、駆動用電気基板２３とチルトモータ２１とが相対的に移動することがない。また、駆動用電気基板２３とパンモータ２２も、相対的に移動することがない。従って、チルトフレキケーブル２７、パンフレキケーブル３０は、それらの配線処理後に屈曲等の動きをすることがない。そのため、これらのケーブルを、特別にケーブルガイド等で囲む等の対策が必要なく、取り扱いが非常に容易である。
【００３７】
図４は、デジタルカメラ１２が装着されたクレードル１０の構成を示すブロック図である。上述したように、チルトモータ２１、パンモータ２２は、チルトフレキケーブル２７、パンフレキケーブル３０（図３参照）により駆動用電気基板２３に接続されている。また、デジタルカメラ１２は、通信用ケーブル１９（図２参照）、コネクタ１５を介して通信用電気基板２０に接続される。駆動用電気基板２３と通信用電気基板２０とは接続され、駆動用電気基板２３にはさらに、操作部３２及び通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３３が接続される。
【００３８】
操作部３２には、例えば、パン回転を指示するパン指示操作部、チルト回転を指示するチルト指示操作部、初期位置への復帰を指示するホームポジション指示操作部等が備えられる（いずれも図示せず）。駆動用電気基板２３は、操作部３２からの指示に基づいて、チルトモータ２１及びパンモータ２２を並行して駆動制御する。
【００３９】
また、通信Ｉ／Ｆ３３は、外部装置とデータ通信を行うものであり、無線、有線を問わない。なお、パン、チルト、ホームポジション等の指示は、通信Ｉ／Ｆ３３を介して受信できるように構成してもよい。また、目標とされるパン位置及びチルト位置の指示は、現位置また初期位置を基準とした相対的位置を示すものでもよい。
【００４０】
図５〜図７は、デジタルカメラ１２を装着したクレードル１０の動作を示す外観斜視図である。これらの図は、図１と同様に、正面よりやや右側上方から見た図である。また、理解容易化のため、図３と同様に、通信用電気基板２０等の図示が省略されている。
【００４１】
まず、図５を参照して、初期位置から、チルトモータ２１のみを正回転駆動した場合を考える。チルトモータ２１の出力軸２１ａと共にチルトモータ傘歯車２６が正回転すると、チルトモータ傘歯車２６と噛み合っているチルト台傘歯車２５が、下方（パンモータ平歯車２９からみて反時計方向）に回転し、チルト台軸２４も同方向に回転する。すると、チルト台軸２４と共にチルト台座１３が同方向に回転するので、デジタルカメラ１２が下方を向く。これが、下方へのチルトである。これとは逆に、チルトモータ２２のみが逆回転した場合は、上方へのチルトとなる。
【００４２】
ここで、チルトモータ２１のみが作動する際、パンモータ２２が停止していることで、上記したブレーキ効果により、その出力軸２２ａが回転せず止まっている。従って、パン台座１８も停止している。従って、チルトの場合は、チルトモータ２１の作動のみによって、チルト単独の回転が可能である。
【００４３】
次に、図６を参照して、初期位置から、パンモータ２２のみを逆回転駆動した場合を考える。パンモータ２２の出力軸２２ａと共にパンモータ平歯車２９が逆回転すると、パンモータ平歯車２９と噛み合っているパン台平歯車２８を介して、パン台座１８が正回転する。ここで、チルトモータ２１は停止しているが、上記したように、ブレーキ効果により、その出力軸２１ａが回転せず止まっている。
【００４４】
そして、出力軸２１ａが回転停止した状態で、パン台座１８が正回転すると、チルト台座傘歯車２５が、チルトモータ傘歯車２６に噛み合いつつ、その噛み合い位置を正回転方向に移動させる。すなわち、チルトモータ傘歯車２６は連れ回りすることなく停止状態を維持するので、チルト台座傘歯車２５がチルトモータ傘歯車２６の歯部を転がることになる。従って、チルト台座傘歯車２５と共にチルト台軸２４が上方向に回転し、チルト台座１３が上方にチルトしていく。これにより、初期位置から、デジタルカメラ１２が時計方向に回転すると共に上方を向く。すなわち、デジタルカメラ１２は、パン方向とチルト方向との複合方向へ回転することになる。これとは逆に、パンモータ２２のみが正回転した場合は、反時計方向への回転及び下方へのチルトとなる。
【００４５】
ここで、パン台座１８の可動回転範囲は特に限定せず、３６０°でもよい。ただし、少なくとも、チルト台座傘歯車２５とチルトモータ傘歯車２６とは、パン台座１８の可動回転行程において、常時噛み合ように構成される。
【００４６】
パンモータ平歯車２９及びパン台平歯車２８は、パンモータ２２の出力トルクをパン台座１８に伝達するものであるので、これらを「第１伝達手段」と呼称する。第１伝達手段における、パンモータ２２の駆動力の減速比は、説明がわかりやすいように５：１であるとする。
【００４７】
チルト台傘歯車２５及びチルトモータ傘歯車２６は、チルトモータ２１の出力トルクをチルト台座１３に伝達するものであるので、これらを「第２伝達手段」と呼称する。第２伝達手段における、チルトモータ２１の駆動力の減速比は、説明がわかりやすいように１：１であるとする。
【００４８】
図５、図６では、いずれか一方のモータを停止させておく一番簡単な動作制御を説明した。これらは、モータを停止するとモータ軸にブレーキがかかり、他方のモータの駆動回転に連れ回りすることがないという超音波モータの特性を利用したものである。しかし、本実施の形態では、駆動用電気基板２３が、チルトモータ２１及びパンモータ２２の駆動制御を司るので、以下に説明するように、より適切な動きを実現することができる。
【００４９】
図７を参照して、初期位置から、チルトすることなく正回転方向にパンのみを行う場合の制御を説明する。
【００５０】
このように制御するには、まず、初期位置において、パンモータ２２を逆回転させるのと並行して、チルトモータ２１を正回転させる。具体的には、上記した第１、第２伝達手段における減速比を考慮して、パンモータ２２を逆方向に５回転させ、チルトモータ２１を正方向に１回転させる。
【００５１】
両モータの動作を同期させて行った場合は、チルトモータ傘歯車２６とチルト台傘歯車２５とは、同じ部分で噛み合ったまま、支持台１１の中心軸の回りに正方向に一緒に回転することになる。すなわち、チルトモータ２１は、チルト台座１３を、パン方向の回転運動に連動して上下方向に回転移動させないように、正回転をする。このような制御は、パンモータ２２を主力と見れば、チルトモータ２１が調整補正力となっている。ただし、どのような行程を辿っても、最終的に図７に示す位置にパン及びチルトできればよいとするならば、パンモータ２２の逆方向５回転とチルトモータ２１の正方向１回転との時間的先後は問わない。
【００５２】
チルトすることなく逆回転方向にパンのみを行う場合は、上記とは逆に、パンモータ２２を正回転させるのと並行して、チルトモータ２１を逆回転させる。
【００５３】
このように、パンモータ２２の回転に加え、チルトモータ２１の回転を制御することで、あらゆる複合方向に回転運動が可能であり、回転速度の調整も可能である。また、上記したパン及びチルトの機構は、パンモータ２２とチルトモータ２１の各駆動伝達部にディファレンシャル機構を設けたのと同様の効果がある。すなわち、パン方向の回転またはチルト方向の回転に必要な回転駆動トルク（負荷）の大きい方に対し、他方のモータ駆動力を補助として利用可能となる。
【００５４】
さらに、次に例示するように、２つのモータの動作途中においても、各々のモータのトルクを制御することで、所望位置への複合回転運動において、駆動トルク管理等の最適な動作を実現することができる。
【００５５】
図８（ａ）、（ｂ）は、パンモータ２２、チルトモータ２１の駆動パターンを示すタイミングチャートである。デジタルカメラ１２が、右側下方を向いた状態（「駆動前状態」と呼称する）から、図６に示すような、左側上方を向いた状態（「駆動後状態」と呼称する）まで変位させることを考える。ただし、駆動前状態から駆動後状態にするのに、パンモータ２２の逆回転駆動だけではチルト量が足りず、チルトモータ２１の逆回転駆動も必要であるとする。
【００５６】
まず、図８（ａ）に示すように、時点ｔ１からパンモータ２２、チルトモータ２１を同時に作動させ、各々、時点ｔ４で必要量の回転を終了させたとする。この場合、チルト台軸２４に対してデジタルカメラ１２の重心が後方に移動していくため、パンモータ２２、チルトモータ２１の負荷（駆動トルク）も変化していく。特に、最初、デジタルカメラ１２がかなり下方を向いて（お辞儀して）いるので、チルトモータ２１においては特に、前半ほど負荷が大きく重い。しかし、デジタルカメラ１２の重心が、上方にチルトすること（チルトアップ）によりやがてチルト台軸２４の真上を通過すると、次第に軽くなるように負荷が変動する。
【００５７】
ここで、チルトモータ２１とパンモータ２２の駆動減速比は、１：１と５：１であり、パンモータ２２の方に余裕がある。そこで、図８（ｂ）に示すように、時点ｔ１から時点ｔ２までは、チルトモータ２１を停止させておくと共にパンモータ２２のみ逆回転させる。これにより、図６で説明したのと同様に、デジタルカメラ１２が時計方向に回転することで、デジタルカメラ１２が、両モータの減速比に応じた分だけチルトアップする。これにより、駆動初期において、チルトモータ２１にかかる負荷が低減される。
【００５８】
そして、時点ｔ２からは、チルトモータ２１の逆回転駆動も並行して行う。時点ｔ３では、パンモータ２２の回転が終了する。ここで、パンモータ２２及びチルトモータ２１の出力トルクの大きさは、一定でなくてもよく、逐次変化させてもよい。また、パンモータ２２の逆回転駆動についても、チルトモータ２１と同様に、時点ｔ４で終了させてもよい。このようにして、２つのモータの並行制御により、目標とする変位態様に最も適した駆動制御が可能である。
【００５９】
図８（ｂ）で示した制御は一例であり、駆動用電気基板２３が、それぞれのパン及びチルトの行程にとって最適となる制御を行うようにする。例えば、随時、パンモータ２２、チルトモータ２１のうち、負荷の大きい側の負荷を低減するように、負荷の小さい側の駆動力が負荷の大きい側の駆動力の補助として利用されるように制御する。これにより、２つのモータの負荷が偏らず、パン及びチルト動作が迅速で且つ安定的になる。
【００６０】
本実施の形態によれば、パン台座１８が支持台１１にパン方向へ回動可能に保持されると共に、チルト台座１３が、パン台座１８に対してチルト方向へ回動可能に保持された。そして、パンモータ２２だけでなく、チルトモータ２１も、支持台１１自体に固定された。これにより、チルトモータ２１の本体がパン台座１８と共に回転移動することがないので、チルトモータ２１及びチルトモータ傘歯車２６の干渉回避のための空間を設ける必要がない。そのため、チルトまたはパンの減速機構等を無理に小さくする必要がなく、各モータの駆動トルクに余裕をとることができ、パン／チルトの動作速度が犠牲にならなくて済む。よって、動作速度を犠牲にすることなく、省スペースを図ることができる。しかも、チルトモータ２１の出力軸２１ａ及びパンモータ２２の出力軸２２ａは、互いに平行であるので、省スペース化を一層容易にすることができる。
【００６１】
また、パン台座１８のパン方向への回転のときに、チルトモータ２１の電気束線であるチルトフレキケーブル２７が動作によりからんだり、屈曲したりすることがないので、特別な配線処理の技術が不要で、配線処理が簡単である。
【００６２】
また、パン台座１８にチルトモータ２１が保持されていないことによって、パンモータ２２の駆動トルクに余裕が生まれるという利点もある。ちなみに、パン回転及びチルト回転によって、パンモータ２２の電気束線であるパンフレキケーブル３０が動作によりからむ恐れや、屈曲等による断線等がないことは言うまでもない。
【００６３】
本実施の形態ではまた、パン乃至チルトを行う際に、目標の位置にパン、チルトするよう、駆動用電気基板２３がパンモータ２２及びチルトモータ２１を並行して駆動制御する。これにより、パン、チルトの手動操作を別々に行うことを要することなく、デジタルカメラ１２を所望の向きに迅速に自動で変位させることができる。
【００６４】
また、パンモータ２２、チルトモータ２１が、互いの負荷を軽減するように駆動力の補助として利用できるので、一方のモータに、より大きい駆動トルクが必要になった場合でも、他方のモータが加勢可能である。これにより、両モータの動作が安定する。特に複合方向への変位が機敏になる。よって、２つのモータの負荷が偏らないようにして、パン及びチルト動作を迅速で且つ安定的なものにすることができる。
【００６５】
また、チルトモータ２１及びパンモータ２２には、超音波モータを利用したので、特別なブレーキ機構を設けなくても、他方のモータの駆動力から影響を受けないようにすることができる。なお、超音波モータを採用しないで駆動力の影響を排除するためには、上記したブレーキ効果を得るためのブレーキ機構を設ければよい。
【００６６】
なお、動作速度を犠牲にすることなく、省スペースを図ると共に電気配線処理を簡単にするという観点からは、チルトモータ２１及びパンモータ２２を駆動用電気基板２３が制御するという構成は必須ではない。例えば、手動によるパン操作によってパンモータ２２が回転し、手動によるチルト操作に従ってチルトモータ２１が回転するように構成してもよい。
【００６７】
なお、チルト台座１３に装着されるものは、デジタルカメラ１２に限られない。例えば、テレビ、集音マイク、スポットライト、扇風機等、方向を変えることが有用なものであってもよい。
【００６８】
なお、本実施の形態では、パン台座１８が支持台１１に保持されると共に、チルト台座１３がパン台座１８に保持された。しかし、これとは逆に、チルト台座が支持台１１に保持され、パン台座がチルト台座に保持される構成であってもよい。
【００６９】
なお、チルト台軸２４は、チルト台座１３に固定され、パン台座１８に軸支されるという構成であったが、これに限るものではない。すなわち、チルト台軸２４自体は、パン台座１８に対して相対的位置が固定的であればよく、パン台座１８に固定して回動しないようにしてもよい。そのようにする場合は、チルト台傘歯車２５を、チルト台軸２４に対して回転自在に支持させ、且つ、チルト台傘歯車２５とチルト台座１３とを介在部材等で固定的に連結する。そして、チルト台傘歯車２５と一体にチルト台座１３が回転するように構成すればよい。
【００７０】
なお、チルトモータ２１は、必ずしもパン台座１８の回転中心軸と同心に配置されなくてもよい。すなわち、チルトモータ傘歯車２６に相当する傘歯車が、パン台座１８の回転中心軸の回りに回転するように配設されればよい。その場合は、その傘歯車に、チルトモータ２１の出力軸２１ａの駆動力を伝達する歯車等を、その傘歯車と出力軸２１ａとの間に介在させればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る雲台機能付きクレードル及び該クレードルに装着されるデジタルカメラの外観斜視図である。
【図２】クレードルの内部構成を示す、正面よりやや右側上方から見た斜視図である。
【図３】クレードルの内部構成を示す、正面よりやや右側上方から見た斜視図である。
【図４】デジタルカメラが装着されたクレードルの構成を示すブロック図である。
【図５】デジタルカメラを装着したクレードルの動作を示す外観斜視図である。
【図６】デジタルカメラを装着したクレードルの動作を示す外観斜視図である。
【図７】デジタルカメラを装着したクレードルの動作を示す外観斜視図である。
【図８】パンモータ、チルトモータの駆動パターンを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１０  雲台機能付きクレードル
１１  支持台
１２  デジタルカメラ（装着物）
１３  チルト台座（第２台座）
１８  パン台座（第１台座）
２１  チルトモータ（第２駆動手段）
２１ａ  出力軸
２２  パンモータ（第１駆動手段）
２２ａ  出力軸
２３  駆動用電気基板（駆動制御手段）
２４  チルト台軸（第２回転中心軸）
２５  チルト台傘歯車（第２伝達手段、第２傘歯車）
２６  チルトモータ傘歯車（第２伝達手段、第１傘歯車）
２８  パン台平歯車（第１伝達手段）
２９  パンモータ平歯車（第１伝達手段）
【図１】
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【図２】
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【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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