(57)【要約】      （修正有）【課題】種々風条件下において、その都度適切な風圧バランスを得ることができ、スムーズなPAN駆動が可能なリモコン雲台装置を提供すること。【解決手段】PAN旋回中心軸を挟んでカメラハウジング２と対面側にバランサー部材４と、バランサー部材を駆動するための駆動手段３と、雲台装置１のPAN駆動時の作動電流を検知する検知手段と、検知手段の検知結果に対する閾値を予め記憶する記憶手段と、検知手段の検知結果と記憶手段の閾値とを比較演算する演算手段と、演算手段の比較演算結果によって、バランサー部材を駆動する指令信号を送出する制御手段５とを有したことを特徴とする。【選択図】図１
2017067248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラハウジングを備え、PAN方向及びTILT方向に駆動可能な雲台装置において、PAN旋回中心軸を挟んで前記カメラハウジングと対面側にバランサー部材と、該バランサー部材を駆動するための駆動手段と、前記雲台装置のPAN駆動時の作動電流を検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に対する閾値を予め記憶する記憶手段と、前記検知手段の検知結果と前記記憶手段の閾値とを比較演算する演算手段と、該演算手段の比較演算結果によって前記バランサー部材を駆動する指令信号を送出する制御手段とを有したことを特徴とする雲台装置。
【請求項２】
上記演算手段の比較演算結果によって、上記バランサー部材の駆動方向を決定することを特徴とした請求項１に記載の雲台装置。
【請求項３】
カメラハウジングを備え、PAN方向及びTILT方向に駆動可能な雲台装置において、PAN旋回中心軸を挟んで前記カメラハウジングと対面側にバランサー部材と、該バランサー部材を駆動するための駆動手段と、前記雲台装置のPAN駆動結果を検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に基づいて前記バランサー部材を駆動する指令信号を送出する制御手段とを有したことを特徴とする雲台装置。
【請求項４】
カメラハウジングを備え、PAN方向及びTILT方向に駆動可能な雲台装置において、PAN旋回中心軸を挟んで前記カメラハウジングと対面側にバランサー部材と、PAN旋回軸近傍に風向きを検出するための風向検出手段と、前記カメラハウジングのTILT方向の駆動角度を検出するための角度検出手段と、前記バランサー部材を駆動するための駆動手段と、前記風向検出手段と前記角度検出手段の検出結果とを比較演算する演算手段と、該演算手段の比較演算結果によって前記バランサー部材を駆動する指令信号を送出する制御手段と、を有したことを特徴とする雲台装置。
【請求項５】
上記バランサー部材は、板形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の雲台装置。
【請求項６】
上記バランサー部材は、TILT方向に回動することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の雲台装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雲台装置に関し、特にPAN及びTILT駆動可能なリモコン雲台装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、PAN及びTILT駆動可能なリモコン雲台装置は、カメラ等の撮影部を搭載するハウジングユニットと、アクチュエータにてPAN及びTILT駆動を実行する駆動部ユニットとで構成されている。そして例えば前面から風を受けている状態で、それに抗する方向にPAN駆動を実行した場合、ハウジングユニットがその風圧の抵抗を受けるため、スムーズなPAN駆動に影響を及ぼすばかりでなく、強風時にはPAN駆動が不能になる場合がある、という問題があった。
【０００３】
上記の問題を解決するために、特許文献１には、PAN旋回中心軸を挟んでハウジングユニットの対面側に伝送装置を設け、その伝送装置を独立してTILT駆動できるようにすることでPAN旋回中心軸の左右の風圧バランスを良好にすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４００６３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、実際に情報の送受信を行いたい時の伝送装置の姿勢と、風圧バランスが良好となる時の姿勢とが一致しない時があり、効果が十分でない場合があるという問題があった。また、風圧がPAN駆動にどの程度抵抗となっているのかを自ら検知する手段が構成されていないため、様々な風条件下でその都度適切な風圧バランス取りを行うことが困難であるという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、種々風条件下においてその都度適切な風圧バランスを得ることができ、スムーズなPAN駆動が可能なリモコン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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係る雲台装置は、
カメラハウジングを備え、PAN方向及びTILT方向に駆動可能な雲台装置において、PAN旋回中心軸を挟んで前記カメラハウジングと対面側にバランサー部材と、該バランサー部材を駆動するための駆動手段と、前記雲台装置のPAN駆動時の作動電流を検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に対する閾値を予め記憶する記憶手段と、前記検知手段の検知結果と前記記憶手段の閾値とを比較演算する演算手段と、該演算手段の比較演算結果によって前記バランサー部材を駆動する指令信号を送出する制御手段とを有したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、種々風条件下においてその都度適切な風圧バランスを得ることが可能なリモコン雲台装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施例の全体構成の要部斜視図
【図２】（ａ）図１記載の雲台装置の平面図、（ｂ）図１記載の雲台装置の正面図、（ｃ）図１記載の雲台装置の左視図
【図３】本発明の第１の実施例の制御フロー
【図４】図２（ａ）に対して風方向が変更された例
【図５】図２（ａ）に対してPAN駆動方向が変更された例
【図６】本発明の第１の実施例における駆動トルクと作動電流の関係
【図７】本発明の第２の実施例の制御フロー
【図８】本発明の第３の実施例の全体構成の要部斜視図
【図９】本発明の第３の実施例の制御フロー
【図１０】本発明の第４の実施例の全体構成の要部斜視図
【図１１】本発明の第４の実施例の制御フロー
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
以下、図１〜図６を参照して、本発明の第1の実施例について説明する。
【００１２】
図１に示す通り、リモコン雲台装置１はカメラ等の撮影部を搭載するハウジングユニット２、アクチュエータ（不図示）にてPAN及びTILT駆動を実行する駆動部ユニット３、風圧バランスを調整するためのバランサー部材４とで構成されている。
【００１３】
図２の（ａ）は雲台装置１の平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左視図である。
【００１４】
図２（ｃ）より、バランサー部材４はOtを中心として矢印６方向に回動自在に駆動部ユニット３に保持されている。雲台装置１は、ハウジングユニット２をTILT駆動させるアクチュエータとは別のアクチュエータ（不図示）と装置全般の制御を司る制御手段５を有しており、その制御手段５からの指令によってバランサー部材４を適宜矢印６方向に回動することが可能である。
【００１５】
ハウジング正面（矢印７の方向）から風が吹き付けた時、ハウジングユニット２が風を受ける投影面積Ｓ２とバランサー部材４が風を受ける投影面積Ｓ４によって、雲台装置１のOpを中心とした風圧による回転モーメントＭ２及びＭ４が発生する。ここでモーメントＭ２とモーメントＭ４は逆方向のモーメントであるため、お互いのモーメントを相殺する働きがあり、その結果左右の風圧バランスが良好となる。そしてバランサー部材４を回動させて風に対する投影面積Ｓ４を変更することで、モーメントＭ４はその大きさを適宜変更することが可能となり、その結果左右の風圧バランスを自在に調整することが可能となる。
【００１６】
ところで、バランサー部材４の回動位置によっては、モーメントＭ４とモーメントＭ２に大きな差異が発生して、モーメントの相殺が十分でない場合がある。例えばモーメントＭ４がモーメントＭ２よりもはるかに小さい場合、相殺しきれないモーメントＭ２が雲台装置１の矢印８方向のPAN駆動において大きな抵抗となる。本実施例において、この問題の解決に関する詳細を図３に示したフローを使用して説明する。
【００１７】
風圧によってモーメントＭ２がPAN駆動の大きな抵抗になっている場合、PAN駆動に要するアクチュエータの作動電流値もそれに比例して大きくなる。ここで制御手段５はPAN駆動に要するアクチュエータの作動電流値に関して、予め閾値が記憶されており、作動電流値の絶対値が閾値の絶対値を超えているかどうかを常に監視している。
【００１８】
S002で制御手段５からPAN駆動指令信号が送出され、S003にてその時の作動電流の絶対値（Aとする）が閾値の絶対値より小さい場合、風圧が小さくPAN駆動の大きな抵抗にはなっていないと判断し、通常通りPAN駆動を実施する（S016）。
【００１９】
またS003にて値Aが閾値の絶対値より小さくない場合は、風圧が大きくPAN駆動の大きな抵抗になっていると判断し、アクチュエータがバランサー部材４を第一の方向へ一定量回動させる（S004〜S005）。そしてS006にて制御手段５から再びPAN駆動指令信号が送出され、その時の作動電流の絶対値（Bとする）の確認を行い、S007にて値Bが値Aより大きいかどうかの判定を行う。ここで値Bが値Aよりも大きいと判定された時は、S005でバランサー部材４を駆動したことにより風圧バランス差がより低下したと判断し、アクチュエータがバランサー部材４をS005の時とは逆の方向に一定量回動させる（S008〜S009）。
【００２０】
その後S010にて制御手段５から再びPAN駆動指令信号が送出され、その時の作動電流の絶対値Bが閾値の絶対値より小さいかどうかをS011にて判定する。値Bが閾値より小さければS016にてPAN駆動を通常通り実施し、値Bが閾値を超えていた場合は値Bが閾値より小さくなるまでS008〜S011のループを繰り返す。S007にて値Bが値Aよりも大きくないと判定された場合は、制御手段５はさらにS012にてその値Bが閾値より小さいかどうかを判定する。値Bが閾値より小さければS016にてPAN駆動を通常通り実施し、値Bが閾値を超えていた場合は値Bが閾値より小さくなるまでS012〜S015（S003〜S006と同内容）のループを繰り返す。
【００２１】
図４は図２（ａ）と同様にリモコン雲台装置１の平面図で、斜め方向から風を受けた時の風圧の影響を示した図である。
【００２２】
風が吹き付ける方向が、前述したようなハウジング正面方向では無い場合も、ハウジング正面２ａの垂直方向（矢印８の方向）の風圧がPAN駆動時の抵抗となる。ここでバランサー部材４にはハウジング側と同様に矢印９方向の風圧が作用し、バランサー部材を適宜回動させることで矢印９方向の風圧の大小を調整することが可能である。その結果、風が吹き付ける方向が正面方向で無い場合でも、前述と同様に左右の風圧バランスを良好に設定することが可能となる。
【００２３】
ここで、PAN駆動の方向が逆の場合の説明を行う。図５は図２に対してPAN駆動の方向が逆方向になった場合（矢印１０の方向）の図である。
【００２４】
前述と同じく、モーメントＭ４がモーメントＭ２よりもはるかに小さい場合において以下説明する。この場合、PAN駆動に要するアクチュエータの作動電流はマイナス方向に大きくなり、バランサー部材４で相殺しきれないモーメントＭ２がスムーズなPAN駆動の妨げとなる（この場合は駆動方向に余計に動き過ぎることとなる）。しかしこの場合でも本実施例で前述した通り、バランサー部材４を適宜回動させてモーメントＭ４の大きさを変更することで、左右の風圧バランスを良好にすることが可能である。
【００２５】
図６はリモコン雲台装置１のPAN駆動時の必要トルクとその際の作動電流の関係を示したグラフである。
【００２６】
駆動時の必要トルクと作動電流とは比例関係にあり、本実施例におけるところのプラス側の閾値１１ａとマイナス側の閾値１１ｂが図中の通り設定されている。風が弱く、風圧の影響が少ない時は必要トルクが低く、作動電流値も閾値１１ａ〜１１ｂの範囲内にあるためバランサー部材４を駆動する必要はない。風が強く、例えば風圧がPAN駆動の大きな抵抗となっている時は、作動電流値は閾値１１ａを超えることとなる（図中１２で示す）。その場合は制御回路５がそれを検知し、バランサー部材４を適宜駆動させ、常に作動電流値が閾値１１ａ〜１１ｂの範囲に入るよう、制御を行う。
【００２７】
なお、バランサー部材４にソーラーパネル等の蓄電・発電設備を配し、適宜電力消費を節約することでより使い勝手の良いシステムを構築することが可能となる。
【００２８】
また、本実施例では雲台装置がPAN駆動する際の課題の解決について述べたが、静止時に強風を受けて、静止しきれず風圧でPAN方向に回転してしまうという課題の解決にも適用することが可能である。
【００２９】
以上により、本発明によれば強風下においてもPAN回転中心を挟んで左右の風圧バランスを良好に保つことができ、PAN旋回動作性能を向上させることが可能となる。
【実施例２】
【００３０】
図７は本発明の第２の実施例を示したフローである。実施例１に対して機械的な構成は同一であり、制御フローのみ異なる。
【００３１】
制御手段５は、右回り、左回りの２方向存在する駆動部ユニット３のPAN駆動の回転方向のうち、どちらか一方を予め初期値として記憶している。
【００３２】
S023にてPAN駆動指令信号がその予め記憶した回転方向と同じであった場合はS024に移行し、その時のPAN駆動時の作動電流の値（Cとする）がプラス側の閾値１１ａより大きいかどうかの判定を行う。値Cが閾値１１ａよりも大きい場合は風圧によるハウジングユニット２のモーメントＭ２が大きくPAN駆動の大きな抵抗になっていると判断し、アクチュエータがバランサー部材４を第一の方向（風に対して投影面積を増やす方向）へ一定量回動させる（S025〜S026）。そして再びS024にて値Cと閾値１１ａの比較を行い、値Cが１１ａより小さくなるまで、S024〜S026のループを繰り返す。
【００３３】
S024にて値Cが閾値１１ａより小さい場合、次にS027にて値Cがマイナス側の閾値１１ｂより小さいかどうかの判定を行う。値Cが閾値１１ｂよりも小さい場合は、風圧によるバランサー部材４のモーメントＭ４が大きく、駆動方向に動き過ぎて駆動の妨げとなっていると判断し、バランサー部材４を第二の方向（風に対して投影面積を減らす方向）へ一定量回動させる（S028〜S029）。そして再びS027にて値Cと閾値１１ｂの比較を行い、値Cが１１ｂより大きくなるまでS027〜S029のループを繰り返す。S024とS027の判定をクリアしたとき、値Cは閾値１１ａから１１ｂの範囲内に存在することとなり、S036にてPAN駆動が実施される。
【００３４】
S023にてPAN駆動指令信号が予め記憶した回転方向と同じでなかった場合はS030に移行し、その時のPAN駆動時の作動電流の値Cがマイナス側の閾値１１ｂより小さいかどうかの判定を行う。値Cが閾値１１ｂよりも小さい場合は、風圧によるハウジングユニット２のモーメントＭ２が大きく、駆動方向に動き過ぎて駆動の妨げとなっていると判断し、バランサー部材４を第一の方向（風に対して投影面積を増やす方向）へ一定量回動させる（S031〜S032）。そして再びS030にて値Cと閾値１１ｂの比較を行い、値Cが閾値１１ｂより大きくなるまでS030〜S032のループを繰り返す。
【００３５】
S030にて値Cが閾値１１ｂより大きい場合、次にS033にて値Cが閾値１１ａよりも大きいかどうかの判定を行う。値Cが閾値１１ａよりも大きい場合は、風圧によるバランサー部材４のモーメントＭ４が大きくPAN駆動の大きな抵抗になっていると判断し、バランサー部材４を第二の方向（風に対して投影面積を減らす方向）へ一定量回動させる（S034〜S035）。そして再びS033にて値Cと閾値１１ａの比較を行い、値Cが１１ａより小さくなるまでS033〜S035のループを繰り返す。S030とS033の判定をクリアしたとき、値Cは閾値１１ａから１１ｂの範囲内に存在することとなり、S036にてPAN駆動が実施される。
【実施例３】
【００３６】
図８は本発明の第３の実施例を示したものである。
【００３７】
バランサー部材４を有するPAN及びTILT駆動可能なリモコン雲台装置１３は、駆動ユニット１４のPAN駆動方向の回転位置を検出するための検出手段（不図示）を装置内部に任意に有している。検出手段によって検出された駆動部ユニット１４のPAN回転の位置情報は制御手段１５に送出される。そして制御手段１５は、指令値に対する駆動部ユニット１４の実際の駆動値の差に関して、プラス側とマイナス側に各々閾値が予め記憶されている。
【００３８】
図９は本実施例による一連の行程をフローで表したものである。
【００３９】
制御手段５からPAN駆動のための指令信号が送信され、PAN駆動が実行される（S052〜S053）。そしてS054にて駆動部ユニット１４の駆動値と指令値との差分がマイナス側の閾値よりも小さかった場合、風圧で指令値まで駆動しきれなかったと判断し、S055〜S056にてバランサー部材４は第一の方向（風に対する投影面積を増やす方向）に一定量回動される。そして再びS054にて駆動値と指令値の差分と閾値との比較を行い、駆動値と指令値の差分がマイナス側の閾値より小さくなるまでS054〜S056のループを繰り返す。
【００４０】
S054にて駆動値と指令値との差分がマイナス側の閾値よりも小さくなかった場合は、S057に移行する。そしてS057にて駆動値と駆動値の差分がプラス側の閾値よりも大きかった場合、風圧で指令値以上に駆動が行われたと判断し、S058〜S059にてバランサー部材４は第二の方向（風に対する投影面積を減らす方向）に一定量回動される。そして再びS057にて駆動値と指令値の差分と閾値との比較を行い、指令値と駆動値の差分がプラス側の閾値より小さくなるまでS057〜S059のループを繰り返す。
【実施例４】
【００４１】
図１０は本発明の第４の実施例を示したものである。
【００４２】
リモコン雲台装置１６は実施例１〜３で示されるハウジングユニット２、駆動部ユニット３、バランサー部材４に加え、風向計１７がPAN旋回軸近傍に、そしてハウジング２のTILT回転角を検出する検出手段（不図示）が任意の位置に構成されている。制御手段１８は、風向計１７による風向きの情報とハウジングユニット２のTILT回転角の情報を常に取得しており、その情報から内部演算を行ってバランサー部材４の最適な回動位置を算出する。そしてアクチュエータ（不図示）によってバランサー部材４を必要量回動させる。これによりリモコン雲台装置１６は、常に最適な風圧バランスが保持された状態でPAN駆動を実行することが可能となる。
【００４３】
図１１は本実施例による一連の行程をフローで表したものである。
【００４４】
S102にて風向計から風向きの情報を取得し、S103にてハウジングの傾斜角の情報を取得する。そしてS104にてバランサー部材４の最適な回動位置の算出を行い、S105〜S106にてバランサー部材４を目的の回動位置まで回動させる。その後S107〜S108にてPAN駆動を実施する。
【００４５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１  リモコン雲台装置、２  ハウジングユニット、３  駆動部ユニット、
４  バランサー部材、５  制御手段、１１ａ  プラス側閾値、１１ｂ  マイナス側閾値
【図１】
2017067248.tif 000003
【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】
2017067248.tif 000010
【図９】
2017067248.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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