JP2008121826A - 雲台装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チルト軸に搭載される取付部材と被駆動体とを合わせた重心と、チルト軸の回転中心とを合致させる。
【解決手段】チルト軸先端の調整軸２ａの回転中心回りの重心位置調整を行うには、初めに左右方向つまり調整溝４ｂ方向の重心調整を行う。（ａ）は取付ベース４から固定ねじ５を外した状態を示している。取付ベース４は調整軸２ａの回りに回転自在であるため、合成重心Ｐとチルト軸２の回転中心Ｏがずれていると、矢印ｍ１に示すモーメントが働き、回動体は時計回りに回転する。回転方向により回転中心Ｏからの合成重心Ｐのずれの方向が分かるため、固定ねじ８を緩めて（ｂ）の矢印に示すように取付台７に対して被駆動体Ｃを左方向に移動し、回動体が回転しない位置を探して固定ねじ８を締め付け、被駆動体Ｃを取付台７に固定する。この段階で、回転体の合成重心Ｐと回転中心Ｏの左右方向のずれがなくなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、チルト駆動部を有し、被駆動体を所望の角度位置に移動させる雲台装置に関するものである。

従来から、雲台装置のチルト軸に搭載される取付部材とカメラ装置等の被駆動体とを合わせた重心のチルト軸の回転中心に対し、重心位置を調整することが行われている。この場合に、内蔵モータによりチルト軸を駆動させたときの動作を確認し、動作が望ましくない場合は調整を繰り返すような方法で調整を行っている。

特許文献１の第１、第２の実施例及び特許文献２では、ひずみセンサや圧電素子からの信号を処理して、チルト軸の回転中心に対する取付部材と被駆動体とを合わせた重心のずれの方向を表示装置に出力するようにしている。

また、特許文献１の第３の実施例では、駆動モータである振動波モータへの周波数信号を操作して、モータの保持力を小さくすることにより、チルト軸が外力により自在に回転するようにしている。これにより、チルト軸と取付部材と被駆動体とを合わせた重心が、チルト軸の回転中心からずれている方向に、取付部材と被駆動体が基準方向から傾くことにより、重心のずれを検出するようにしている。

特開２００２−１９５４８７号公報 特開２００５−７０６１２号公報

上述の従来の重心位置調整方法では、雲台装置の動作をしながら調整を行うため、重心位置の調整が極めて困難で時間がかかっている。また、動作の確認のみで、重心位置を把握することはできない。

特許文献１の第１、第２の実施例及び特許文献２では、ひずみセンサやセンサへの配線や信号処理回路や、表示装置のように雲台装置の機能に関係のない部品や回路が必要になるため、雲台装置の製造コストが高くなる。

また、特許文献１の第３の実施例では、雲台装置のチルト軸を駆動する駆動モータは、振動波モータであるという開示があるのみであり、他の種類のモータに関する開示はない。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、簡素な構成で、正確な重心位置調整を可能にした雲台装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る雲台装置の技術的特徴は、水平方向に配置するチルト軸をモータの駆動力により回転させる回転機構と、前記チルト軸に連結し被駆動体を取り付けた取付部材とを有し、該取付部材は連結時に前記チルト軸に対して固定し、連結解除時に前記チルト軸に対して回転自在として、前記取付部材に設けた調整手段により前記取付部材と前記被駆動体とを合わせた重心の調整を可能とすることにある。

本発明に係る雲台装置によれば、チルト軸の回転中心に対する取付部材と被駆動体とを合わせた重心の位置を、取付部材と被駆動体の傾き方により検出して調整することができる。また、重心位置を示すセンサや重心方向を示す表示装置を設けたり、駆動モータを振動波モータに限定したり、振動波モータを固有の状態にすることなく、簡素な構成で重心位置の把握が可能になり、チルト軸の回転中心と重心の位置関係を自在に設定できる。

本発明の図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は実施例１の側面図、図２は正面図を示している。基体１には図示しない駆動モータが取り付けられ、駆動モータの駆動力は図示しない減速機構を介して水平のＺ方向に配置した回転軸であるチルト軸２に伝達され、チルト軸２はベアリング３を介して回転自在とされている。チルト軸２の先端には調整軸２ａが一体に設けられ、この調整軸２ａには板体状の取付ベース４が係合され、取付ベース４は抜け止め２ｂを介して、連結時には例えば４本の固定ねじ５により固定されている。固定ねじ５を外して連結を解除すると、取付ベース４は調整軸２ａの回りに回転自在となるようにされている。

また、取付ベース４には複数本の固定ねじ６により取付台７が固定されている。取付台７には取付ベース４の面方向に平行な上下のＹ方向に調整溝７ａが設けられており、調整溝７ａによる移動範囲内で取付ベース４に対して、固定ねじ６を介して取付台７をＹ方向の任意の位置で固定可能とされている。

また、取付台７上には、カメラ装置などの被駆動体Ｃが載置され、固定ねじ８により固定されている。更に、取付台７には取付ベース４の面方向に対して平行な水平のＸ方向に調整溝７ｂが設けられており、調整溝７ｂの範囲内で取付台７に対して、固定ねじ８を介して被駆動体Ｃを任意のＸ方向の位置で固定可能とされている。

本実施例１では、固定ねじ６、８により結合された取付ベース４、取付台７、被駆動体Ｃを回動体と呼び、この回動体の重心を合成重心Ｐとする。

本実施例１におけるチルト軸２の回転中心回りの重心位置調整を行うには、初めに左右のＸ方向つまり調整溝７ｂ方向の重心調整を行う。図３（ａ）は取付ベース４から固定ねじ５を外した状態を示している。これにより、取付ベース４は調整軸２ａの回りのＺ軸に対し回転自在であるため、（ａ）に示すように合成重心Ｐとチルト軸２の回転中心Ｏがずれていると、矢印ｍ１に示すモーメントが働き、回動体は時計回りに回転する。

この回転方向により、チルト軸２の回転中心Ｏからの合成重心Ｐのずれの方向が分かる。固定ねじ８を緩めて図３（ｂ）の矢印に示すように、取付台７に対して被駆動体Ｃを左のＸ方向に移動し、回動体が回転しない位置を探して固定ねじ８を締め付け、被駆動体Ｃを取付台７に固定する。この段階で、回転体の合成重心Ｐと回転中心Ｏの左右のＸ方向のずれがなくなり、合成重心ＰのＸ方向の位置が明らかになる。

図４（ａ）は上下のＹ方向の重心調整を行うために、図３（ｂ）の状態から回動体を調整軸２ａを中心に反時計回りに約９０度回転させた状態を示している。このように、取付ベース４を調整軸２ａの回りに回転させ、回転体の合成重心Ｐと回転中心Ｏが（ａ）のようにずれていると、矢印ｍ２に示すモーメントが働き、回動体は時計回りに回転する。

この回転方向により、回転中心Ｏからの合成重心Ｐのずれの方向が分かる。図４（ｂ）に示すように、今度は固定ねじ６を緩めて、取付ベース４に対して取付台７を左のＸ方向に移動させて、回動体が回転しない位置を探して固定ねじ６を締め付け、取付台７を取付ベース４に固定する。この段階で、合成重心Ｐとチルト軸２の回転中心Ｏの図１、図２における上下のＹ方向のずれがなくなり、回転体の合成重心Ｐと回転中心Ｏが一致したことが明らかになる。

図５はこのような過程を経て、回転体の合成重心Ｐと回転中心Ｏが一致し、固定ねじ５により取付ベース４をチルト軸２に固定した状態を示している。この状態では、回転中心Ｏと合成重心Ｐが一致しているため、駆動モータの負荷トルクが最小になる。

また、このときの回動体の質量を測定し、回転中心Ｏと合成重心Ｐのずれを所定量にすることにより、チルト軸２にかかる回転中心Ｏの回りのモーメントの大きさを設定することも可能である。更には、モーメントを常に一方向にかかるように設定することにより、図示しない減速機構のバックラッシュの影響を小さくすることが可能になる。

図６は実施例２の側面図、図７は正面図を示し、実施例１と同じ符号は同じ部材を示している。調整軸２ａには中間部材１１が回転自在に嵌合され、取付ベース４は中間部材１１を介して調整軸２ａに連結されている。

中間部材１１とチルト軸２は例えば２個の固定ねじ５により固定されており、取付ベース４は例えば４個の固定ねじ１２により中間部材１１に固定されている。固定ねじ５を外すと、中間部材１１、取付ベース４はチルト軸２に対して調整軸２ａの回りに回転自在となる。また、取付ベース４には水平のＸ方向に複数の調整溝４ａが設けられていて、調整溝４ａの移動範囲内で中間部材１１に対して固定ねじ１２を用いて取付ベース４を任意のＸ方向の位置で固定可能とされている。なお、本実施例２では実施例１で設けた調整溝７ｂは設けられていない。

本実施例２では、固定ねじ６、８、１２により結合された中間部材１１、取付ベース４、取付台７、被駆動体Ｃを合わせて回動体と呼び、この回動体の重心を合成重心Ｐ’とする。

図８（ａ）は中間部材１１をチルト軸２に固定する固定ねじ５を外した状態を示している。中間部材１１は調整軸２ａの回りに回転自在であるため、合成重心Ｐ’とチルト軸２の回転中心Ｏがずれていると、矢印ｍ１に示すモーメントが働き、回動体は時計回りに回転する。

この回転方向により、回転中心Ｏからの回動体の合成重心Ｐ’のずれの方向が分かる。図８（ｂ）のように固定ねじ１２を緩めて中間部材１１に対し取付ベース４を左のＸ方向に移動させて、回動体が回転しない位置を探して固定ねじ１２を締め付け、取付ベース４を中間部材１１に固定する。この段階で、回動体の合成重心Ｐ’と回転中心Ｏの左右方向のずれがなくなり、合成重心Ｐ’の左右のＸ方向の位置が明らかになる。

図９（ａ）は上下方向の重心調整を行うために、図８（ｂ）の状態から回動体を反時計方向に約９０度回転させた状態を示している。中間部材１１は調整軸２ａの回りに回転自在であるため、合成重心Ｐ’と回転中心Ｏがずれていると、矢印ｍ２に示すモーメントが働き回動体は時計回りに回転する。

回転方向により、チルト軸２の回転中心Ｏからの合成重心Ｐのずれの方向が分かるため、図９（ｂ）に示すように固定ねじ６を緩めて取付台７を左のＸ方向に移動させて、回動体が回転しない位置を探して固定ねじ６を締め付け、取付台７を取付ベース４に固定する。この段階で、回動体の合成重心Ｐ’と回転中心Ｏの図６、図７における上下のＹ方向のずれがなくなり、合成重心Ｐ’と回転中心Ｏが一致したことが明らかになる。

図１０は合成重心Ｐ’と回転中心Ｏが一致し、固定ねじ５により中間部材１１をチルト軸２に固定した状態を示している。

また、雲台装置を運搬する際など、重心位置を調整した後に被駆動体Ｃを取り外す必要がある場合に、中間部材１１を使用することにより、固定ねじ６、１２が固定されたままになり、調整の再現性が確保されるため、再び重心位置調整を行う必要がなくなる。

図１１は実施例３の側面図、図１２は正面図を示し、実施例１、２と同一の符号は同一の部材を示している。調整軸２ａには実施例２と同様に、中間部材１１が回転自在に係合され、この中間部材１１に実施例１、２の取付ベース４と取付台７を一体とした取付体２１が固定ねじ２２により固定されている。

取付体２１には上下のＹ方向に調整溝２１ａが設けられており、固定ねじ２２を緩めると、調整溝２１ａの範囲内で中間部材１１に対して取付体２１をＹ方向の任意の位置に移動可能とされている。

更に、取付体２１の上部にはねじ孔２１ｂが設けられ、調整ねじ２３がねじ孔２１ｂに螺合され、中間部材１１と先端が当接した状態で調整ねじ２３を回転させることにより、取付体２１は上下のＹ方向に移動するようにされている。また、取付体２１にはＸ方向に長い錘体２４が固定ねじ２５により固定されており、錘体２４にはＸ方向に調整溝２４ａが設けられており、調整溝２４ａの範囲内で錘体２４は取付体２１に対してＸ方向の任意の位置で固定可能とされている。

本実施例３では、固定ねじ８、２２、２５により連結される中間部材１１、取付体２１、錘体２４、被駆動体Ｃ及び調整ねじ２３を合わせて回動体と呼び、この回動体の重心を合成重心Ｐ”とする。

図１３（ａ）は中間部材１１をチルト軸２に固定する固定ねじ５を外した状態を示している。中間部材１１は調整軸２ａの回りに回転自在であるため、合成重心Ｐ”とチルト軸２の回転中心Ｏがずれていると、矢印ｍ１に示すモーメントが働き、回動体は時計回りに回転する。

この回転方向により、回転中心Ｏからの合成重心Ｐ”のずれの方向が分かる。図１３（ｂ）に示すように固定ねじ２５を緩めて錘体２４を矢印で示す左のＸ方向に移動させて、回動体が回転しない位置を探して固定ねじ２５を締め付け、錘体２４を取付体２１に固定する。この段階で、回動体の合成重心Ｐ”と回転中心Ｏの左右方向のずれがなくなり、合成重心Ｐ”の左右方向の位置が明らかになる。

図１４（ａ）は上下方向の重心調整を行うために、図１３（ｂ）の状態から回動体を反時計方向に約９０度回転させた状態を示している。中間部材１１は調整軸２ａの回りに回転自在であるため、合成重心Ｐ”と回転中心Ｏがずれていると、矢印ｍ２に示すモーメントが働き、回動体は時計回りに回転する。

この回転方向により回転中心Ｏからの合成重心Ｐ”のずれの方向が分かる。図１４（ｂ）に示すように固定ねじ２２を緩めた状態で調整ねじ２３を操作し、取付体２１を左のＸ方向に移動させて、回動体が回転しない位置を探して固定ねじ２２を締め付け、取付体２１を中間部材１１に固定する。この段階で、合成重心Ｐ”と回転中心Ｏの図１１、図１２における上下のＹ方向のずれがなくなり、合成重心Ｐ”と回転中心Ｏが一致したことが明らかになる。

図１５は合成重心Ｐ”と回転中心Ｏが一致し、固定ねじ５により中間部材１１をチルト軸２に固定した状態を示している。回転中心Ｏと合成重心Ｐ”が一致しているため、駆動モータの負荷トルクが最小になる。また、このとき錘体２４又は回動体の質量を測定し、回転中心Ｏと合成重心Ｐ”のずれを所定量にすることにより、チルト軸２にかかる回転中心Ｏの回りのモーメントの大きさを設定することも可能である。モーメントが常に一方向にかかるように設定することにより、図示しない減速機構のバックラッシュの影響を小さくすることが可能になる。

この実施例３においては、実施例２と同様に、重心位置を調整した後に被駆動体Ｃを取り外す必要がある場合に、中間部材１１を使用するので固定ねじ２２、２５が固定されたままで調整の再現性が確保されるため、再び重心位置調整を行う必要がなくなる。

なお各実施例では、左右方向の重心位置調整を先に行っているが、上下方向の重心位置調整を先に行うことも可能である。また、重心位置の調整方向を上下、左右としたが、この限りではない。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

実施例１の側面図である。 正面図である。 左右方向の重心調整の説明図である。 上下方向の重心調整の説明図である。 重心調整終了後の正面図である。 実施例２の側面図である。 正面図である。 左右方向の重心調整の説明図である。 上下方向の重心調整の説明図である。 重心調整終了後の正面図である。 実施例３の側面図である。 正面図である。 左右方向の重心調整の説明図である。 上下方向の重心調整の説明図である。 重心調整終了後の正面図である。

符号の説明

１ 基体
２ チルト軸
２ａ 調整軸
４ 取付ベース
７ 取付台
１１ 中間部材
２１ 取付体
２４ 錘体
Ｃ 被駆動体

Claims (4)

1. 水平方向に配置するチルト軸をモータの駆動力により回転させる回転機構と、前記チルト軸に連結し被駆動体を取り付けた取付部材とを有し、該取付部材は連結時に前記チルト軸に対して固定し、連結解除時に前記チルト軸に対して回転自在として、前記取付部材に設けた調整手段により前記取付部材と前記被駆動体とを合わせた重心の調整を可能とすることを特徴とする雲台装置。
2. 前記取付部材は前記中間部材を介して前記チルト軸に連結し、該中間部材は連結時に前記チルト軸に対して固定し、連結解除時に前記チルト軸に対して回転自在とし、前記取付部材は前記中間部材を介して前記重心の調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の雲台装置。
3. 前記取付部材に設けた前記調整手段は、前記重心を前記チルト軸の回転軸に対して垂直な２方向に移動範囲内で移動させるためのガイド部材と、前記移動範囲内の位置で前記重心を固定するための固定部材とを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の雲台装置。
4. 前記被駆動体はカメラ装置であることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の雲台装置。

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