(57)【要約】【課題】低速に回転駆動を行う場合でも滑らかな回転を行うことができるカメラ雲台装置を提供すること。【解決手段】回転駆動を行うカメラ雲台装置において、回転可能な第一の回転台と、第一の回転台を第一の回転台と同じ方向に連結し回転可能な第二の回転台と、第二の回転台と連結した台座とからなる雲台装置にあって、回転動作をさせる場合に前記第一の回転台の回転方向と前記第二の回転台の回転方向を逆にし、その速度差によって所望の方向へ回転する手段を備えることを特徴とする。【選択図】図２
2017215396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動を行うカメラ雲台装置において、回転可能な第一の回転台と、第一の回転台を第一の回転台と同じ方向に連結し回転可能な第二の回転台と、第二の回転台と連結した台座とからなる雲台装置にあって、回転動作をさせる場合に前記第一の回転台の回転方向と前記第二の回転台の回転方向を逆にし、その速度差によって所定の方向へ回転する手段を備えることを特徴とするカメラ雲台装置。
【請求項２】
撮像カメラを搭載し、垂直方向に回転可能なカメラハウジングと、カメラハウジングを連結し水平方向に回転可能な第一の回転台と、第一の回転台を連結し水平方向に回転可能な第二の回転台と、第二の回転台と連結した固定台座と、からなるカメラ雲台装置にあって、水平方向に回転動作をさせる場合に前記第一の回転台の回転方向と前記第二の回転台の回転方向を逆にし、その速度差によって所定の方向へ回転する第一の回転モードと、前記第一の回転台または前記第二の回転台のみ回転する第二の回転モードと、前記第一の回転台の回転方向と前記第二の回転台の回転方向を同じとして回転する第三の回転モードを持ち、回転させる速度が所定の速度範囲によって前記第一の回転モード、前記第二の回転モード、前記第三の回転モードのうちいずれかのモードで動作することを特徴とする請求項１に記載のカメラ雲台装置。
【請求項３】
前記第一の回転台と前記第二の回転台に回転軸の位置を同じくしたスリップリングを設け、前記スリップリングは前記撮像カメラの映像信号の受信に加えて、雲台装置の駆動制御信号と前記撮像カメラの制御信号とを送受可能とし、前記カメラハウジングと前記第一の回転台内部と前記第二の回転台内部への電源供給を行うことを特徴とする請求項２に記載のカメラ雲台装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ雲台装置に関し、特に所望のパン・チルト位置へ回転駆動させ映像を出力する事が可能なカメラ雲台装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パン・チルトを回転駆動させ映像を出力するカメラ雲台装置が知られている。出力される映像は、回転駆動部の動作が滑らかでないとディスプレイ画面上に映されたときに被写体が上下左右に揺れるなど画質の低下を及ぼす。ゆえに、回転駆動部のモーターが、出来る限り滑らかに回転する事が望ましい。
【０００３】
また、パン・チルトを行うカメラ雲台装置にあっては、被写体を追尾撮影する場合や撮影範囲の死角を無くすために、出来る限り広い範囲を回転するか、またはエンドレスで撮像装置搭載部を回転することが要求される。
【０００４】
特許文献１には、回転限界のあるパン方向の回転駆動部を複数積み重ね、パン操作可能範囲を広げるカメラ雲台装置が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、信号の送受にスリップリングを用いることでエンドレスに回転駆動可能なカメラ雲台装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１１２０１８号公報
【特許文献２】特開２００１−１８３７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１と特許文献２に開示された従来技術では、パン・チルトを行う回転駆動部の動作による映像への影響については言及されていない。
【０００８】
カメラ雲台装置における回転駆動部の動きは、特にステッピングモータなどの駆動部材を使った場合、低速で駆動させる場合に滑らかに回転させるのは難しい。そのため、映像における被写体が上下左右に揺れるなど画質の低下を及ぼす場合があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、低速に回転駆動を行う場合でも滑らかな回転を行うことができるカメラ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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係るカメラ雲台装置は、
回転駆動を行うカメラ雲台装置において、回転可能な第一の回転台と、第一の回転台を第一の回転台と同じ方向に連結し回転可能な第二の回転台と、第二の回転台と連結した台座とからなる雲台装置にあって、回転動作をさせる場合に前記第一の回転台の回転方向と前記第二の回転台の回転方向を逆にし、その速度差によって所望の方向へ回転する手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低速に回転駆動を行う場合でも滑らかな回転を行うことができるカメラ雲台装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１の構成図である。
【図２】低速モードの説明図である。
【図３】中速モードの説明図である。
【図４】高速モードの説明図である。
【図５】実施例２の構成図である。
【図６】実施例２における説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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】
【００１４】
本発明の第一の実施例は、本発明をパン駆動部に適用したものである。
【００１５】
図１は本発明の第一の実施例を説明するための構成図である。
【００１６】
図１のカメラ雲台装置は、固定台座３と、パン回転軸４が固定台座３に支持されている第一の回転台１と、パン回転軸５が第一の回転台１に支持されている第二の回転台２と、チルト回転軸２４が第二の回転台２に支持されているカメラハウジング７を備える。
【００１７】
固定台座３内には、パン回転軸４に固定されたギア８と、ギア８に噛合するギアとモータを含む第一のパンモータ部９を備える。固定台座３内には、さらに、第一のパンモータ部９を駆動させる駆動回路１０と、制御回路１１とを備える。
【００１８】
制御回路１１は外部遠隔制御装置（図示せず）とパンニング、チルティング、撮像カメラ操作等の制御信号入出力を行う制御信号入出力端子１２、パン回転軸４と固定台座３に設けられたスリップリング部１７、駆動回路１０とそれぞれ接続される。制御回路１１は、外部遠隔制御装置（図示せず）との制御信号送受信と、第一の回転台１を回転させる第一のパンモータ部９の駆動回路１０への制御信号出力と、第二の回転台２を回転させる第二のパンモータ部２０の駆動回路２１への制御信号出力と、カメラハウジング７を回転させるチルトモータ部２３用の制御信号出力とを行う。制御回路１１は、パン回転制御において速度別に３種類の駆動動作モードを持つが、後に図２、図３、図４において詳しく説明する。また、制御回路１１はスリップリング部１７と１８を経由してカメラハウジング７内の制御回路２５と制御信号の送受信を行う。電源入力端子１３は電源部１４に接続される。
【００１９】
電源部１４は固定台座３内の回路、モータなどに電力を供給するための電源回路１５と、スリップリング部１７に接続される。スリップリング部１７の映像信号出力は映像信号出力端子１６に接続されている。
【００２０】
第一の回転台１内には、パン回転軸５に固定されたギア６と、ギア６に噛合するギアとモータを含む第二のパンモータ部２０を備える。第一の回転台１内には、さらに、第二のパンモータ部２０を駆動させる駆動回路２１と、電源回路７を備える。パン回転軸５と第一の回転台１に設けられたスリップリング部１８は、スリップリング部１７と駆動回路２１と電源回路７にそれぞれ接続される。電源回路７は固定台座１内の電源部１４から、スリップリング部１７を通して電力を供給され、それを第一の回転台１内の回路、モータなどに電力を供給する。
【００２１】
第二の回転台２内には、チルト回転軸２４に固定されたギア１９と、ギア１９に噛合するギアとモータを含むチルトモータ部２３を備える。第二の回転台２内には、さらに、チルトモータ部２３を駆動させる駆動回路２２と、電源回路２８を備える。駆動回路２２と、電源回路２８はスリップリング部１８にそれぞれ接続される。電源回路２８は固定台座１内の電源部１４から、スリップリング部１７とスリップリング部１８を通して電力を供給され、さらにそれを第２の回転台２内の回路、モータなどに電力を供給する。
【００２２】
カメラハウジング７内には、撮像カメラ２７と、制御回路２５と、電源回路２６を備える。撮像カメラ２７は制御回路２５と、第二の回転台２を経由してスリップリング部１８に接続される。制御回路２５と電源回路２６は第二の回転台２を経由してスリップリング部１８に接続される。
【００２３】
制御回路２５は、スリップリング部１７とスリップリング部１８を経た制御回路１１からの制御信号に従って、カメラ制御信号入出力を行う。撮像カメラ２７は撮影した映像信号を、スリップリング部１８とスリップリング部１７を経て映像信号出力端子１６に出力する。
【００２４】
電源回路２６は固定台座３内の電源部１４から、スリップリング部１７とスリップリング部１８を通して電力を供給され、さらにそれをカメラハウジング７内の回路、撮像カメラ２７などに供給する。
【００２５】
カメラハウジング７を所望の方向と速度でパン回転させる時の、制御回路１１による第一の回転台１と第二の回転台２の回転制御については次に詳しく説明する。
【００２６】
回転台を回転させるモータ部は、一定速度以上の回転をさせることで、振動が少ない安定した回転を得る事が出来る。例えば、第一のパンモータ部９を速度Ｘ°／秒以上の速度で回転させなければ、映像における被写体が上下左右に揺れるなど画質の低下を起こす。第二のパンモータ部２０は速度Ｙ°／秒以上の速度で回転させなければ、同様に画質の低下を起こす。
【００２７】
図２は速度Ｘ°／秒と速度Ｙ°／秒よりも低速に回転させる低速モード（モード１）の説明図である。ここで、カメラハウジング７を速度Ｘ°／秒と速度Ｙ°／秒よりも低速である、速度Ｚ°／秒で方向３１に回転させるとする。画質の低下を起こさずにＺ°／秒の速度で回転させるためには、制御回路１１は、第一のパンモータ部９を速度Ｘ°／秒以上とし、第二のパンモータ部２０を速度Ｙ°／秒以上とし、お互いに逆方向に回転させ、その速度差によって速度Ｚ°／秒で回転させれば良い。
【００２８】
例えば、第一のパンモータ部９を方向２９で速度Ｘ（１）°／秒、第二のパンモータ部２０を方向３０で速度Ｙ（１）°／秒とした場合の、カメラハウジング７の回転速度Ｚとの関係式は以下となる。また、ここで、Ｘ≦Ｘ（１）、Ｙ≦Ｙ（１）、Ｘ（１）＜Ｙ（１）とする。
Ｚ°／秒＝（Ｙ（１）−Ｘ（１））°／秒
このように低速モード（モード１）では複数のモータ部を安定した速度以上で駆動し、その速度差によって所望の方向、速度に回転させることで画質の低下を防ぐ。
【００２９】
回転台を回転させるモータ部において、電流を流しすぎたり駆動パルス数を速くしすぎたりすると過負荷となってモータが脱調を起こしたりトルクむらを起こし、画質の低下を起こす場合がある。そこで、画質の低下を起こさず滑らかに回転させることができる最高速度を第一のパンモータ部９は速度Ａ°／秒、第二のパンモータ部２０は速度Ｂ°／秒とする。ここで、Ａ＜Ｂとする。
【００３０】
図３はカメラハウジング７を低速モード（モード１）より速く、速度Ｂ°／秒より遅い速度Ｃ°／秒で方向３３へ回転させる中速モード（モード２）の説明図である。
【００３１】
制御回路１１は、第二のパンモータ部２０を方向３２へ速度Ｃ°／秒で回転させることで、カメラハウジング７は方向３３へ速度Ｃ°／秒で回転する。ここで、Ａ＞Ｃであれば、第一のパンモータ部９を方向３２へ速度Ｃ°／秒で回転させても良い。
【００３２】
このように中速モード（モード２）は複数のモータ部のうち、片側のモータ部のみを駆動して所望の方向、速度に回転させることで画質の低下を起こすことなく、また省電力化を図ることが出来る。
【００３３】
図４はカメラハウジング７を、前述の脱調を起こさず滑らかに回転させることができる第一のパンモータ部９の最高速度Ａ°／秒と第二のパンモータ部２０の最高速度Ｂ°／秒より速い速度Ｄ°／秒で方向３６へ回転させる高速モード（モード３）の説明図である。ここで、Ａ＜Ｂ＜Ｄとする。
【００３４】
制御回路１１は、第一のパンモータ部９と、第二のパンモータ部２０を、同じ方向に回転させ、その速度を加算する事によって速度Ｄ°／秒で回転させれば良い。
【００３５】
例えば、第一のパンモータ部９を方向３４で速度Ａ（１）°／秒、第二のパンモータ部２０を方向３５で速度Ｂ（１）°／秒とした場合の、カメラハウジング７の回転速度Ｄとの関係式は以下となる。また、ここで、Ａ≧Ａ（１）、Ｂ≧Ｂ（１）、Ｄの最大値Ｄｍａｘ＝Ａ＋Ｂとする。
Ｄ°／秒＝（Ａ（１）＋Ｂ（１））°／秒
このように高速モード（モード３）では複数のモータ部を駆動し、その速度を加算することによって所望の方向、速度に回転させることで単独のモータ部を駆動させる時よりも高速で且つ過負荷によって発生する振動を抑え、画質が低下することを防ぐ事が出来る。
【００３６】
以上の説明したとおり、本実施例ではモータを常に振動が少ない安定した回転数で駆動するので、画質の低下を起こすことなく、回転速度を、ほぼ０に近い低速から複数のモータ部を駆動した最大値Ｄｍａｘ°／秒まで滑らかな回転を行うことが出来る。
【実施例２】
【００３７】
図５は本発明の第二の実施例を説明するための構成図である。
【００３８】
本発明の第二の実施例は、第一の実施例におけるパン回転軸４と固定台座３に設けられていたスリップリング部１７が構成されないものである。ゆえに、第一の回転台１のパン駆動において回転範囲が制限されている。
【００３９】
図１、図２、図３、図４と同じ構成、動作の部分は説明を省略する。
【００４０】
第一の実施例と同様に、制御回路１１は駆動速度によって低速モード（モード１）、中速モード（モード２）、高速モード（モード３）で第一の回転台１と第二の回転台２を回転制御する。
【００４１】
ここで、低速モード（モード１）と高速モード（モード３）では第一の回転台１の回転限界を超えた場合、中速モード（モード２）に移行する。
【００４２】
また、第一の回転台１が回転可能範囲の中点付近でない場合、第一の回転台１と第二の回転台２のパン駆動が停止後に、図６に示す動作を行う。制御回路１１は第一の回転台１を方向３８で、第二の回転台２を方向３９で、画質の低下を起こすことがない同じ速度Ｅ°／秒で回転させ、第一の回転台１を中点付近の位置に移動させる。こうすることで、カメラハウジング７はパン駆動せずに、第一の回転台を回転限界位置から左右ほぼ等しい場所に配置することが出来、次のパン駆動において初期位置とすることが出来る。
【００４３】
実施例１、実施例２ではパン駆動において本発明を適用したが、チルト動作にも適用できる。
【００４４】
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】
【００４５】
１  第一の回転台、２  第二の回転台、３  固定台座、７  カメラハウジング、
９  第一のパンモータ部、１１  制御回路、２０  第二のパンモータ部
【図１】
2017215396.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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