(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パン方向に回動させるパン駆動用の動力源を含むパン駆動ユニットと、チルト方向に傾動させるチルト駆動用の動力源を含むチルト駆動ユニットとがそれぞれ別ユニットとして構成され、各駆動ユニットに他の駆動ユニットを連結するための連結部が設けられ、少なくとも２つ以上の同一構造のパン駆動ユニットがパンの回転軸方向に積み重ねられ、これら複数のパン駆動ユニットを同一の操作部によって連携して作動させることにより、パン操作を行うように構成されており、前記連結部は嵌合させる連結構造であり、前記チルト駆動ユニットの下面には前記連結部及び電気的接続手段が設けられ、前記パン駆動ユニットにはパンの回転軸方向における上面及び底面に各々前記連結部及び電気的接続手段が設けられ、前記チルト駆動ユニットと前記パン駆動ユニット及び前記パン駆動ユニットどうしが機械的に連結されるとともに電気的に接続されること、
を特徴とする雲台システム。
【請求項２】
請求項１の雲台システムにおいて、
前記パン駆動ユニットは、固定部とパン方向に回動する旋回部とから成り、前記旋回部は前記固定部の上に回動自在に設けられ、前記旋回部の上面及び前記固定部の底面に各々前記連結部及び前記電気的接続手段が設けられていること、
を特徴とする雲台システム。
【請求項３】
請求項１または２の雲台システムにおいて、
前記パン駆動ユニット及び前記チルト駆動ユニットを遠隔制御するリモコン装置から出力されたコントロール信号を入力する端子が前記パン駆動ユニットの側面に形成され、
前記リモコン装置は、最下段の前記パン駆動ユニットの側面に形成される前記端子に接続されていること、
を特徴とする雲台システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つの雲台システムにおいて、
前記パン駆動ユニットは、当該パン駆動ユニットのパンニング位置を検出する第１のポテンショメータと、前記第１のポテンショメータから出力される電圧信号を下段の他のパン駆動ユニットへ出力する端子と、上段の他のパン駆動ユニットのパンニング位置を検出する第２のポテンショメータから出力される電圧信号を入力する端子と、前記第１のポテンショメータと前記第２のポテンショメータから出力される電圧信号に基づいてＯＮ状態とＯＦＦ状態とが切り替えられるスイッチ回路を備えること、
を特徴とする雲台システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は雲台システムに係り、特に雲台のパン駆動部とチルト駆動部とを遠隔制御することによりカメラ等を所望の方向に向ける雲台システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
監視用カメラなどに用いられるリモコン雲台は、パン駆動部とチルト駆動部とを具備し、各駆動部は操作ユニット（リモコン装置）によって遠隔制御されている。即ち、リモコン装置の操作部（例えばジョイスティック等）を操作すると、その操作に応じたコントロール信号が中継回路によって駆動信号に変換された後、前記パン駆動部及びチルト駆動部に加えられ、操作者の指示に対応したパン動作及びチルト動作が行われる。
【０００３】
かかる従来の雲台は、パン駆動部が２つの終端子と１つの可動接点とを有するポテンショメータによってパンニング位置が制御されているため、パン操作可能範囲が通常３６０度未満（一般には３２０°〜３４０°程度）に規制されている。
したがって、例えば動く被写体をパンニングしながら追尾撮影する際に、その被写体が前記パン操作可能範囲を越えてしまうと、被写体を追うことがきないという欠点がある。かかる課題に対して、パンの回転角度を３６０度以上にするために、パン／チルトヘッドの下にもう一つのパン駆動部（補助駆動部）を取り付ける方法が提案されている（特開平６−３１３４６３号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来提案されている方法を用いても、回転角度は７２０度（２回転）未満となり、必ずしも十分とは言えない。また、補助駆動部は当該雲台装置に専用のものとなるので扱い難く、拡張性にも乏しい。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、雲台のパンの回転角度を容易に拡大できる雲台システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明に係る雲台システムは、パン方向に回動させるパン駆動用の動力源を含むパン駆動ユニットと、チルト方向に傾動させるチルト駆動用の動力源を含むチルト駆動ユニットとがそれぞれ別ユニットとして構成され、各駆動ユニットに他の駆動ユニットを連結するための連結部が設けられ、少なくとも２つ以上の同一構造のパン駆動ユニットがパンの回転軸方向に積み重ねられ、これら複数のパン駆動ユニットを同一の操作部によって連携して作動させることにより、パン操作を行うように構成されており、前記連結部は嵌合させる連結構造であり、前記チルト駆動ユニットの下面には前記連結部及び電気的接続手段が設けられ、前記パン駆動ユニットにはパンの回転軸方向における上面及び底面に各々前記連結部及び電気的接続手段が設けられ、前記チルト駆動ユニットと前記パン駆動ユニット及び前記パン駆動ユニットどうしが機械的に連結されるとともに電気的に接続されることを特徴としている。
【０００６】
本発明によれば、パン駆動ユニットとチルト駆動ユニットとは相互に連結部を介して着脱自在であり、パン駆動ユニットには更に連結部を介して他のパン駆動ユニットを連結することができる。このように、複数のパン駆動ユニットを次々と連結して回転軸の方向に積み重ねることができ、各パン駆動ユニットは共通の操作部からの指示信号（制御信号）に従って制御される。複数のパン駆動ユニットが連携して作動することにより、１台のパン駆動ユニットの回転限界を超えて、より広いパン操作可能範囲を実現することができる。また、パン駆動ユニットの連結台数の増減によってパン操作可能範囲を自由に設定することができ、取り扱いも容易である。
また、本発明に係る雲台システムは、前記パン駆動ユニットは、固定部とパン方向に回動する旋回部とから成り、前記旋回部は前記固定部の上に回動自在に設けられ、前記旋回部の上面及び前記固定部の底面に各々前記連結部及び前記電気的接続手段が設けられていることを特徴としている。
また、本発明に係る雲台システムは、前記パン駆動ユニット及び前記チルト駆動ユニットを遠隔制御するリモコン装置から出力されたコントロール信号を入力する端子が前記パン駆動ユニットの側面に形成され、前記リモコン装置は、最下段の前記パン駆動ユニットの側面に形成される前記端子に接続されていることを特徴としている。
また、本発明に係る雲台システムは、前記パン駆動ユニットは、当該パン駆動ユニットのパンニング位置を検出する第１のポテンショメータと、前記第１のポテンショメータから出力される電圧信号を下段の他のパン駆動ユニットへ出力する端子と、上段の他のパン駆動ユニットのパンニング位置を検出する第２のポテンショメータから出力される電圧信号を入力する端子と、前記第１のポテンショメータと前記第２のポテンショメータから出力される電圧信号に基づいてＯＮ状態とＯＦＦ状態とが切り替えられるスイッチ回路を備えることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る雲台システムの好ましい実施の形態について詳説する。
図１は本発明に係る雲台システムの実施の形態を示す斜視図である。この雲台システム１０は、チルト駆動ユニット１２とパン駆動ユニット１４、１５とから構成されており、チルト駆動ユニット１２の下に１台又は複数台のパン駆動ユニット１４、１５が組み合わされる。図１には２台のパン駆動ユニット１４、１５が連結される例が示されているが、パン駆動ユニットの連結台数は特に限定されない。最下段のパン駆動ユニット１５は取付プレート１７上に図示せぬ固定用ネジを用いて固定され、該取付プレート１７を介して所定の設置場所に据え付けられる。なお、図１中符号１８は前記固定用ネジの通し穴、符号１９は据え付け用のネジ（不図示）の通し穴である。
【０００８】
チルト駆動ユニット１２は、カメラ２０を支持するカメラ取付板２２を有し、カメラ取付板２２は、その左側面部がチルト駆動ユニット１２の側面から延設されたチルト軸２４に片持ち支持されている。そして、カメラ及びレンズの制御用の信号はチルト軸２４を通して直接カメラ２０のハウジングに導かれる構造になっている。信号伝送手段の他の形態として、チルト駆動ユニット１２の側面にカメラ・レンズ用コネクタ部（不図示）を設け、このコネクタ部にカメラ及びレンズ制御用の信号伝送ケーブル（不図示）を接続する構造を採用してもよい。
【０００９】
チルト駆動ユニット１２の下面にはパン駆動ユニット１４を連結するための嵌合穴（連結部に相当）２６が形成されるとともに、パン駆動ユニット１４との電気的接続を行うためのコネクタ部２８が設けられている。またチルト駆動ユニット１２の上面には把手２９が形成されている。
パン駆動ユニット１４は、固定部３０と旋回部３１とから成り、旋回部３１は固定部３０の上に回動自在に設けられている。旋回部３１の上面には他の駆動ユニット（前記チルト駆動ユニット１２又は別のパン駆動ユニット）との連結用の突起部材（連結部に相当）３２、及び電気的接続用のコネクタ部３４が設けられている。
【００１０】
図１では３個の突起部材３２が適当な位置（例えば、円周に沿って１２０度ずつ等分配した位置）に配置されているが、突起部材３２の個数は特に限定するものではなく、多様な配置形態が可能である。そして、これら突起部材３２及びコネクタ部３４の配置形態に対応するようにチルト駆動ユニット１２側の嵌合穴２６及びコネクタ部２８の配置形態も決定されている。
【００１１】
チルト駆動ユニット１２及びパン駆動ユニット１４の各コネクタ部２８、３４の位置を合わせて、突起部材３２を嵌合穴２６に嵌合させることにより、チルト駆動ユニット１２とパン駆動ユニット１４とが機械的に連結されるとともに、コネクタ部２８、３４どうしが接続されて両者が電気的に接続される。なお、電気的接続手段は特に限定されず、前記コネクタ部２８、３４に代えてホットシューでもよい。また、複数の突起部材３２について大きさを変えておくことにより、各ユニットが誤った向きに連結されるのを防止することができる。
【００１２】
チルト駆動ユニット１２の側面には前記嵌合穴２６に到達するネジ穴３６が形成されており、該ネジ穴３６に図示せぬ止めネジが螺合される。嵌合穴２６に嵌入されている突起部材３２の側面が前記止めネジの先端によって押さえつけられることにより、ユニット間の縦方向の離脱が阻止される。
パン駆動ユニット１４の固定部３０の周面には、外部コントロール用のコネクタ部３８が設けられており、該コネクタ部３８にリモコン装置（図１中不図示）からの信号伝送用のケーブルを接続できるようになっている。
【００１３】
また、図示されていないが、固定部３０の底面には前記チルト駆動ユニット１２と同様に嵌合穴とコネクタ部とが設けられており、当該パン駆動ユニット１４の下に更に別のパン駆動ユニット１５を連結することができる構造を有している。そして、固定部３０の底面には取付プレート１７への固定用のネジ穴も形成されている。なお、符号３９は前記ネジ穴３６と同様の役割を果たす抜け止め用のネジが螺合されるネジ穴である。また、これらネジ穴３６、３９に代えて通し穴を形成するとともに突起部材３２側にネジ穴を設け、そのネジ穴に通し穴を介して止めネジを螺合することによりユニットの抜けを防止してもよい。
【００１４】
下段のパン駆動ユニット１５は上述したパン駆動ユニット１４と同一の構造を有し、取付プレート１７の下側から図示せぬ固定用のネジを用いて取付プレート１７に固定される。
図２はチルト駆動ユニット１２の構造を示す断面図である。同図に示すように、チルト軸２４は、モータ４０、ウォームホイール４１、及びウォームギヤ４２からなるチルト駆動機構によって、その軸心を中心に回転駆動される。カメラ２０はカメラ取付板２２上に固定ネジ４４を用いて固定されており、モータ４０の回転駆動力がチルト軸２４に伝達されることにより、カメラ２０を所望の位置にチルティングさせることができる。
【００１５】
図３はパン駆動ユニット１４、１５の構造を示す断面図である。旋回部３０は固定部３１の旋回座４６上に軸受４７を介して回動自在に支持されている。この旋回座４６の内側空間部４８にモータ５０と、該モータ５０によって駆動されるウォームホイール５１とが配置されている。前記ウォームホイール５１は、旋回部３０の下部に固着されたウォームギヤ５２に噛合され、前記モータ５０からの回転駆動力がウォームギヤ５２を介して旋回部３０に伝達されることにより、旋回部３０がパン方向に回動する構造になっている。なお、モータ４０、５０の回転駆動力をチルト軸２４や旋回部３０に伝達する手段は歯車伝動機構に限らず、ベルト伝動機構を用いてもよい。
【００１６】
パン駆動ユニット１４、１５は、旋回座４６に内蔵されたポテンショメータ５４によりそのパンニング位置が制御されている。前記ポテンショメータ５４は、２つの終端子と１つの可動接点とを有する抵抗器であり、当該パン駆動ユニット１４（又は１５）によるパン動作中に可動接点がどちらか一方の終端子に位置した時に、そのパン操作を停止するように制御している。このように、各パン駆動ユニット１４、１５はポテンショメータ５４の終端子で規定される回転限界が定められており、例えば、その回転角度範囲は３２０°程度に規制されている。
【００１７】
かかる構造のパン駆動ユニット１４、１５は図４に示すように回転軸の軸方向（上下方向）に複数台連結することが可能であり、例えば、最下段のパン駆動ユニット１５にリモコン装置からの信号伝送ケーブル５５が接続される。複数台のパン駆動ユニット１４、１５を積み重ね、これらを連携して作動させることにより、パン操作可能範囲を自由に設定することができる。なお、屋外で使用する場合は各パン駆動ユニット１４、１５の間に図示せぬ防水用のＯリングを設けることが好ましい。
【００１８】
次に、２つのパン駆動ユニットを組み合わせた場合のパン操作の制御系について図５のブロック図を参照しながら説明する。
図５において上段のブロックが図１における上側のパン駆動ユニット１４のパン制御系を示し、下段のブロックが図１における下側のパン駆動ユニット１５のパン制御系を示す。図５ではチルト駆動ユニット１２を省略しているが、チルト駆動ユニット１２もパン駆動ユニット１４、１５の制御系と略同様の構成を有し、上段のパン駆動ユニット１４に接続されている。
【００１９】
パン駆動ユニット１４、１５及びチルト駆動ユニット１２は、何れか１つの駆動ユニットに接続されている共通のリモコン装置５６によって遠隔制御される。このとき、接続ケーブルの巻き付きを回避する観点からリモコン装置５６は最下段のパン駆動ユニット１５に接続することが好ましく（図４参照）、また、上段のパン駆動ユニット１４から駆動し始めてパン回転量の増大に伴って次第に下段のパン駆動ユニット１５の駆動を開始するのが好ましい。
【００２０】
各パン駆動ユニット１４、１５は、中継回路６０、６１、スイッチ回路６２、６３、モータドライバ６４、６５、モータ６６、６７及びポテンショメータ６８６９を備えている。モータ６６、６７はパン駆動部の動力源であり、図３で説明したモータ５０に相当する。また、ポテンショメータ６８、６９は図３のポテンショメータ５４に相当する。
【００２１】
リモコン装置５６からのコントロール信号はパン駆動ユニット１４、１５内の中継回路６０、６１を経由して他のパン駆動ユニット、及びチルト駆動ユニット１２に導かれるように構成されている。
中継回路６０、６１は、リモコン装置５６から出力されたコントロール信号を受入し、該コントロール信号に基づいてモータ６６、６７の駆動信号を生成する。この駆動信号はスイッチ回路６２、６３を介してモータドライバ６４、６５に加えられ、該駆動信号に従ってモータ６６、６７が作動する。
【００２２】
スイッチ回路６２、６３は、中継回路６０、６１から出力された駆動信号をモータドライバ６４、６５へ伝達する信号伝送路を閉／開するスイッチ手段であり、カメラ２０のパンニング位置を検出するポテンショメータ６８、６９から出力される電圧信号に基づいてＯＮ状態とＯＦＦ状態とが切り替えられる。
上段のパン駆動ユニット１４に内蔵されているスイッチ回路６２は、中継回路６０から駆動信号が出力されているとき、ポテンショメータ６８からパンの回転限界を示す電圧信号の最大値、又は最小値が出力されるまでＯＮ状態が継続される。この間、モータドライバ６４に駆動信号が加えられモータ６６が回転する。また、ポテンショメータ６８から回転限界を示す電圧信号の最大値、又は最小値が出力されると、スイッチ回路６２はＯＦＦ状態に切り替わり、モータ６６が停止する。
【００２３】
一方、下段のパン駆動ユニット１５内のスイッチ回路６３には、ポテンショメータ６９からの電圧信号、及び上段のパン駆動ユニット１４のポテンショメータ６８からの電圧信号が加えられている。このスイッチ回路６３は、ポテンショメータ６８から回転限界を示す電圧信号の最大値、又は最小値が出力されるまでＯＦＦ状態が継続される。また、スイッチ回路６３はポテンショメータ６８から回転限界を示す電圧信号の最大値、又は最小値が出力されるとＯＮ状態に切り替わり、中継回路６１からの駆動信号がモータドライバ６５に供給される。
【００２４】
そして、ポテンショメータ６９からパンの回転限界を示す電圧信号の最大値、又は最小値が出力されるまでＯＮ状態が継続される。この間、モータドライバ６５に駆動信号が加えられモータ６７が回転する。また、ポテンショメータ６９から回転限界を示す電圧信号の最大値、又は最小値が出力されると、スイッチ回路６３はＯＦＦ状態に切り替わり、モータ６７が停止する。
【００２５】
前記パン駆動ユニット１４、１５と同一の構造を有する他のパン駆動ユニットを３台以上接続した場合も制御の手順は上述と同様であり、上段のパン駆動ユニットの回転限界に達した時に次段のパン駆動ユニットが作動し始めるように構成される。
なお、２段目以下に積み重ねられるパン駆動ユニットは初期状態において回転可能範囲の中心位置（例えば、回転可能範囲が３２０度の場合は左旋回方向に１６０度、右旋回方向にも１６０度の回転が可能なホームポジション）に設定されており、この中心位置で作動の開始を待機するようになっている。
【００２６】
次に、前記の如く構成された雲台システムの作用について説明する。
リモコン装置５６のジョイスティック５６Ａを操作して、水平方向に動く被写体を追尾撮影する場合、先ず、上段のパン駆動ユニット１４が作動してカメラ２０をパンニングしながら前記被写体を追尾撮影する。そして、その追尾撮影中に当該パン駆動ユニット１４による回転限界の位置に達すると、上段のパン駆動ユニット１４のモータ６６が停止する。上段のパン駆動ユニット１４の停止と同時に下段のパン駆動ユニット１５が作動し始め、下段のパン駆動ユニット１５のモータ６７の回転駆動力によってカメラ２０が前記パン方向と同方向にパン動作する。
【００２７】
これにより、１台のパン駆動ユニット１４では追尾撮影しきれない動く被写体を、２台目のパン駆動ユニット１５が作動することにより継続して追尾撮影することができる。
上述の例では、説明を簡単にするために、パン駆動ユニットを２台連結する場合を説明したが、パン駆動ユニットの連結台数は何台でもよく、パン駆動ユニットの台数を増やすことにより、雲台のパン回転可能角度を容易に拡大することができる。このとき、システムに連結されているパン駆動ユニットを制御部（リモコン装置５６）が認識するための手段として、パソコンの分野におけるＳＣＳＩインターフェースの手法に倣って、各パン駆動ユニットに識別ＩＤ用のディップスイッチなどの識別手段を設けてもよい。
【００２８】
上記実施の形態では、各駆動ユニットの連結構造として、突起部材３２を嵌合穴２６に嵌合させる構造を説明したが、連結構造はこれに限られない。図６に本発明の他の実施の形態を示す。図６中図１に示した例と同一又は類似の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図６に示すように、パン駆動ユニット１４′の旋回部３０の上面は軸方向に突出した円盤状の凸部７２が形成されており、該凸部７２に位置決め、及び回転止め用の切欠部７３が形成されている。チルト駆動ユニット１２′の底面には前記凸部７２が嵌入される凹部７５が形成されるとともに、前記切欠部７３に係合される爪７６が形成されている。切欠部７３に爪７６を合わせて凸部７２を凹部７５に嵌合させることによって、両者が組み付けられる。
【００２９】
また、チルト駆動ユニット１２′の下面には円周８等分の８か所にネジ穴７８が形成されており、これに対応してパン駆動ユニット１４の旋回部３０にも円周８等分の８か所に通し穴９０が形成されるとともに、固定部側にも円周８等分の８か所に連結用のネジが通過可能な穴９２と、これらと２２．５度位相のずれた円周８等分の８か所に図示せぬネジ穴とが形成されている。
【００３０】
前記８か所の穴９２のうち４か所に図の下方から連結用のネジ（不図示）が挿入され、チルト駆動ユニット１２′とパン駆動ユニット１４′とがネジ止めされる。
このパン駆動ユニット１４′の底面にもチルト駆動ユニット１２′の底面の如き凹部が形成されており、当該パン駆動ユニット１４′の下部に別のパン駆動ユニット１５′を連結できる構造になっている。なお、２つ以上のパン駆動ユニットを積み重ねて連結する場合には穴９２とネジ穴との位置関係を円周方向にずらしてネジ止めが行われる。かかる連結構造を採用しても、各駆動ユニットを容易に連結することが可能である。
【００３１】
上述の各実施の形態によれば、パン駆動部とチルト駆動部とを別々にユニット化し、同一形状（構造）のパン駆動ユニットを複数台積み重ね、これらを連携して作動させるようにしたので、持ち運びにも便利で、取り付けも容易である。また、パン操作可能範囲については、希望する雲台の仕様に応じてパン駆動ユニットの連結台数を選択すればよく、多様なパン、チルトの仕様に対して共通のユニットの組み合わせによって対応することができ、コスト面でもメリットが大きい。
【００３２】
また、上述した各実施の形態によれば、レンズ及びカメラの制御信号、並びにカメラ出力信号は雲台の内部を経由して伝送される構造を有しているので、雲台の周囲にカメラケーブルが巻き付くのを防ぐことができる。
更に、上記各実施の形態では、チルト駆動ユニットとパン駆動ユニットとを組み合わせた雲台システムを説明したが、チルト駆動ユニットに外部コントロール用のコネクタ部を設け、チルト駆動ユニット単体でも動作できるようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る雲台システムによれば、パン駆動ユニットとチルト駆動ユニットとを分離可能な別ユニットで構成し、複数のパン駆動ユニットを積み重ねて、各パン駆動ユニットを共通の操作部からの指示に従って連携動作させるようにしたので、１台のパン駆動ユニットの回転限界を超えて、より広いパン操作可能範囲を実現することができる。また、雲台システムの持ち運びや組み付けも容易で、パン駆動ユニットの連結台数の増減によってパン操作可能範囲を自由に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る雲台システムの構成を示す斜視図
【図２】チルト駆動ユニットの一部破断を含む正面図
【図３】パン駆動ユニットの一部破断を含む正面図
【図４】複数のパン駆動ユニットを連結した様子を示す斜視図
【図５】２台のパン駆動ユニットの制御系の構成を示すブロック図
【図６】本発明の他の実施の形態を示す斜視図
【符号の説明】
１０…雲台システム
１２、１２′…チルト駆動ユニット
１４、１４′１５、１５′…パン駆動ユニット
２０…カメラ
２２…カメラ取付板
２６…嵌合穴（連結部）
３２…突起部材（連結部）
３４…コネクタ部
４０…モータ（チルト駆動用の動力源）
５０、６６、６７…モータ（パン駆動用の動力源）
５６…リモコン装置（操作部）
【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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