JP2006251133A - Camera platform device and camera platform system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a camera platform device which is miniaturized as a camera platform device rotatable around two axes. <P>SOLUTION: The camera platform device has: 1st and 2nd motors (104, 105); a supporting member (106) supporting 1st and 2nd motor main bodies (104b, 105b) rotatably on the same axis and rotatable around a 1st axis; a rotating member (101) coupled to the rotary shafts (104a, 105a) of the 1st and the 2nd motors and rotatable around a 2nd axis in accordance with the rotating states of the rotary shafts; and conversion mechanisms (102, 103) coupled to the 1st and the 2nd motor main bodies and converting the rotational force of the motor main body associated with the driving of at least either the 1st or the 2nd motor into rotational force around the 1st axis. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、2つの軸周りに回転可能な雲台装置に関するものである。   The present invention relates to a pan head device that can rotate around two axes.

監視カメラ等の被駆動体を2軸方向(例えば、パン方向およびチルト方向)で回転させる雲台装置がある。この雲台装置の構成について、図6および図7を用いて説明する。   There is a pan head device that rotates a driven body such as a surveillance camera in two axial directions (for example, a pan direction and a tilt direction). The configuration of this pan head apparatus will be described with reference to FIGS.

図6に示す雲台装置は、不図示の監視カメラが搭載される支持部材406を備えており、パン方向(矢印B方向)とチルト方向(矢印A方向)に支持部材406を回転させることができる(例えば、特許文献1参照)。   The pan head apparatus shown in FIG. 6 includes a support member 406 on which a monitoring camera (not shown) is mounted, and the support member 406 can be rotated in the pan direction (arrow B direction) and the tilt direction (arrow A direction). (For example, refer to Patent Document 1).

支持部材406には減速機構417を介してチルト用モータ411が連結されており、支持部材406は、チルト用モータ411からの駆動力を受けることで回転軸L1を中心にチルト方向に回転する。   A tilting motor 411 is connected to the support member 406 via a speed reduction mechanism 417. The support member 406 receives a driving force from the tilting motor 411 and rotates in the tilt direction about the rotation axis L1.

また、支持部材406が固定されたケース421には、減速機構407を介してパン用モータ401が連結されており、パン用モータ401を駆動すると、ケース421がチルト用モータ411および減速機構417とともに回転軸L2を中心にパン方向に回転する。   A pan motor 401 is connected to the case 421 to which the support member 406 is fixed via a speed reduction mechanism 407. When the pan motor 401 is driven, the case 421 is moved together with the tilt motor 411 and the speed reduction mechanism 417. It rotates in the pan direction around the rotation axis L2.

図7に示す雲台装置は、監視カメラが搭載される支持部材506を備えており、図6に示す雲台装置とは、チルト方向の回転を行うための機構が異なる。すなわち、図6に示す雲台装置では、チルト用モータ411およびパン用モータ401は回転軸が互いに直交するように配置されているが、図7に示す雲台装置では、パン用モータ501およびチルト用モータ511が回転軸L2に対して略平行に並んでいる。これにより、雲台装置のパン方向の回転によって生じる動作スペースを、図6の雲台装置に比べて小さくできる。   The pan head apparatus shown in FIG. 7 includes a support member 506 on which a surveillance camera is mounted. The pan head apparatus shown in FIG. 6 has a mechanism for rotating in the tilt direction. That is, in the pan head apparatus shown in FIG. 6, the tilt motor 411 and the pan motor 401 are arranged so that the rotation axes are orthogonal to each other, but in the pan head apparatus shown in FIG. 7, the pan motor 501 and the tilt motor are tilted. Motors 511 are arranged substantially parallel to the rotation axis L2. Thereby, the operation space generated by the rotation of the pan head device in the pan direction can be reduced as compared with the pan head device of FIG.

図7において、チルト用モータ511には減速機構517A、517Bが連結され、減速機構517Bには支持部材506が連結されている。また、パン用モータ501には減速機構507が連結され、減速機構507には支持部材506が固定されたケース521が連結されている。   In FIG. 7, reduction mechanisms 517A and 517B are connected to the tilt motor 511, and a support member 506 is connected to the reduction mechanism 517B. The panning motor 501 is connected to a speed reduction mechanism 507, and the speed reduction mechanism 507 is connected to a case 521 to which a support member 506 is fixed.

チルト用モータ511を駆動すると、チルト用モータ511の出力(パン方向の回転出力)が減速機構517A、517Bによってチルト方向の回転出力に変換されて、支持部材506がチルト方向(矢印A方向)に回転する。パン用モータ501を駆動すると、支持部材506が固定されたケース521がチルト用モータ511、減速機構517A、517Bとともにパン方向(矢印B方向)に回転する。
特開2000−47292号公報(段落番号0021〜0026、図1等)
When the tilt motor 511 is driven, the output (rotation output in the pan direction) of the tilt motor 511 is converted into the rotation output in the tilt direction by the speed reduction mechanisms 517A and 517B, and the support member 506 is moved in the tilt direction (arrow A direction). Rotate. When the pan motor 501 is driven, the case 521 to which the support member 506 is fixed rotates in the pan direction (arrow B direction) together with the tilt motor 511 and the speed reduction mechanisms 517A and 517B.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-47292 (paragraph numbers 0021 to 0026, FIG. 1, etc.)

従来の雲台装置において、支持部材に監視カメラを搭載する場合、パン方向およびチルト方向の回転軸L1、L2が交差する位置にカメラを配置することが好ましい。カメラを意図する方向に容易に回転させることができるとともに、雲台装置を小型化できるからである。   In a conventional pan head device, when a monitoring camera is mounted on a support member, it is preferable to arrange the camera at a position where rotation axes L1 and L2 in the pan direction and the tilt direction intersect. This is because the camera can be easily rotated in the intended direction and the pan head apparatus can be miniaturized.

ここで、図6に示す雲台装置では、カメラがパン方向およびチルト方向の回転軸L1、L2が交差する位置に配置することができ、パン用モータ401を駆動すると、チルト用モータ411がカメラと共にパン方向に回転する。このため、チルト用モータ411のパン方向の回転が妨げられないように、チルト用モータ411の回転軌跡上とは異なる位置にパン用モータ401を配置している。   Here, in the pan head apparatus shown in FIG. 6, the camera can be disposed at a position where the rotation axes L1 and L2 in the pan direction and the tilt direction intersect, and when the pan motor 401 is driven, the tilt motor 411 is moved to the camera. And rotate in the pan direction. For this reason, the pan motor 401 is arranged at a position different from the rotation locus of the tilt motor 411 so that rotation of the tilt motor 411 in the pan direction is not hindered.

一方、図7に示す雲台装置では、上述したようにパン用モータ501およびチルト用モータ511がパン方向の回転軸L2に対して略平行となるように配置されている。   On the other hand, in the pan head apparatus shown in FIG. 7, as described above, the pan motor 501 and the tilt motor 511 are disposed so as to be substantially parallel to the rotation axis L2 in the pan direction.

しかしながら、図6および図7に示す雲台装置の構成では、チルト用モータ411、511がパン用モータ401、501の出力軸に対して片側にのみ配置されているため、パン用モータの出力軸を中心とした左右の質量バランスが悪くなってしまう。このように質量バランスが悪くなると、精度の高い駆動を行うことが難しい。   However, in the configuration of the pan / tilt head device shown in FIGS. 6 and 7, since the tilting motors 411 and 511 are arranged only on one side with respect to the output shafts of the panning motors 401 and 501, the output shaft of the panning motor The mass balance on the left and right centering on the will become worse. When the mass balance is thus deteriorated, it is difficult to drive with high accuracy.

本願第1の発明である雲台装置は、モータ本体および回転軸をそれぞれ有する第1および第2のモータと、前記第1および第2のモータ本体を同軸上で回転可能に支持し、第1の軸周りで回転可能な支持部材と、前記第1および第2のモータの回転軸に連結し、これら回転軸の回転状態に応じて第2の軸周りで回転可能な回転部材と、前記第1および第2のモータ本体に連結し、前記第1および第2のモータのうち少なくとも一方の駆動に伴う該モータ本体の回転力を、前記第1の軸周りでの回転力に変換する変換機構とを有することを特徴とする。   A pan / tilt head device according to a first aspect of the present invention is configured to support a first motor and a second motor each having a motor main body and a rotation shaft, and the first and second motor main bodies so as to be rotatable on the same axis. A support member that is rotatable about the axis of the first motor, a rotary member that is coupled to the rotary shafts of the first and second motors, and that is rotatable about the second axis according to the rotational state of the rotary shafts, A conversion mechanism that is coupled to the first and second motor bodies and that converts the rotational force of the motor body accompanying the driving of at least one of the first and second motors into a rotational force around the first axis. It is characterized by having.

本願第2の発明である雲台装置は、モータ本体および回転軸をそれぞれ有する第1および第2のモータと、前記第1および第2のモータ本体を同軸上で回転可能に支持し、第1の軸周りで回転可能な支持部材と、前記第1および第2のモータ本体に連結し、これらモータ本体の回転により第2の軸周りで回転可能な回転部材と、前記第1および第2のモータの回転軸に連結し、これら回転軸の回転状態に応じて該回転軸の回転力を、前記支持部材および前記回転部材のうち少なくとも一方を回転させる回転力に変換する変換機構とを有することを特徴とする。   A pan / tilt head device according to a second invention of the present application includes first and second motors each having a motor main body and a rotation shaft, and the first and second motor main bodies supported rotatably on the same axis. A support member that is rotatable about the axis of the motor, and a rotating member that is coupled to the first and second motor bodies and is rotatable about the second axis by rotation of the motor bodies, and the first and second motors. A conversion mechanism that is connected to a rotation shaft of the motor and converts a rotation force of the rotation shaft into a rotation force that rotates at least one of the support member and the rotation member in accordance with a rotation state of the rotation shaft; It is characterized by.

上述した本発明によれば、第1および第2のモータ本体を同軸上で配置することにより、動作スペースを含めた雲台装置の大きさを小型化することができるとともに、第1および第2のモータをバランス良く配置することが可能となる。   According to the above-described present invention, the first and second motor bodies are arranged on the same axis, whereby the size of the pan head apparatus including the operation space can be reduced, and the first and second motor bodies can be reduced. It is possible to arrange the motors in a well-balanced manner.

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

本発明の実施例1である雲台装置について、図1を用いて説明する。   A pan head apparatus that is Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.

第1のモータ104は、回転軸104a、外筒(モータ本体)104bおよび外筒104bに固定された支持軸104cを有している。回転軸104aは支持部材107によって回転可能に支持されている。また、支持軸104cは、支持部材106によって回転可能に支持されている。   The first motor 104 has a rotating shaft 104a, an outer cylinder (motor body) 104b, and a support shaft 104c fixed to the outer cylinder 104b. The rotating shaft 104a is rotatably supported by the support member 107. The support shaft 104c is rotatably supported by the support member 106.

第2のモータ105は、回転軸105a、外筒(モータ本体)105bおよび外筒105bに固定された支持軸105cを有している。回転軸105aは支持部材108によって回転可能に支持されている。また、支持軸105cは、支持部材106によって回転可能に支持されている。   The second motor 105 has a rotating shaft 105a, an outer cylinder (motor body) 105b, and a support shaft 105c fixed to the outer cylinder 105b. The rotating shaft 105a is rotatably supported by the support member 108. The support shaft 105c is rotatably supported by the support member 106.

回転軸104a、105aには、回転部材101が固定されている。なお、回転部材101の両端側を回転軸104a、105aに固定せずに、回転部材101および回転軸104a、105aを減速比が同じ動力伝達機構(ギア等)を介して連結することもできる。   A rotating member 101 is fixed to the rotating shafts 104a and 105a. Instead of fixing both end sides of the rotating member 101 to the rotating shafts 104a and 105a, the rotating member 101 and the rotating shafts 104a and 105a can be connected via a power transmission mechanism (gear or the like) having the same reduction ratio.

外筒104b、105bには、ワイヤ102が巻き付けられており、ワイヤ102はプーリ103に係合している。   A wire 102 is wound around the outer cylinders 104 b and 105 b, and the wire 102 is engaged with a pulley 103.

上述した雲台装置の構成において、第2のモータ105を駆動せずに、第1のモータ104を駆動して回転軸104aを矢印NAR方向に回転させた場合の動作について説明する。   The operation when the first motor 104 is driven and the rotating shaft 104a is rotated in the direction of the arrow NAR without driving the second motor 105 in the above-described configuration of the pan / tilt head device will be described.

第1のモータ104だけを駆動すると、回転軸104aが回転しようとするが、回転軸104aは回転部材101を介して非通電状態にある第2のモータ105の回転軸105aに連結されているため、外筒104bが回転軸104aの回転力を受けて矢印NAS方向に回転する。   When only the first motor 104 is driven, the rotating shaft 104a tries to rotate, but the rotating shaft 104a is connected to the rotating shaft 105a of the second motor 105 in a non-energized state via the rotating member 101. The outer cylinder 104b receives the rotational force of the rotating shaft 104a and rotates in the arrow NAS direction.

外筒104bが矢印NAS方向に回転すると、ワイヤ102が矢印で示す方向に進むことにより、外筒105bが矢印NBS方向に回転する。このワイヤ102の動作によって、プーリ103を回転軸とした矢印NAP方向の回転力が発生する。回転部材101は、矢印NAP方向の回転力を受けることで回転する。   When the outer cylinder 104b rotates in the arrow NAS direction, the wire 102 advances in the direction indicated by the arrow, so that the outer cylinder 105b rotates in the arrow NBS direction. The operation of the wire 102 generates a rotational force in the direction of the arrow NAP with the pulley 103 as a rotation axis. The rotating member 101 rotates by receiving the rotational force in the direction of the arrow NAP.

また、外筒105bの矢印NBS方向の回転によって、回転軸105aが矢印NBR方向に回転可能となる。すなわち、第2のモータ105が非通電状態にある場合には、回転軸105aおよび外筒105bは一体となって回転することになる。   Further, the rotation of the outer cylinder 105b in the arrow NBS direction enables the rotation shaft 105a to rotate in the arrow NBR direction. That is, when the second motor 105 is in a non-energized state, the rotating shaft 105a and the outer cylinder 105b rotate together.

ここで、上述したように回転軸104aは矢印NAR方向に回転しているため、回転軸105aの矢印NBR方向(矢印NAR方向と同方向)の回転によって、回転部材101は矢印NAT方向に回転することができる。   Here, since the rotating shaft 104a rotates in the arrow NAR direction as described above, the rotating member 101 rotates in the arrow NAT direction by the rotation of the rotating shaft 105a in the arrow NBR direction (the same direction as the arrow NAR direction). be able to.

回転部材101にカメラなどの被駆動体を搭載すれば、回転部材101の矢印NAT方向およびNAP方向の回転によって被駆動体をチルト方向(矢印NAT方向に対応する)およびパン方向(矢印NAP方向に対応する)に回転させることができる。なお、第1のモータ104の回転軸104aを矢印NAR方向とは逆方向に回転させれば、回転部材101の回転方向を切り換えることができる。   When a driven body such as a camera is mounted on the rotating member 101, the driven body is moved in the tilt direction (corresponding to the arrow NAT direction) and the pan direction (in the arrow NAP direction) by rotating the rotating member 101 in the arrow NAT direction and the NAP direction. Corresponding) can be rotated. In addition, if the rotating shaft 104a of the first motor 104 is rotated in the direction opposite to the arrow NAR direction, the rotating direction of the rotating member 101 can be switched.

上述した動作において、第1のモータ104の駆動量をNA、第2のモータ105の駆動量をNBとすると、チルト方向およびパン方向の駆動量は以下のようになる。なお、上述したように第2のモータ105は駆動していないため、第2のモータの駆動量(NB)はゼロとなる。   In the above-described operation, if the driving amount of the first motor 104 is NA and the driving amount of the second motor 105 is NB, the driving amounts in the tilt direction and the pan direction are as follows. As described above, since the second motor 105 is not driven, the driving amount (NB) of the second motor is zero.

NA=NAS+NAR ・・・(1)
NB=NBS−NBR=0 ・・・(2)
NAR=NAT=NBR=NBS=NAP=NAS ・・・(3)
ここで、NAS、NARは外筒104bおよび回転軸104aの回転量を示し、NBS、NBRは外筒105bおよび回転軸105aの回転量を示す。また、NAT、NAPは回転部材101およびプーリ103の回転量、すなわち、チルト方向およびパン方向の駆動量を示す。
NA = NAS + NAR (1)
NB = NBS-NBR = 0 (2)
NAR = NAT = NBR = NBS = NAP = NAS (3)
Here, NAS and NAR indicate rotation amounts of the outer cylinder 104b and the rotation shaft 104a, and NBS and NBR indicate rotation amounts of the outer cylinder 105b and the rotation shaft 105a. NAT and NAP indicate the rotation amounts of the rotating member 101 and the pulley 103, that is, the driving amounts in the tilt direction and the pan direction.

上記式(1)〜(3)から下記式(4)、(5)が得られる。   From the above formulas (1) to (3), the following formulas (4) and (5) are obtained.

NA=2NAT=2NAP ・・・(4)
NAT=NAP=NA/2 ・・・(5)
上述したように第1のモータ104だけを駆動量NAで駆動する場合には、回転軸104aが矢印NAR方向に回転するとともに、外筒104bが矢印NAS方向に回転する。すなわち、回転軸104aおよび外筒104bは、同じ回転量(NA/2)であって、互いに異なる方向に回転する。
NA = 2NAT = 2NAP (4)
NAT = NAP = NA / 2 (5)
As described above, when only the first motor 104 is driven with the driving amount NA, the rotating shaft 104a rotates in the arrow NAR direction, and the outer cylinder 104b rotates in the arrow NAS direction. That is, the rotation shaft 104a and the outer cylinder 104b have the same rotation amount (NA / 2) and rotate in different directions.

これにより、回転部材101が回転量「NA/2」の分だけ矢印NAT方向に回転し、回転軸105aおよび外筒105bが回転量「NA/2」の分だけ同一方向(矢印NBR、NBS方向)に回転する。ここで、上述した外筒104b、105bの回転によってワイヤ102が矢印で示す方向に移動し、雲台装置(回転部材101を含む)がプーリ103を軸としてパン方向に回転する。パン方向の回転量は、「NA/2」となる。   As a result, the rotating member 101 rotates in the arrow NAT direction by the amount of rotation “NA / 2”, and the rotating shaft 105a and the outer cylinder 105b rotate in the same direction (in the directions of arrows NBR and NBS) by the amount of rotation “NA / 2”. ). Here, the wire 102 moves in the direction indicated by the arrow by the rotation of the outer cylinders 104 b and 105 b described above, and the pan head device (including the rotating member 101) rotates in the pan direction around the pulley 103. The rotation amount in the pan direction is “NA / 2”.

このように、本実施例の雲台装置では、回転部材101をチルト方向およびパン方向に同一の回転量(回転速度)で駆動することができる。   Thus, in the pan head apparatus of the present embodiment, the rotating member 101 can be driven with the same rotation amount (rotational speed) in the tilt direction and the pan direction.

次に、本実施例の雲台装置において、第1および第2のモータ104、105を異なる駆動量(駆動速度)で駆動する場合について説明する。   Next, a case where the first and second motors 104 and 105 are driven with different drive amounts (drive speeds) in the pan head apparatus of the present embodiment will be described.

ここでは、第1のモータ104の駆動量を第2のモータ105の駆動量よりも大きくしており、この場合における第1のモータ104の駆動量をNA、第2のモータ105の駆動量をNBとすると、以下の式(6)が得られる。   Here, the drive amount of the first motor 104 is made larger than the drive amount of the second motor 105. In this case, the drive amount of the first motor 104 is NA, and the drive amount of the second motor 105 is set. Assuming that NB, the following equation (6) is obtained.

NA−NB=NC ・・・(6)
ここで、NCは、第1および第2のモータ104、105における駆動量の差を示す。
NA-NB = NC (6)
Here, NC indicates a difference in driving amount between the first and second motors 104 and 105.

第1のモータ104を駆動量NA(>NB)で駆動した場合、回転軸104aが矢印NAR方向に回転することで、回転部材101を矢印NAT方向に回転させる。   When the first motor 104 is driven with the drive amount NA (> NB), the rotating shaft 104a rotates in the arrow NAR direction, thereby rotating the rotating member 101 in the arrow NAT direction.

ここで、第2のモータ105は、駆動量NAよりも小さい駆動量NBとなるように駆動しているため、第1のモータ104の回転軸104aには回転部材101を介して第2のモータ105による反力が働く。これにより、第1のモータ104の外筒104bは回転軸104aの回転方向とは異なる方向(矢印NAS方向)に回転する。   Here, since the second motor 105 is driven so as to have a driving amount NB smaller than the driving amount NA, the second motor 105 is connected to the rotating shaft 104a of the first motor 104 via the rotating member 101. The reaction force by 105 works. Thereby, the outer cylinder 104b of the first motor 104 rotates in a direction (arrow NAS direction) different from the rotation direction of the rotating shaft 104a.

外筒104bの矢印NAS方向の回転によって、ワイヤ102は矢印で示す方向に移動し、これにより外筒105bも矢印NBS方向に回転する。このワイヤ102の動作によって、本実施例の雲台装置(回転部材101を含む)はプーリ103を軸に矢印NAP方向(パン方向)に回転する。   The rotation of the outer cylinder 104b in the direction of the arrow NAS moves the wire 102 in the direction indicated by the arrow, and thereby the outer cylinder 105b also rotates in the direction of the arrow NBS. By the operation of the wire 102, the pan head apparatus (including the rotating member 101) of this embodiment rotates in the arrow NAP direction (pan direction) around the pulley 103.

また、回転軸104aの矢印NAR方向の回転および回転軸105aの矢印NBR方向の回転によって、回転部材101は矢印NAT方向(チルト方向)に回転する。   Further, the rotation member 101 rotates in the arrow NAT direction (tilt direction) by the rotation of the rotation shaft 104a in the arrow NAR direction and the rotation of the rotation shaft 105a in the arrow NBR direction.

ここで、チルト方向における回転部材101の回転量をNAT、パン方向における回転部材101の回転量をNAPとすると、以下の式(7)、(8)が得られる。   Here, when the rotation amount of the rotation member 101 in the tilt direction is NAT and the rotation amount of the rotation member 101 in the pan direction is NAP, the following equations (7) and (8) are obtained.

NAT=NB+(NA−NB)/2=NB+NC/2 ・・・(7)
NAP=(NA−NB)/2=NC/2 ・・・(8)
NCは上述したように第1および第2のモータ104、105の駆動量の差分を示し、NC/2がチルト方向およびパン方向の駆動に加算されることで差動動作が行われる。
NAT = NB + (NA-NB) / 2 = NB + NC / 2 (7)
NAP = (NA-NB) / 2 = NC / 2 (8)
NC indicates the difference between the driving amounts of the first and second motors 104 and 105 as described above, and NC / 2 is added to the driving in the tilt direction and the pan direction to perform a differential operation.

このように第1および第2のモータ104、105の駆動量(駆動速度)を異ならせることで、パン方向およびチルト方向の駆動量のうち一方向の駆動量を増加させることができるとともに、他方向の駆動量を減少させることができる。   Thus, by making the drive amounts (drive speeds) of the first and second motors 104 and 105 different, it is possible to increase the drive amount in one direction out of the drive amounts in the pan direction and the tilt direction. The driving amount in the direction can be reduced.

言い換えれば、第1および第2のモータ104、105における駆動量の差に応じて、パン方向およびチルト方向のうち一方向における駆動速度を増速させるとともに、他方向における駆動速度を減速させることができる。   In other words, the drive speed in one direction of the pan direction and the tilt direction can be increased and the drive speed in the other direction can be reduced according to the difference in the drive amount between the first and second motors 104 and 105. it can.

なお、第1のモータ104の回転軸104aと、第2のモータ105の回転軸105aとを図2に示す回転方向(矢印NAR方向および矢印NBR方向)とは逆の方向に回転させれば、雲台装置をパン方向およびチルト方向の各方向において、図2に示す方向(矢印NAT方向および矢印NAP方向)とは異なる方向に回動させることができる。しかも、パン方向およびチルト方向における回転量を異ならせることができる。   In addition, if the rotation shaft 104a of the first motor 104 and the rotation shaft 105a of the second motor 105 are rotated in directions opposite to the rotation directions (arrow NAR direction and arrow NBR direction) shown in FIG. The pan / tilt head device can be rotated in directions different from the directions (arrow NAT direction and arrow NAP direction) shown in FIG. 2 in each of the pan direction and the tilt direction. In addition, the amount of rotation in the pan direction and the tilt direction can be varied.

次に、本実施例の雲台装置において、回転部材101をパン方向およびチルト方向のうち一方向にのみ回転させる場合について図3を用いて説明する。   Next, in the pan head apparatus of the present embodiment, a case where the rotating member 101 is rotated only in one of the pan direction and the tilt direction will be described with reference to FIG.

雲台装置(回転部材101)をパン方向およびチルト方向のうち一方向にのみ回転させる場合、第1のモータ104の駆動量NAと、第2のモータ105の駆動量NBとの関係は、以下の式(9)、(10)で表される。   When the pan head device (rotating member 101) is rotated only in one of the pan direction and the tilt direction, the relationship between the drive amount NA of the first motor 104 and the drive amount NB of the second motor 105 is as follows. (9) and (10).

NA=NB ・・・(9)
NA−NB=NC=0 ・・・(10)
このとき、チルト方向およびパン方向の駆動状態(回転量)は、以下の式(11)、(12)に示すようになる。
NA = NB (9)
NA-NB = NC = 0 (10)
At this time, driving states (rotation amounts) in the tilt direction and the pan direction are as shown in the following equations (11) and (12).

NAT=NA=NB ・・・(11)
NAP=0 ・・・(12)
第1のモータ104における回転軸104aの回転方向と、第2のモータ105における回転軸105aの回転方向とが、共通の軸Lに対して同じ方向であって、第1および第2のモータ104、105の駆動量が同じである場合には、雲台装置はチルト方向にのみ回動する。
NAT = NA = NB (11)
NAP = 0 (12)
The rotation direction of the rotation shaft 104 a in the first motor 104 and the rotation direction of the rotation shaft 105 a in the second motor 105 are the same direction with respect to the common axis L, and the first and second motors 104. , 105 have the same driving amount, the pan head device rotates only in the tilt direction.

このとき、外筒104b、105bは、この両者を繋ぐワイヤ102によって回転しないようになっているため、ワイヤ102の移動に伴うプーリ103を軸とした回転力は発生しない。すなわち、回転部材101はパン方向に回転しないことになる。   At this time, since the outer cylinders 104b and 105b are not rotated by the wire 102 that connects the outer cylinders 104b and 105b, no rotational force is generated around the pulley 103 as the wire 102 moves. That is, the rotating member 101 does not rotate in the pan direction.

一方、第1のモータ104における回転軸104aの回転方向と、第2のモータ105における回転軸105aの回転方向とが、共通の軸Lに対して異なる方向であって、第1および第2のモータ104、105の駆動量が同じ場合には、雲台装置はパン方向にのみ回転する。   On the other hand, the rotation direction of the rotation shaft 104a in the first motor 104 and the rotation direction of the rotation shaft 105a in the second motor 105 are different directions with respect to the common axis L, and the first and second directions are the same. When the driving amounts of the motors 104 and 105 are the same, the pan / tilt head device rotates only in the pan direction.

すなわち、回転軸104a、105aの回転方向が逆方向であって、回転量が等しい場合には、回転軸104a、105aの回転力が相殺され、回転部材101はチルト方向(矢印NAT方向)に回転しない。一方、外筒104b、105bが支持部材106に対して互いに逆方向に回転することになる。   That is, when the rotation directions of the rotation shafts 104a and 105a are opposite and the rotation amounts are equal, the rotation forces of the rotation shafts 104a and 105a are canceled out, and the rotation member 101 rotates in the tilt direction (arrow NAT direction). do not do. On the other hand, the outer cylinders 104b and 105b rotate in opposite directions with respect to the support member 106.

このように外筒104b、105bが軸Lに対して互いに逆方向に回転することによって、ワイヤ102が移動し、雲台装置(回転部材101を含む)は、プーリ103を軸としてパン方向に回転する。   As the outer cylinders 104b and 105b rotate in directions opposite to each other with respect to the axis L in this manner, the wire 102 moves, and the pan head device (including the rotating member 101) rotates in the pan direction around the pulley 103 as an axis. To do.

上述したように雲台装置をパン方向およびチルト方向のうち一方向にのみ駆動する場合には、第1のモータ104および第2のモータ105における駆動力が合成されるため、倍の駆動力(トルク)を得ることができる。   As described above, when the pan head apparatus is driven only in one of the pan direction and the tilt direction, the driving forces in the first motor 104 and the second motor 105 are combined, so that the double driving force ( Torque).

なお、本実施例の雲台装置では、ワイヤ102を用いているが、ベルトを用いてもよい。   In addition, in the pan head apparatus of a present Example, although the wire 102 is used, you may use a belt.

次に、本発明の実施例2である雲台装置について、図4を用いて説明する。実施例1の雲台装置では、ワイヤおよびプーリを用いて雲台装置をパン方向に回転させていたが、本実施例では、後述するようにギアを用いて雲台装置をパン方向に回転させるものである。   Next, a pan head apparatus that is Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In the pan head apparatus of the first embodiment, the pan head apparatus is rotated in the pan direction using the wire and the pulley. In the present embodiment, the pan head apparatus is rotated in the pan direction using a gear as will be described later. Is.

第1のモータ207は、回転軸207aおよび外筒207bを有しており、第2のモータ208は、回転軸208aおよび外筒208bを有している。第1および第2のモータ207、208は同軸上に配置されている。また、回転軸207a、208aは、回転部材204に固定されている。   The first motor 207 has a rotating shaft 207a and an outer cylinder 207b, and the second motor 208 has a rotating shaft 208a and an outer cylinder 208b. The first and second motors 207 and 208 are arranged on the same axis. The rotating shafts 207a and 208a are fixed to the rotating member 204.

外筒207b、208bにはそれぞれ、かさ歯車201、202が固定されている。かさ歯車201、202は、かさ歯車203と噛み合っている。かさ歯車203は、軸部材206に支持されている。   Bevel gears 201 and 202 are fixed to the outer cylinders 207b and 208b, respectively. The bevel gears 201 and 202 mesh with the bevel gear 203. The bevel gear 203 is supported by the shaft member 206.

また、外筒207b、208bには支持軸207c、208cが設けられており、支持軸207c、208cは、軸部材206によって回転可能な状態で支持されている。   The outer cylinders 207b and 208b are provided with support shafts 207c and 208c. The support shafts 207c and 208c are supported by the shaft member 206 in a rotatable state.

支持部材205は、この両端において第1および第2のモータ207、208(外筒207b、208b)を回転可能な状態で支持している。また、支持部材205は、軸部材206に対して回転可能となっている。   The support member 205 supports the first and second motors 207 and 208 (outer cylinders 207b and 208b) at both ends in a rotatable state. Further, the support member 205 is rotatable with respect to the shaft member 206.

上述した雲台装置の構成において、第2のモータ208を駆動せずに、第1のモータ207を駆動して回転軸207aを矢印NAR方向に回転させた場合の動作について説明する。   In the above-described configuration of the pan / tilt head device, the operation when the first motor 207 is driven and the rotating shaft 207a is rotated in the direction of the arrow NAR without driving the second motor 208 will be described.

第1のモータ207だけを駆動すると、回転軸207aが回転しようとするが、回転軸207aは回転部材204を介して非通電状態にある第2のモータ208の回転軸208aに連結されているため、外筒207bが回転軸207aの回転力を受けて矢印NAS方向に回転する。   When only the first motor 207 is driven, the rotating shaft 207a tries to rotate, but the rotating shaft 207a is connected to the rotating shaft 208a of the second motor 208 in a non-energized state via the rotating member 204. The outer cylinder 207b receives the rotational force of the rotary shaft 207a and rotates in the arrow NAS direction.

外筒207bが矢印NAS方向に回転すると、かさ歯車201も同一方向に回転する。ここで、かさ歯車201、202は、かさ歯車203に沿って移動することにより、支持部材205が軸部材206に対して矢印NAP方向に回転する。この支持部材205の矢印NAP方向の回転によって雲台装置(回転部材204を含む)は、パン方向に回転する。   When the outer cylinder 207b rotates in the arrow NAS direction, the bevel gear 201 also rotates in the same direction. Here, the bevel gears 201 and 202 move along the bevel gear 203, whereby the support member 205 rotates in the direction of the arrow NAP with respect to the shaft member 206. By the rotation of the support member 205 in the direction of the arrow NAP, the pan head device (including the rotation member 204) rotates in the pan direction.

かさ歯車203の回転によってかさ歯車202が矢印NBS方向に回転することで、外筒208bが矢印NBS方向に回転する。ここで、第2のモータ208は非通電状態であるため、外筒208bの回転によって回転軸208aも同一方向に回転する。   When the bevel gear 203 is rotated in the arrow NBS direction by the rotation of the bevel gear 203, the outer cylinder 208b is rotated in the arrow NBS direction. Here, since the second motor 208 is in a non-energized state, the rotation shaft 208a also rotates in the same direction by the rotation of the outer cylinder 208b.

したがって、回転部材204は、回転軸207aの矢印NAR方向の回転、および回転軸208aの矢印NBR方向の回転によって、矢印NAT方向(チルト方向)に回転する。   Therefore, the rotating member 204 rotates in the arrow NAT direction (tilt direction) by the rotation of the rotating shaft 207a in the arrow NAR direction and the rotation of the rotating shaft 208a in the arrow NBR direction.

本実施例では、第1のモータ207だけを駆動することによって、雲台装置をパン方向およびチルト方向に同じ回転量で回転させることができる。この動作原理は、実施例1で説明した場合と概ね同様である。   In this embodiment, by driving only the first motor 207, the pan head apparatus can be rotated with the same rotation amount in the pan direction and the tilt direction. This operation principle is substantially the same as that described in the first embodiment.

なお、上述した実施例1のように、第1および第2のモータ207、208(回転軸207a、208a)を同一方向で、かつ異なる駆動量で駆動すれば、パン方向およびチルト方向の各方向における回転量を増加させたり、減少させたりすることができる。   If the first and second motors 207 and 208 (rotating shafts 207a and 208a) are driven in the same direction and with different driving amounts as in the first embodiment described above, each direction of the pan direction and the tilt direction is determined. The amount of rotation at can be increased or decreased.

また、上述した実施例1のように、第1および第2のモータ207、208(回転軸207a、208a)を同一方向で、かつ同一の駆動量で駆動すれば、雲台装置をチルト方向で動作させることができ、異なる方向で、かつ同一の駆動量で駆動すればパン方向で動作させることができる。   Further, as in the first embodiment described above, if the first and second motors 207 and 208 (rotating shafts 207a and 208a) are driven in the same direction and with the same driving amount, the pan head device is tilted. It can be operated, and can be operated in the pan direction if driven in different directions and with the same driving amount.

次に、本発明の実施例3である雲台装置について、図5を用いて説明する。ここで、実施例4(図4)で説明した部材と同じ機能を有する部材については、同一符号を用いている。   Next, a pan head apparatus that is Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the same reference numerals are used for members having the same functions as those described in the fourth embodiment (FIG. 4).

第1のモータ207の回転軸207aには、かさ歯車201が固定され、第1のモータ207の外筒207bには、回転部材204が固定されている。また、第2のモータ208の回転軸208aには、かさ歯車202が固定され、第2のモータ208の外筒208bには、回転部材204が固定されている。   A bevel gear 201 is fixed to the rotating shaft 207 a of the first motor 207, and a rotating member 204 is fixed to the outer cylinder 207 b of the first motor 207. A bevel gear 202 is fixed to the rotating shaft 208 a of the second motor 208, and a rotating member 204 is fixed to the outer cylinder 208 b of the second motor 208.

回転軸207a、208aは、軸部材206によって回転可能な状態で支持されている。また、軸部材206は、かさ歯車203を支持している。   The rotating shafts 207a and 208a are supported by the shaft member 206 in a rotatable state. The shaft member 206 supports the bevel gear 203.

支持部材205は、第1のモータ207の支持軸207cおよび第2のモータ208の支持軸208cを回転可能に支持している。また、支持部材205は、軸部材206に対して回転可能となっている。   The support member 205 rotatably supports the support shaft 207c of the first motor 207 and the support shaft 208c of the second motor 208. Further, the support member 205 is rotatable with respect to the shaft member 206.

上述した雲台装置の構成において、第2のモータ208を駆動せずに、第1のモータ207を駆動して回転軸207aを矢印NAR方向に回転させた場合の動作について説明する。   In the above-described configuration of the pan / tilt head device, the operation when the first motor 207 is driven and the rotating shaft 207a is rotated in the direction of the arrow NAR without driving the second motor 208 will be described.

第1のモータ207だけを駆動すると、回転軸207aとともにかさ歯車201が回転しようとするが、かさ歯車201はかさ歯車203を介して非通電状態にある第2のモータ208の回転軸208aに設けられたかさ歯車202と連結しているため、外筒207bが回転軸207aの回転力を受けて矢印NAS方向に回転する。   When only the first motor 207 is driven, the bevel gear 201 tries to rotate together with the rotation shaft 207 a, but the bevel gear 201 is provided on the rotation shaft 208 a of the second motor 208 in a non-energized state via the bevel gear 203. Since it is connected to the bevel gear 202, the outer cylinder 207b receives the rotational force of the rotating shaft 207a and rotates in the arrow NAS direction.

外筒207bが矢印NAS方向に回転すると、回転部材204を介して外筒208bが矢印NBS方向に回転する。このとき、回転部材204は矢印NAT方向(チルト方向)に回転することになる。   When the outer cylinder 207b rotates in the arrow NAS direction, the outer cylinder 208b rotates in the arrow NBS direction via the rotating member 204. At this time, the rotating member 204 rotates in the arrow NAT direction (tilt direction).

また、外筒208bの矢印NBS方向の回転によって、回転軸208aが矢印NBR方向に回転可能となる。すなわち、第2のモータ208が非通電状態にある場合には、回転軸208aおよび外筒208bは一体となって回転することになる。   Further, the rotation of the outer cylinder 208b in the arrow NBS direction enables the rotation shaft 208a to rotate in the arrow NBR direction. That is, when the second motor 208 is in a non-energized state, the rotating shaft 208a and the outer cylinder 208b rotate together.

ここで、上述したように回転軸207aは矢印NAR方向に回転しており、回転軸208aは矢印NBR方向に回転するため、かさ歯車201、202はかさ歯車203に沿って移動する。これにより、支持部材205は、軸部材206に対して矢印NAP方向に回転する。この支持部材205の回転によって、雲台装置(回転部材204を含む)はパン方向に回転することができる。   Here, as described above, the rotating shaft 207a rotates in the direction of the arrow NAR, and the rotating shaft 208a rotates in the direction of the arrow NBR, so that the bevel gears 201 and 202 move along the bevel gear 203. As a result, the support member 205 rotates in the arrow NAP direction with respect to the shaft member 206. By the rotation of the support member 205, the pan head apparatus (including the rotation member 204) can rotate in the pan direction.

本実施例によれば、雲台装置(回転部材204)をパン方向およびチルト方向に同じ駆動量で回転させることができる。この動作原理は、実施例1で説明した場合と概ね同様である。   According to the present embodiment, the pan head device (rotating member 204) can be rotated by the same driving amount in the pan direction and the tilt direction. This operation principle is substantially the same as that described in the first embodiment.

なお、上述した実施例1のように、第1および第2のモータ207、208(回転軸207a、208a)を異なる駆動量で駆動すれば、パン方向およびチルト方向の各方向における回転量を増加させたり、減少させたりすることができる。   If the first and second motors 207 and 208 (rotating shafts 207a and 208a) are driven with different driving amounts as in the first embodiment, the amount of rotation in each of the pan direction and the tilt direction increases. Can be reduced or decreased.

また、上述した実施例1のように、第1および第2のモータ207、208(回転軸207a、208a)を異なる方向で、かつ同一の駆動量で駆動すれば、雲台装置をパン方向に回転させることができ、同じ方向で、かつ同一の駆動量で駆動すればチルト方向に回転させることができる。   Further, as in the first embodiment described above, if the first and second motors 207 and 208 (rotating shafts 207a and 208a) are driven in different directions and with the same drive amount, the pan head device is moved in the pan direction. If they are driven in the same direction and with the same driving amount, they can be rotated in the tilt direction.

さらに、上述した各実施例において、第1および第2のモータとして、振動型モータや直流モータなどを用いることができる。   Further, in each of the above-described embodiments, a vibration type motor, a direct current motor, or the like can be used as the first and second motors.

振動型モータは、電気−機械エネルギ変換素子としての圧電素子および弾性部材からなる振動体と、この振動体に接触する接触体とを有している。そして、振動体および接触体は、加圧機構の加圧力を受けることで圧接している。   The vibration type motor includes a vibrating body including a piezoelectric element as an electro-mechanical energy conversion element and an elastic member, and a contact body that contacts the vibrating body. And the vibrating body and the contact body are press-contacted by receiving the pressurizing force of the pressurizing mechanism.

上述した振動型モータの構成において、圧電素子に対して位相の異なる周波信号を印加すると、振動体に進行性の振動が発生し、振動体および接触体の摩擦によって、振動体および接触体が相対的に回転する。   In the configuration of the vibration type motor described above, when frequency signals having different phases are applied to the piezoelectric element, progressive vibration is generated in the vibration body, and the vibration body and the contact body are relatively moved by friction between the vibration body and the contact body. Rotate.

ここで、本実施例では、同一軸上に2つのモータを配置しているため、各振動型モータにおける振動体および接触体の圧接を、1つの加圧機構を用いて行うことができる。例えば、1つの加圧機構を用いて接触体を相反する方向に付勢することで、各接触体を各振動体に圧接させることができる。   Here, in this embodiment, since two motors are arranged on the same axis, it is possible to press the vibrating body and the contact body in each vibration type motor by using one pressurizing mechanism. For example, each contact body can be brought into pressure contact with each vibrating body by urging the contact body in a direction opposite to each other using one pressurizing mechanism.

上述した実施例によれば、第1および第2のモータを同軸上で配置しているため、従来の雲台装置に比べて動作スペースを含む雲台装置の大きさを小型化することができる。しかも、パン方向の回転軸に対して両側に第1および第2のモータを配置しているため、第1および第2のモータとして重量が同じモータを用いれば、バランス良くパン方向の回転を行うことができる。   According to the above-described embodiment, since the first and second motors are coaxially arranged, the size of the pan head apparatus including the operation space can be reduced as compared with the conventional pan head apparatus. . Moreover, since the first and second motors are arranged on both sides with respect to the rotation axis in the pan direction, if the same weight is used as the first and second motors, the pan direction rotation is performed with a good balance. be able to.

本発明の実施例1である雲台装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the pan head apparatus which is Example 1 of this invention. 本発明の実施例2における雲台装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the pan head apparatus in Example 2 of this invention. 本発明の実施例3における雲台装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the pan head apparatus in Example 3 of this invention. 本発明の実施例4である雲台装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the pan head apparatus which is Example 4 of this invention. 本発明の実施例5である雲台装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the pan head apparatus which is Example 5 of this invention. 従来の雲台装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the conventional pan head apparatus. 従来の雲台装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the conventional pan head apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

101:回転部材
102:ワイヤ
103:プーリ
201,202,203:かさ歯車
204:回転部材
205:支持部材
101: Rotating member 102: Wire 103: Pulleys 201, 202, 203: Bevel gear 204: Rotating member 205: Support member

Claims (7)

モータ本体および回転軸をそれぞれ有する第1および第2のモータと、
前記第1および第2のモータ本体を同軸上で回転可能に支持し、第1の軸周りで回転可能な支持部材と、
前記第1および第2のモータの回転軸に連結し、これら回転軸の回転状態に応じて第2の軸周りで回転可能な回転部材と、
前記第1および第2のモータ本体に連結し、前記第1および第2のモータのうち少なくとも一方の駆動に伴う該モータ本体の回転力を、前記第1の軸周りでの回転力に変換する変換機構とを有することを特徴とする雲台装置。
First and second motors each having a motor body and a rotating shaft;
A support member that rotatably supports the first and second motor bodies coaxially and is rotatable about a first axis;
A rotating member connected to the rotating shafts of the first and second motors, and rotatable around the second axis according to the rotating state of the rotating shafts;
Connected to the first and second motor bodies, and converts the rotational force of the motor body that accompanies the drive of at least one of the first and second motors into a rotational force around the first axis. A pan head device comprising a conversion mechanism.
モータ本体および回転軸をそれぞれ有する第1および第2のモータと、
前記第1および第2のモータ本体を同軸上で回転可能に支持し、第1の軸周りで回転可能な支持部材と、
前記第1および第2のモータ本体に連結し、これらモータ本体の回転により第2の軸周りで回転可能な回転部材と、
前記第1および第2のモータの回転軸に連結し、これら回転軸の回転状態に応じて該回転軸の回転力を、前記支持部材および前記回転部材のうち少なくとも一方を回転させる回転力に変換する変換機構とを有することを特徴とする雲台装置。
First and second motors each having a motor body and a rotating shaft;
A support member that rotatably supports the first and second motor bodies coaxially and is rotatable about a first axis;
A rotating member coupled to the first and second motor bodies and rotatable about a second axis by rotation of the motor bodies;
Connected to the rotation shafts of the first and second motors, and converts the rotation force of the rotation shafts into rotation force that rotates at least one of the support member and the rotation member according to the rotation state of the rotation shafts. A pan head device characterized by having a conversion mechanism.
前記第1および第2のモータの駆動を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記第1および第2のモータのうち少なくとも一方の駆動を制御することにより、前記回転部材を前記第1および第2の軸のうち少なくとも一方の軸周りに回転させることを特徴とする請求項1に記載の雲台装置。
Control means for controlling driving of the first and second motors;
The control means controls the drive of at least one of the first and second motors to rotate the rotating member around at least one of the first and second axes. The pan head apparatus according to claim 1.
前記変換機構は、プーリ又はギアを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の雲台装置。   The pan / tilt head device according to claim 1, wherein the conversion mechanism includes a pulley or a gear. 前記第1および第2のモータのうち少なくとも一方は、電気−機械エネルギ変換素子への駆動信号の印加によって振動が励起される振動体と、該振動体に接触する接触体とを相対的に駆動する振動型モータであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の雲台装置。   At least one of the first and second motors relatively drives a vibrating body whose vibration is excited by application of a driving signal to the electro-mechanical energy conversion element and a contact body that contacts the vibrating body. 4. The pan / tilt head device according to claim 1, wherein the head device is a vibration type motor. 請求項1から5のいずれか1つに記載の雲台装置と、
該雲台装置の回転部材に支持される被駆動体とを有することを特徴とする雲台システム。
A pan head device according to any one of claims 1 to 5,
A pan head system comprising a driven body supported by a rotating member of the pan head device.
前記被駆動体がカメラであることを特徴とする請求項6に記載の雲台システム。
The pan head system according to claim 6, wherein the driven body is a camera.
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