JP2008131539A - Handheld video camera stabilizer - Google Patents

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Katsuhiko Inoue
勝彦 井上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive mechanism having light weight and simple structure for preventing video image from shaking caused by transmission of walking vibration to a camera in walking photographing by a video etc. <P>SOLUTION: The handheld video camera stabilizer includes a balance arm mechanism for attaching to a camera and positioning the centroid at the lower part of the camera, and a triaxial gimbal mechanism by ball joint structure using ball of tiny caliber. The video camera control function and the camera attitude control function such as tilt, pan, vertical movement are added to a grip part connected directly to the ball of the gimbal mechanism. The balance arm mechanism includes static and dynamic attitude adjustment functions of camera attitude. They can be controlled and operated only in the grip part held with one hand. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ビデオカメラ、動画撮影機能つきディジタルカメラ等のムービーカメラによって移動撮影を行う際に用いて好適な撮影補助装置に関するもので、特に、撮影者がカメラを手で支えながら移動撮影を行った際の撮像を、ブレのない安定したものとする撮影補助装置およびそれを保持する片手のみで、カメラ機能制御、カメラ位置制御を行うことのできる装置に関する。   The present invention relates to a photographing auxiliary apparatus suitable for use in moving photography by a movie camera such as a video camera or a digital camera with a moving picture photographing function, and in particular, a photographer performs moving photography while supporting the camera with a hand. The present invention relates to an imaging assisting device that makes stable imaging without blurring, and a device that can perform camera function control and camera position control with only one hand holding the imaging assisting device.

撮影者がビデオカメラを手持ちし、歩行による移動撮影においては、撮影者の挙動がカメラに直接伝わると、撮像にブレが生じ、好ましい映像を得ることは困難である。そこで、撮影者の挙動がカメラに伝わるのを緩和するための撮影補助装置が種々提案されている(特許文献1〜特許文献3)。
フィルムカメラやビデオカメラの安定化装置は、1986年に米国ギャレットブラウン氏により考案され、現在では、映画撮影、ビデオ撮影に広く使用されている。
When a photographer holds a video camera and is moving while walking, if the photographer's behavior is directly transmitted to the camera, the camera is shaken and it is difficult to obtain a favorable image. Accordingly, various types of photographing assistance devices have been proposed for relaxing the photographer's behavior from being transmitted to the camera (Patent Documents 1 to 3).
Film camera and video camera stabilization devices were devised by Mr. Garrett Brown in 1986 and are now widely used for film and video shooting.

特許文献1および2には、ジンバル(水平保持吊り装置)装着型展開カメラ系を支持するためのバネ付加釣合アームを設けることが開示され、カメラ安定化の問題点を初めて解決した。これらは映画撮影、テレビ、ビデオ撮影において、撮影者がバネ付加釣合アームと取り付けるハーネスを付け、それにバランス機構を装着したカメラを取り付けたベアリングを用いた3軸ジンバル機構の取手を装着した形態で用いられている。このタイプは、安定した歩行撮影ができるが、その重量は数十キログラムに及ぶこと(撮影者の腰痛を引き起こすことが話題となっている)、システムが高価である理由から、需要は、主にプロフェッショナル用途に限定されている。   Patent Documents 1 and 2 disclose providing a spring-added balancing arm for supporting a gimbal (horizontal holding suspension device) -mounted deployment camera system, and solved the problem of camera stabilization for the first time. In movie shooting, television, and video shooting, the photographer attaches a harness that attaches to a spring-equipped balancing arm, and attaches a handle of a three-axis gimbal mechanism using a bearing to which a camera equipped with a balance mechanism is attached. It is used. This type is capable of stable walking photography, but its weight is several tens of kilograms (which has become a topic of causing back pain for photographers), and the system is expensive. Limited to professional use.

昨今のビデオカメラの軽量化に伴い、簡易な手持ち(ハンドヘルド)タイプのカメラ安定化装置も考案されており、代表的なものとして、特許文献3があげられる。カメラを撮影者の歩行に伴う動きに対して、カメラシステムをアイソレートする機構は前者と同じであるが、バネ付加釣合アーム、取り付けるハーネスを使わず、ジンバル装置に直結したグリップを手持ちすることで、カメラシステム全体を支持することが特徴である。   With the recent reduction in weight of video cameras, a simple hand-held camera stabilization device has also been devised, and a typical example is Patent Document 3. The mechanism for isolating the camera system with respect to the movement of the camera as the photographer walks is the same as the former, but without using a spring-equipped balancing arm and attached harness, you must have a grip directly connected to the gimbal device. Thus, it supports the entire camera system.

また、ジンバル構造も下記のように数種類あり、またグリップ部のタイプもジンバルの鉛直方向真下に位置するもの、ジンバルの垂直軸から外れた位置にカンチレバー式に位置するものなどあり、それらのいろいろな組み合わせが製品化されており、それぞれに長所、欠点を持っている。   In addition, there are several types of gimbal structures as shown below, and there are also types of grips that are located directly below the gimbal in the vertical direction and those that are cantilevered at positions off the vertical axis of the gimbal. Combinations are commercialized and each has advantages and disadvantages.

先行技術例を代表的な補助装置メーカである米国Tiffen社ほかの先行製品例で説明する。下記[a]はバネ付加釣合アーム+ハーネスタイプであり、[b]〜[e]はハンドヘルドタイプである。
[a]米国Tiffen社ステディカムウルトラ(これは主にプロ用装置で映画撮影に使われている。重いためハーネスに取り付けた振動を吸収するアームを装備している。)
[b]米国Tiffen社ステディカムマリーン(これは比較的小型ビデオカメラ用の手持ち撮影用新製品である。)
[c]米国Tiffen社ステディカムJR(これは比較的小型ビデオカメラ用の手持ち撮影用旧製品である。)
[d]独ザハトラー社アルテミスDV(これは比較的小型ビデオカメラ用の手持ち撮影用製品である。)
[e]米国Glidecam社のGlidecam2000Pro(これは比較的小型ビデオカメラ用の手持ち撮影補助装置である。)
Prior art examples will be described with reference to prior product examples of Tiffen, Inc., a typical auxiliary device manufacturer. [A] below is a spring-added balancing arm + harness type, and [b] to [e] are handheld types.
[a] United States Tiffen Steadicam Ultra (This is a professional device used for movie shooting. Because it is heavy, it is equipped with an arm that absorbs vibration attached to the harness.)
[b] Steadycam Marine (Tiffen, USA) (This is a new product for handheld shooting for relatively small video cameras.)
[c] Steadicam JR (Tiffen, USA) (This is an old product for handheld shooting for relatively small video cameras.)
[d] Artemis DV, Sahatler, Germany (This is a handheld product for relatively small video cameras.)
[e] Glidecam 2000 Pro of Glidecam (USA) (This is a hand-held shooting auxiliary device for relatively small video cameras.)

3軸ジンバル構造としては、以下の2種類が主に提案され、製品化されている。
・ボールベアリングジンバル(高価である。摩擦が小さい。先行製品例[a]、[b]や[e]で使用されている。)
・ボールジョイントジンバル(構造が単純であり、安価である。摩擦が大きい。先行製品例[c]、[d]で使用されている。)
As the triaxial gimbal structure, the following two types are mainly proposed and commercialized.
・ Ball bearing gimbal (expensive, low friction. Used in prior product examples [a], [b] and [e].)
・ Ball joint gimbal (simple structure and low cost. High friction. Used in the preceding product examples [c] and [d].)

またグリップのジンバル軸との位置関係では、以下の2種類のタイプがある。
Z軸周りに制限なくパン回転できるタイプで、手持ちのグリップは、Z軸から外れて位置するタイプ。(先行製品例[e]で使用されている。)
・手持ちのグリップがジンバル3軸中心を通っているタイプ。(先行製品例[b]、[c]、[d]で使用されている。)
There are the following two types of grips in relation to the gimbal axis.
A type that allows pan rotation around the Z axis without limitation, and the grip on hand is located away from the Z axis. (Used in the preceding product example [e].)
-A hand grip that passes through the center of the gimbal 3 axis. (Used in the preceding product examples [b], [c], and [d].)

いずれも、カメラ下部にバランスアーム・ウエイトを配置し、一体となったカメラとバランスアーム・ウエイトの重心位置の少し上部に3軸ジンバル構造を配置し、ヤジロベーの原理で、水平安定を保つことができる。また、撮影者が直接カメラを支えることなく、そのジンバルに接続されたグリップ部を支えることにより、撮影者の歩行による揺動のうち回転成分がカメラに伝わることを防止する機能を発揮し、安定した映像を撮影することができる。   In both cases, a balance arm and weight are placed at the bottom of the camera, and a three-axis gimbal structure is placed slightly above the center of gravity of the integrated camera and balance arm and weight. it can. In addition, by supporting the grip part connected to the gimbal without the photographer directly supporting the camera, the camera prevents the rotation component from being transmitted to the camera from the rocking motion caused by the photographer's walk. Can be taken.

一体となったカメラとバランスアーム・ウエイトの重心位置と3軸ジンバル構造中心の距離を極力小さくすることが、安定した映像を撮影するための決め手であり、そのため摩擦の少ない3軸ジンバル構造を装備することおよびバランスウエイトを簡単、正確に位置微調整できるための機構がポイントとなる。   Minimizing the distance between the center of gravity of the integrated camera and balance arm / weight and the center of the 3-axis gimbal structure is the decisive factor for taking stable images, and therefore a 3-axis gimbal structure with less friction is provided. And a mechanism for easily and accurately adjusting the position of the balance weight is important.

また、カメラを2台使用して、立体ビデオ、3Dムービーなどと称されるステレオスコピックビデオ撮影装置を安定化することは、前述の先行製品例[a]の先行技術を使った製品に、既存のステレオスコピックカメラを搭載する方法でまれに行われた例はある。しかし、搭載カメラ重量がさらに重くなるため、一般には普及していない。カメラ軽量化により、ステレオスコピック歩行撮影ニーズは今後ますます大きくなると考えられ、カメラを含むシステム全体の軽量化が望まれている。   In addition, using two cameras to stabilize a stereoscopic video shooting device called a stereoscopic video, a 3D movie, etc., is a product using the prior art of the above-mentioned prior product example [a], There are rare examples of methods using existing stereoscopic cameras. However, since the weight of the mounted camera becomes heavier, it is not popular. The need for stereoscopic walking photography is expected to increase in the future due to the weight reduction of the camera, and the weight reduction of the entire system including the camera is desired.

米国特許第4017168号U.S. Pat.No. 4,017,168 米国特許第5360196号 (日本特表平8−503763号)US Pat. No. 5,360,196 (Japanese Special Table No. 8-503763) 米国特許第4208028号(日本特許第2798277号)US Patent No. 4208028 (Japanese Patent No. 2798277)

これらの製品の普及状況を鑑みるに、現状では、十分な揺動防止効果を得るには、摩擦の大きいボールジョイントジンバルでは不十分であり、高価なベアリングを使った複雑なジンバル機構が不可欠となっており、価格も一般にカメラ本体よりも高くなっており、普及の妨げになっている。これから需要が大きくなる、小型ビデオカメラ、動画撮影機能つきディジタルカメラ用の軽量かつ高性能の防振機能を有する撮影補助装置として、低摩擦のボール・受け皿ジンバル機構および軽量、小型なバランスアーム・ウエイトが望まれている。   Considering the widespread use of these products, at present, a ball joint gimbal with high friction is insufficient to obtain a sufficient swing prevention effect, and a complicated gimbal mechanism using expensive bearings is indispensable. The price is generally higher than that of the camera itself, which has hindered its popularity. Low-friction ball and pan gimbal mechanism and lightweight, compact balance arm weight as a light-weight and high-performance anti-vibration function for small-sized video cameras and digital cameras with video shooting functions that will be in demand Is desired.

また、従来技術の問題点として、歩行撮影時にカメラ、防振機能を有する撮影補助装置の操作が難いことも、普及を妨げる要因であった。例えば、主に使われているハンドヘルド用製品のほとんどのタイプは、普通はパン、チルト操作において両手で操作する必要がある。特に低摩擦のベアリングを使ったタイプでは、パン操作にもグリップ用に使用する手と異なる別の手で、ジンバル機構に支えられているカメラに対して、回転トルクをマニュアルで加えることが必要であり、せっかく安定装置により得たバランスを崩す要素となっており、操作に熟練を要することに繋がっている。   Another problem with the prior art is that it is difficult to operate a camera and a photographing assisting device having a vibration isolation function during shooting while walking. For example, most types of handheld products that are primarily used require operation with both hands, usually in pan and tilt operations. Especially with the type using low friction bearings, it is necessary to manually apply rotational torque to the camera supported by the gimbal mechanism with a hand different from the hand used for grip for pan operation. Yes, it has become an element that breaks the balance obtained by the stabilizer, which leads to requiring skill in operation.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、以下を目的としている。
構造簡単なボールジョイント機構を使って、撮像にブレが生じない安定したハンディ移動撮影を行うことができることは勿論のこと、歩行撮影時のカメラ位置や方向制御を、グリップを持つ片手のみで行うことのできる、使い勝手に優れるビデオカメラ用の撮影補助装置を提供する。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has the following objects.
Using a simple ball joint mechanism, it is possible to perform stable hand-held shooting without blurring in imaging, as well as camera position and direction control during walking shooting using only one hand with a grip. Provided is a shooting assistance device for a video camera that is easy to use.

また、グリップを支えた手のみで、カメラ、ジンバル機構、バランスアーム・ウエイトに触れることなく、カメラ機能の制御(REC/STOP、ズーム制御など)、カメラ姿勢の制御(初期調整および撮影操作時の望む方向への正確なパン、チルト回転)などが行える機構をも提供する。   Also, the camera function control (REC / STOP, zoom control, etc.) and camera posture control (initial adjustment and shooting operations) can be performed without touching the camera, gimbal mechanism, and balance arm weight with the hand holding the grip. It also provides a mechanism that can perform accurate pan and tilt rotation in the desired direction.

さらに、カメラを安定させるための重心調整が簡単であり、1.5kg以下のカメラに対して小型軽量化が可能となる様々なバランスアーム・ウエイトを提供する。
Furthermore, it is easy to adjust the center of gravity to stabilize the camera, and provides various balance arm weights that can be reduced in size and weight for a camera of 1.5 kg or less.

また、ステレオスコピックカメラの場合、ジンバル中心をカメラ重心よりも上に位置することが可能となる。そのためカメラ重量そのものをバランスウエイトとして利用することが可能となり、大幅な軽量化、小型化が可能となる安定装置を提供する。   In the case of a stereoscopic camera, the center of the gimbal can be located above the center of gravity of the camera. Therefore, it is possible to use the camera weight itself as a balance weight, and provide a stabilizing device that can be significantly reduced in weight and size.

すなわち本発明は、ボールジョイント方式の3軸ジンバル構造の鉛直直下にグリップを配置するハンドヘルドタイプの高安定化、高制御性化、軽量小型化、低価格化に関連する改良技術を開示することを目的とする。   That is, the present invention discloses an improved technology related to high stability, high controllability, light weight, small size, and low price of a hand-held type in which a grip is arranged directly below a ball joint type three-axis gimbal structure. Objective.

上記目的を達成するため、本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置は、
1)ビデオカメラ(含む動画機能つきディジタルカメラ)本体に取り付けられたバランスアーム・ウエイト機構と、
2)ビデオカメラ本体および前記バランスアーム・ウエイト機構を手持ちにより支持するためのグリップ部と、
3)前記グリップ部の上部に位置し、前記バランスアーム・ウエイト機構もしくはビデオカメラ本体に結合された3軸ジンバル機構と、を備えた構成とされたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a video camera stabilizing device for handheld according to the present invention comprises:
1) A balance arm / weight mechanism attached to the main body of the video camera (including a digital camera with a moving image function);
2) A grip portion for supporting the video camera body and the balance arm / weight mechanism by hand;
3) A triaxial gimbal mechanism connected to the balance arm / weight mechanism or the video camera main body is located above the grip portion.

本明細書において、ビデオカメラは動画機能つきディジタルカメラも含まれる意味で用いている。
ここで、バランスアーム・ウエイト機構は、ビデオカメラ本体に取り付けねじで固定される。取り付けねじで固定される以外に、ビデオカメラ本体とビデオカメラ安定化装置の一体化構造の重心位置を任意に調整する機能を持つ限り、いかなる材料、いかなる構造をとることが可能である。
また、バランスアーム・ウエイト機構の構造は、グリップ部との干渉を避けるため、ビデオカメラ本体の前方を迂回して下部に位置するバランスウエイトに結合するアーム構造体とバランスウエイトからなる。このアーム構造体は、強度、剛性の許す限り軽量化することが望ましい。また、バランスウエイトは何らかの手段で、水平面、垂直方向に手動もしくは電動による位置調整する機構を備えていることが必要である。
また今までに発明されたハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置においては、ジンバル中心とバランスアーム・ウエイトはカメラの下部に位置するもののみであるが、安定化の原理からは、カメラとバランスアーム・ウエイト一体物の重心は必ずジンバル中心の下に位置することが必須条件であるが、カメラとバランスアーム・ウエイト一体物重心およびジンバル中心がカメラ本体の下部に位置することは必ずしも必要ではない。
すなわちジンバル中心位置をカメラ本体の重心位置より、高く設置できる場合には、カメラ本体をバランスウエイトとして機能させることが可能となる。ジンバル中心をカメラの内部に配置することは、普通はできないが、カメラの形状によっては、カメラの左右にジンバル位置を設定することにより、カメラ本体をバランスウエイトとして機能させることができ、バランスアーム・ウエイトを軽量化できる場合がある。本発明で初めて、3軸ジンバル中心をカメラ最下部より、上に位置させる配置をも提案するものであり、バランスアーム・ウエイト構造の配置柔軟性を増し、ハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置の軽量化を実現する。
In this specification, a video camera is used to include a digital camera with a moving image function.
Here, the balance arm / weight mechanism is fixed to the video camera body with a mounting screw. As long as it has a function of arbitrarily adjusting the position of the center of gravity of the integrated structure of the video camera main body and the video camera stabilization device, in addition to being fixed by the mounting screw, any material and any structure can be adopted.
The structure of the balance arm / weight mechanism includes an arm structure and a balance weight that bypasses the front of the video camera main body and is coupled to a balance weight located at the lower part in order to avoid interference with the grip portion. It is desirable to reduce the weight of this arm structure as long as strength and rigidity allow. Further, the balance weight needs to be provided with a mechanism for adjusting the position manually or electrically in a horizontal plane and a vertical direction by some means.
In addition, in the handheld video camera stabilization device invented so far, the center of the gimbal and the balance arm weight are only located at the lower part of the camera. It is an essential condition that the center of gravity of the integral object is always located below the center of the gimbal, but it is not always necessary that the center of gravity of the camera and the balance arm / weight and the center of the gimbal be positioned below the camera body.
That is, when the gimbal center position can be set higher than the center of gravity position of the camera body, the camera body can function as a balance weight. Although it is not usually possible to place the center of the gimbal inside the camera, depending on the shape of the camera, setting the gimbal position to the left and right of the camera allows the camera body to function as a balance weight. There are cases where the weight can be reduced. For the first time in the present invention, we also propose an arrangement in which the center of the 3-axis gimbal is positioned above the bottom of the camera, increasing the flexibility of arrangement of the balance arm and weight structure, and reducing the weight of the video camera stabilization device for handhelds. Is realized.

また、本発明のビデオカメラ安定化装置は、上記のバランスアーム・ウエイト機構におけるバランスウエイトが、前記ビデオカメラ本体とは異なる第二のビデオカメラ本体そのものを含むことを特徴とする。
2台のビデオカメラ本体を用いて、一方をバランスウエイトとしても利用することで、ステレオ動画撮影のためのハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置として活用することが可能となる。場合によってはバランスアーム・ウエイトが全く無くても安定化できる可能性もあり、大幅な軽量化が可能となる。
In the video camera stabilizing device of the present invention, the balance weight in the balance arm / weight mechanism includes a second video camera body itself which is different from the video camera body.
By using two video camera bodies and using one as a balance weight, it can be used as a handheld video camera stabilization device for stereo video shooting. In some cases, there is a possibility of stabilization even if there is no balance arm / weight at all, and a significant reduction in weight is possible.

また、本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置の3軸ジンバル機構は、ボールジョイント構造により構成されることが好ましい。
このボールジョイント構造は、例えば、自由雲台の構造のもの(カメラ安定装置への利用は特許文献3に開示されている)や、スフェリカルボールベアリング構造のものが好適に活用できる。また、後述する実施例で説明するものもボールジョイント構造の1例となる。
In addition, the three-axis gimbal mechanism of the handheld video camera stabilization device of the present invention is preferably configured by a ball joint structure.
As this ball joint structure, for example, a free pan head structure (utilization in a camera stabilizing device is disclosed in Patent Document 3) or a spherical ball bearing structure can be suitably used. In addition, what will be described in the embodiments described later is also an example of the ball joint structure.

また、本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置の3軸ジンバル機構は、上部に位置する受け皿と下部に位置し、グリップ部に結合、支持される硬質材料からなるボールからなる分離したボールジョイント構造により構成されることが好ましい。   In addition, the three-axis gimbal mechanism of the handheld video camera stabilization device of the present invention has a separate ball joint structure composed of a ball made of a hard material that is connected to and supported by a grip portion and a receiving tray located at the upper portion and a lower portion. It is preferable that it is comprised.

また、本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置の3軸ジンバル機構における、硬質材料からなるボールの直径は、0.2〜1.6mmであることが好ましく、より好ましくは0.5〜1.0mmの範囲である。   In the three-axis gimbal mechanism of the handheld video camera stabilization device of the present invention, the diameter of the ball made of a hard material is preferably 0.2 to 1.6 mm, and more preferably 0.5 to 1. The range is 0 mm.

また、本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置の3軸ジンバル機構のうち、上部に位置するジンバル受け皿部品が所定の摩擦係数以下の樹脂材料からなり、上に凸のくぼみを有することが好ましい。
ジンバル受け皿部品の材料は、低摩擦の樹脂、例えばテフロン(登録商標)などが好適に用いられる。
ここで、ジンバル受け皿部品の上に凹のくぼみの形状は、円錐を基本とするが、それに限定されるものではない。円錐の角度は、ジンバルボールを先端に固定したグリップ部に接触しないよう大きくとることが必要であり、またグリップ部を傾けることもしくは不意なカメラへの力により、ロール、チルトした場合、円錐面がボールをすべり落ちないよう大きくすることが望まれる。の角度33は、通常、5度から45度の範囲で選ばれる。
Further, in the three-axis gimbal mechanism of the handheld video camera stabilization device of the present invention, it is preferable that the gimbal tray part located at the upper part is made of a resin material having a predetermined coefficient of friction or less and has a convex depression.
As a material for the gimbal tray part, a low-friction resin such as Teflon (registered trademark) is preferably used.
Here, the shape of the concave recess on the gimbal tray part is based on a cone, but is not limited thereto. The angle of the cone must be large so that it does not come into contact with the grip part with the gimbal ball fixed at the tip, and if the grip part is tilted or rolled or tilted by unexpected force on the camera, the cone surface will be It is desirable to enlarge the ball so that it does not slip. The angle 33 is usually selected in the range of 5 to 45 degrees.

また、本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置の3軸ジンバル機構下部のグリップ部に、ボールジョイントのボールと受け皿間の摩擦を利用してカメラのパン位置をマニュアル制御するための回転機構を有することが好ましい。この回転機構は、電動回転するための装置を備えることが更に好ましい。   In addition, the grip portion under the three-axis gimbal mechanism of the handheld video camera stabilization device of the present invention has a rotation mechanism for manually controlling the pan position of the camera using the friction between the ball of the ball joint and the tray. It is preferable. More preferably, the rotation mechanism includes a device for electric rotation.

また、本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置の3軸ジンバル機構下部のグリップ部に装着し、グリップ部を手持ちする撮影者の手の水平面内並進揺動を伝達させないためのアームを配置することが好ましい。   Also, an arm for preventing translation of the photographer's hand in the horizontal plane, which is mounted on the grip portion of the lower part of the three-axis gimbal mechanism of the handheld video camera stabilization device of the present invention, is disposed. Is preferred.

また、本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置の3軸ジンバル機構下部のグリップ部に、歩行によるカメラの上下位置変動を減少させるためのバネ装置と衝撃吸収装置を備えていることが好ましい。   In addition, it is preferable that the grip portion below the three-axis gimbal mechanism of the handheld video camera stabilization device of the present invention includes a spring device and an impact absorbing device for reducing the vertical position fluctuation of the camera due to walking.

また、本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置の3軸ジンバル機構下部のグリップ部に、バランスアーム・ウエイト機構のバランスウエイトを電動で移動させる機構の制御・操作部を備えていることが好ましい。   Further, it is preferable that the grip / lower part of the three-axis gimbal mechanism of the handheld video camera stabilization device of the present invention is provided with a control / operation unit for a mechanism for electrically moving the balance weight of the balance arm / weight mechanism.

また、本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置のバランスアーム・ウエイト機構にバランスウエイト電動移動機構を備えていることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the balance arm / weight mechanism of the handheld video camera stabilization device of the present invention is provided with a balance weight electric movement mechanism.

また、本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置のバランスアーム・ウエイト機構において、カメラ姿勢3軸方向に配置され、ねじによるバランスウエイト位置のマニュアル調整機構を備えていることが好ましい。   Further, in the balance arm / weight mechanism of the handheld video camera stabilization apparatus of the present invention, it is preferable that the balance arm / weight mechanism is arranged in the camera posture three-axis direction and includes a manual adjustment mechanism for the balance weight position by screws.

また、本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置のバランスアーム・ウエイト機構において、カメラ姿勢のチルト角度を変更し得る、マニュアルでX軸周りに回転できるバランスウエイトを備えていることが好ましい。   The balance arm / weight mechanism of the handheld video camera stabilization device of the present invention preferably includes a balance weight that can be manually rotated about the X-axis so that the tilt angle of the camera posture can be changed.

また、本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置のバランスアーム機構とグリップ部下部に配置された磁石による電磁力をビデオカメラ安定化の復元力として利用することが好ましい。   Moreover, it is preferable to use the electromagnetic force by the balance arm mechanism of the handheld video camera stabilization device of the present invention and the magnet disposed at the lower part of the grip part as a restoring force for stabilizing the video camera.

また、本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置のバランスアーム・ウエイト機構には、ジャイロ安定器が配設されることが好ましい。ジャイロ安定器がビデオカメラ本体の安定化を向上することに利用できるからである。   Moreover, it is preferable that a gyro ballast is provided in the balance arm / weight mechanism of the handheld video camera stabilization device of the present invention. This is because the gyro ballast can be used to improve the stability of the video camera body.

本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置によれば、ビデオカメラに取り付け、その重心をカメラ下部に位置するためのバランスアーム・ウエイト機構と、極小径(好ましくは0.5〜1.0mm径)のボールと分離された低摩擦樹脂からなる受け皿よりなる3軸ジンバル機構とよりなるビデオなどの歩行撮影において、歩行振動がカメラに伝わり、映像が揺れることを防止するための軽量、構造シンプル、安価な機構を提供することにより、ますます小型軽量化が進む手持ちビデオカメラによる歩行撮影を可能にすることができる。   According to the handheld video camera stabilization device of the present invention, the balance arm and weight mechanism for attaching the video camera to the video camera and locating its center of gravity at the bottom of the camera, and a minimum diameter (preferably 0.5 to 1.0 mm diameter) Light, simple structure, and low cost to prevent foot vibration from being transmitted to the camera and preventing the image from shaking when shooting footage, such as a video that consists of a three-axis gimbal mechanism made of a low-friction resin tray that is separated from the ball. By providing a simple mechanism, it is possible to perform walk shooting with a hand-held video camera that is becoming increasingly smaller and lighter.

また、ジンバル機構のボールに直結するグリップ部にビデオカメラ制御機能、チルト、パン、上下動などのカメラ姿勢制御機能を付加し、バランスアーム・ウエイト機構にカメラ姿勢の静的、動的姿勢調整機能を備え、それらを片手で保持するグリップ部のみで制御ができる操作性も合わせて提供することができる。   In addition, video camera control functions such as tilt, pan, and vertical movement are added to the grip part directly connected to the ball of the gimbal mechanism, and camera attitude static and dynamic attitude adjustment functions are added to the balance arm / weight mechanism. The operability that can be controlled only by the grip portion that holds them with one hand can also be provided.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明していく。ただし、本発明の範囲は、図示例に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the scope of the present invention is not limited to the illustrated examples.

図1に本発明の基本となるビデオカメラ安定化装置の概略構成図を示す。本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置の構成部品およびその機能は以下の通りである。
本発明のビデオカメラ安定化装置は、ビデオカメラ本体1と、バランスアーム51およびバランスウエイト52からなるバランスアーム・ウエイト機構5と、ビデオカメラ本体1とバランスアーム・ウエイト機構5を結合する取り付けねじ2と、3軸ジンバル機構を構成するジンバル受け皿部品3とグリップ部4で構成される。
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a video camera stabilization apparatus as a basis of the present invention. The components and functions of the handheld video camera stabilization device of the present invention are as follows.
The video camera stabilization device of the present invention includes a video camera body 1, a balance arm / weight mechanism 5 including a balance arm 51 and a balance weight 52, and a mounting screw 2 for connecting the video camera body 1 and the balance arm / weight mechanism 5. And a gimbal tray part 3 and a grip part 4 constituting a three-axis gimbal mechanism.

グリップ部4は、先端にジンバルボールが固定されている。また、グリップ部4の側面には図示しないビデオカメラ操作用スイッチが設けられており、カメラ操作制御やカメラ姿勢制御を行うことができる。 The grip portion 4 has a gimbal ball fixed to the tip. In addition, a video camera operation switch (not shown) is provided on the side surface of the grip portion 4 so that camera operation control and camera posture control can be performed.

また、バランスアーム51やバランスウエイト52を調整することで、ビデオカメラ本体1とバランスアーム・ウエイト機構5と取り付けねじ2と3軸ジンバル機構を構成するジンバル受け皿部品3の一体化構造の重心位置を任意に調整することができる。 Further, by adjusting the balance arm 51 and the balance weight 52, the position of the center of gravity of the integrated structure of the video camera body 1, the balance arm / weight mechanism 5, the mounting screw 2 and the gimbal tray part 3 constituting the three-axis gimbal mechanism can be adjusted. It can be adjusted arbitrarily.

ビデオカメラ本体は、その本体底部の取り付けねじ位置がカメラ重心垂直軸に一致しないことも多いが、クイックシュー、水平位置調整機構を装備してそれらを一致させることも可能であり大きな問題ではない。逆に、カメラ安定化装置の観点からは、水平位置調整機構などは、ジンバル受け皿部品3でバランスさせるべき上部構造を重くすることになる。結果的に、バランスアーム・ウエイト機構5の重量増、ひいてはシステム全体の重量化に繋がることになるため、バランスアーム・ウエイトの調整が容易な構造であれば、かえってクイックシュー、水平位置調整機構は取り付けないほうが良い。 The video camera main body often has a mounting screw position on the bottom of the main body that does not coincide with the vertical axis of the center of gravity of the camera. However, it is possible to equip them with a quick shoe and a horizontal position adjustment mechanism, which is not a big problem. Conversely, from the viewpoint of the camera stabilization device, the horizontal position adjustment mechanism or the like makes the upper structure to be balanced by the gimbal tray part 3 heavy. As a result, the weight of the balance arm / weight mechanism 5 is increased, which in turn leads to an increase in the weight of the entire system. Therefore, if the balance arm / weight can be easily adjusted, the quick shoe and the horizontal position adjustment mechanism It is better not to install.

その底部の取り付けねじ位置がカメラ重心垂直軸に一致する必要はなく、カメラ重心垂直軸直下に、ジンバル受け皿部品3を配置することにより、またバランスアーム・ウエイト機構5をカメラ底部の取り付けねじ位置とカメラ重心垂直軸のずれを補正するように設計することで、同じ効果を得ることができる。 The mounting screw position of the bottom portion does not need to coincide with the camera center of gravity vertical axis. By arranging the gimbal tray part 3 directly below the camera center of gravity vertical axis, the balance arm / weight mechanism 5 is set to the camera bottom mounting screw position. The same effect can be obtained by designing so as to correct the deviation of the camera gravity center vertical axis.

前述したように、バランスアーム・ウエイト機構5は、取り付けねじ2で固定されるほかは、ビデオカメラ本体1とバランスアーム・ウエイト機構5と取り付けねじ2と3軸ジンバル機構を構成するジンバル受け皿部品3の一体化構造の重心位置を任意に調整する機能を持つ限り、いかなる材料、いかなる構造をとることが可能である。
また、グリップ部4との干渉を避けるため、ビデオカメラ本体1の前方を迂回して下部に位置するバランスウエイト52とそれに結合するバランスアーム51構造体(強度、剛性の許す限り軽量化が望ましい)からなる。バランスウエイト52は、何らかの手段で、水平面、垂直方向に手動もしくは電動による位置調整する機構を備えていることが必要である。
As described above, the balance arm / weight mechanism 5 is fixed by the mounting screw 2, and the video camera body 1, the balance arm / weight mechanism 5, the mounting screw 2, and the gimbal tray part 3 constituting the three-axis gimbal mechanism. Any material and any structure can be used as long as it has a function of arbitrarily adjusting the position of the center of gravity of the integrated structure.
In addition, in order to avoid interference with the grip portion 4, a balance weight 52 positioned on the lower side, bypassing the front of the video camera main body 1, and a balance arm 51 structure coupled to the balance weight (reducing weight is desirable as long as strength and rigidity allow) Consists of. The balance weight 52 needs to be provided with a mechanism for adjusting the position manually or electrically in the horizontal and vertical directions by some means.

取り付けねじ2は、規格、市販の1/4インチねじを使用すればよい。 The mounting screw 2 may be a standard or commercially available 1/4 inch screw.

ジンバル受け皿部品32は、低摩擦の樹脂(テフロン(登録商標)など)からなり、ジンバルボー31を受けるソケットとして機能するよう上に凹のくぼみを有しており、その取り付け位置は、取り付けねじ3の下部であってもよく、或いはバランスアーム・ウエイト機構5のビデオカメラ本体1の取り付け部材の一部であっても良い。
しかしその位置は、できる限りカメラ底面に近づけることが、ジンバル中心をカメラ底面に近づけることになり、バランスアーム・ウエイト機構5の軽量化、ひいては装置全体の軽量化に繋がることになる。
The gimbal tray part 32 is made of a low-friction resin (Teflon (registered trademark) or the like), and has a concave recess on the top so as to function as a socket for receiving the gimbal bow 31. The lower part may be sufficient, or a part of attachment member of the video camera main body 1 of the balance arm weight mechanism 5 may be sufficient.
However, if the position is as close as possible to the bottom of the camera, the center of the gimbal is brought close to the bottom of the camera, which leads to a reduction in the weight of the balance arm / weight mechanism 5 and thus a reduction in the overall weight of the apparatus.

また、ジンバル受け皿部品32の凹のくぼみの形状は、ジンバル特性に影響するのみならず、ジンバルを構成するボール31と受け皿32が分離している構造をとる本発明の形態において、ビデオカメラ本体1と本発明のビデオカメラ安定化装置の一体化構造の、グリップ部4からの落下防止に重要な役割を持つので十分な配慮が必要である。落下防止は、グリップ部4とビデオカメラ本体1と本発明のビデオカメラ安定化装置の一体化構造をしなやかなワイヤで結合することで対策することも可能である。ジンバル受け皿部品32の上に凹のくぼみの形状は、を基本とするが、それに限定されるものではない。 Further, the shape of the concave recess of the gimbal tray part 32 not only affects the gimbal characteristics, but in the form of the present invention in which the ball 31 and the tray 32 constituting the gimbal are separated, the video camera body 1 Since the integrated structure of the video camera stabilizing device according to the present invention has an important role in preventing the fall from the grip portion 4, sufficient consideration is required. It is possible to prevent the fall by connecting the integrated structure of the grip part 4, the video camera body 1 and the video camera stabilizing device of the present invention with a flexible wire. The shape of the concave depression on the gimbal tray part 32 is basically, but is not limited thereto.

ここで、凹のくぼみの形状の円錐の角度33は、ジンバルボールを先端に固定したグリップ部4に接触しないよう大きくとることが必要であり、またグリップ部を傾けることもしくは不意なカメラへの力により、ロール、チルトした場合、円錐面がボールをすべり落ちないよう大きくすることが望まれる。通常5度から45度の範囲で選ばれる。 Here, the angle 33 of the concave concave cone needs to be large so as not to come into contact with the grip portion 4 with the gimbal ball fixed to the tip, and the grip portion is tilted or a force is applied to the camera unexpectedly. Therefore, when the roll or tilt is performed, it is desirable to increase the size so that the conical surface does not slide off the ball. Usually selected in the range of 5 to 45 degrees.

また、ジンバルボールを先端に固定したグリップ部4は、ジンバル稼動角度を大きくするため、ボール露出ができる限り大きい構造とすることが望ましい。 Further, it is desirable that the grip portion 4 with the gimbal ball fixed to the tip has a structure in which the ball is exposed as much as possible in order to increase the gimbal operating angle.

また、グリップ部下部には、以下の機能を備えることが本発明の特徴である。
・カメラ機能の制御(カメラの赤外線によるREC/STOP、ズーム制御)
・バランスアーム・ウエイト機構の初期調整(電動によるバランスウエイト位置調整)
・撮影操作時の望む方向への正確なパン、チルト回転(手動および電動)
・上下動を吸収するバネと衝撃吸収機構
・グリップ部に外部結合し、システム全体をぶら下げるためのアーム構造による水平面の手ぶれ緩和機構
In addition, it is a feature of the present invention that the lower part of the grip section has the following functions.
・ Camera function control (REC / STOP and zoom control by infrared of the camera)
・ Initial adjustment of balance arm and weight mechanism (balance weight position adjustment by electric)
-Accurate pan / tilt rotation (manual and motorized) in the desired direction during shooting
・ Spring that absorbs vertical movement and shock absorbing mechanism ・ Camera mitigation mechanism on horizontal surface by arm structure that is externally coupled to the grip and hangs the entire system

各部の構造機能について、好ましい実施例について以下に説明する。
図1に示す実施例1の構成は、いろいろな機能を付加できる各構成要素のうち、もっとも単純、簡素すなわち軽量な構成例を示している。具体的には、コの字型バランスアーム51の下部にバランスウエイト52をボルト・ナットにてX軸方向に並進移動可能に、また、Z軸周りに回転可能に取り付けられる。このバランスアーム51とバランスウエイト52の一体化したものバランスアーム・ウエイト機構5は、取り付けねじ2により、ビデオカメラ本体1に固定される。
本実施例1では、取り付けねじ2と同軸の円筒空間にジンバル受け皿部品32を配置してある。ボール31を先端に配置したグリップ部4、グリップ部下部に取り付けられるグリップ部支持部42をその受け皿32に位置させることにより、ビデオカメラ安定化装置を構成する。
A preferred embodiment of the structural function of each part will be described below.
The configuration of the first embodiment shown in FIG. 1 shows the simplest, simplest or lightest configuration example among the components to which various functions can be added. Specifically, a balance weight 52 is attached to the lower part of the U-shaped balance arm 51 so as to be able to translate in the X-axis direction by bolts and nuts and to be rotatable around the Z-axis. The balance arm / weight mechanism 5 in which the balance arm 51 and the balance weight 52 are integrated is fixed to the video camera main body 1 by the mounting screw 2.
In the first embodiment, the gimbal tray part 32 is arranged in a cylindrical space coaxial with the mounting screw 2. By positioning the grip part 4 with the ball 31 at the tip and the grip part support part 42 attached to the lower part of the grip part on the tray 32, the video camera stabilization device is configured.

次に、図2はビデオカメラ本体の取り付けねじ、ジンバル受け皿部品32、ボールを先端に固定したグリップ部4の拡大図である。また、図3−1及び図3−2は、これらの構成要素の重心位置とジンバル中心すなわちボールジョイントを構成するボールの中心の位置関係を示している。   Next, FIG. 2 is an enlarged view of the video camera body mounting screw, the gimbal tray part 32, and the grip part 4 with the ball fixed to the tip. FIGS. 3A and 3B show the positional relationship between the center of gravity of these components and the center of the gimbal, that is, the center of the ball constituting the ball joint.

本実施例1では、ビデオカメラ本体1とそれに連結されたバランスアーム・ウエイト機構5と連結に供する取り付けねじ2(3軸ジンバルを構成する受け皿を含む)は一体として結合されており、その重心位置がジンバル中心の直下に来るようバランスアーム・ウエイト機構5のバランスウエイト52を調整することにより、ジンバル受け皿部品32にグリップ部先端に取り付けられたボール31を挿入することにより、グリップ部4を保持するだけで、安定して、ビデオカメラ本体1とバランスアーム・ウエイト機構5と取り付けねじ2は一体となったものを安定に保持することができるようになる。   In the first embodiment, the video camera main body 1, the balance arm / weight mechanism 5 connected to the video camera main body 1, and the mounting screw 2 (including a tray that constitutes a three-axis gimbal) are coupled together, and the center of gravity position thereof is combined. The grip portion 4 is held by inserting the ball 31 attached to the tip of the grip portion into the gimbal tray part 32 by adjusting the balance weight 52 of the balance arm / weight mechanism 5 so that the weight is positioned directly below the center of the gimbal. As a result, the video camera main body 1, the balance arm / weight mechanism 5 and the mounting screw 2 can be stably held together.

バランスアーム・ウエイト機構5の重心調整は、バランスアーム51の長さを調整(Z軸位置)、バランスウェート52のX軸位置微調整(ロール回転姿勢調整)およびパン回転軸まわりの微調整(チルト回転姿勢調整)により行われる。
バランスアーム51の長さを調整することにより、垂直バランス、すなわち、ヤジロベー振り子の復元力の調整を行う。また、バランスウェート52の重さ、X軸位置およびパン回転は、水平バランス、すなわちロール、チルト回転の初期値調整に使うことができる。チルト回転初期姿勢は、水平が基本であるが、見上げた、見下げたカメラ姿勢を初期値とすることも調整しだいで可能である。
The center of gravity of the balance arm / weight mechanism 5 is adjusted by adjusting the length of the balance arm 51 (Z-axis position), fine adjustment of the balance weight 52 in the X-axis position (roll rotation posture adjustment), and fine adjustment around the pan rotation axis (tilt). (Rotational posture adjustment).
By adjusting the length of the balance arm 51, the vertical balance, that is, the restoring force of the Yajirobe pendulum is adjusted. The weight of the balance weight 52, the X-axis position, and the pan rotation can be used for adjusting the initial value of the horizontal balance, that is, the roll and tilt rotation. Although the tilt rotation initial posture is basically horizontal, it is possible to adjust the camera posture looked up or looked down to the initial value by adjusting.

ジンバル中心とカメラ一体構造の重心間の距離を小さく調整することにより、撮影者の歩行に伴うグリップ部の揺れのうち、ロール、パン、チルト回転に対してカメラに伝わらなくすることができる。撮影者の歩行に伴うグリップ部の揺れのうち、X、Y、Z軸方向の並進変位については、この構成では吸収することは困難である。しかし、映像に与える影響は並進変位より、回転が圧倒的に大きく、この構成のみで十分実用的な安定化装置を提供することが可能である。   By adjusting the distance between the center of the gimbal and the center of gravity of the camera-integrated structure to be small, it is possible to prevent the camera from being transmitted to the camera with respect to the roll, pan, and tilt rotations among the shaking of the grip portion caused by the photographer walking. Of the shaking of the grip portion that accompanies the photographer's walk, translational displacements in the X, Y, and Z axis directions are difficult to absorb with this configuration. However, the influence on the image is overwhelmingly larger than the translational displacement, and it is possible to provide a sufficiently practical stabilization device with this configuration alone.

撮影者の歩行に伴うグリップ部4の回転揺れの角速度が遅い場合、また早い場合でも長時間続く場合、前者の場合主に静摩擦、後者の場合動摩擦により、ビデオカメラ本体とビデオカメラ安定化装置からなる一体物に力が伝わり、その結果カメラの回転変位が生じることになる。変位した場合、カメラ一体物の重心がジンバル重心の下にあるため、復元する回転トルクが生じ、傾きを元に戻すことになる。すなわち外乱による回転の原因、復元原動力共にボールジョイントの静的、動的摩擦が関連している。安定した手持ち振動のアイソレーション、一旦回転してしまった後の姿勢復元性に対する、ボール径の影響を系統的に実験することにより、最適なボール径を限定することができた。   When the angular velocity of the rotational shake of the grip part 4 accompanying the photographer's walk is slow, or when it continues for a long time even if it is fast, the former is mainly caused by static friction and the latter is caused by dynamic friction. The force is transmitted to the integrated object, which results in rotational displacement of the camera. When displaced, since the center of gravity of the camera integrated object is below the center of gravity of the gimbal, a restoring rotational torque is generated and the tilt is restored. In other words, both the cause of rotation due to disturbance and the restoring force are related to static and dynamic friction of the ball joint. The optimum ball diameter could be limited by systematically experimenting with the influence of the ball diameter on stable hand-held vibration isolation and posture restoration after once rotating.

図4に動的な挙動を評価するためのドロップテスト(減衰振動特性試験)の方法、ボール径依存性の結果を示す。使用したビデオカメラは、Sony製HDR−HC3ハイビジョンカメラで、重量約600g(テープ込み)でバランスアーム・ウエイトの重量は250gである。減衰振動の初期条件としてロール角15度から振動させ、減衰を計測した。   FIG. 4 shows a drop test (damped vibration characteristic test) method for evaluating the dynamic behavior and the result of the ball diameter dependency. The video camera used is a Sony HDR-HC3 high-definition camera, which weighs about 600 g (including tape) and the balance arm weight weighs 250 g. As an initial condition of the damped vibration, vibration was measured from a roll angle of 15 degrees, and the attenuation was measured.

バランスアーム・ウエイトの重心とジンバル重心距離を一定とした場合、すなわち復元モーメントが一定の条件の結果、ボール径が大きくなるにしたがって振動周期は長くなり、減衰も大きくなる傾向が見られた。通常摩擦力は見かけの接触面積に依らないとされているが、アスペリティ(真実接触面積)が、ボール径が大きくなるにしたがって大きくなることと考えられる。見掛けの動摩擦係数はボール径に正相関で変化した。 When the balance arm / weight center of gravity and the gimbal center-of-gravity distance were constant, that is, as a result of the constant restoring moment, the vibration period increased and the damping increased as the ball diameter increased. Normally, the frictional force is said not to depend on the apparent contact area, but it is considered that the asperity (true contact area) increases as the ball diameter increases. The apparent dynamic friction coefficient changed in a positive correlation with the ball diameter.

因みに本条件でのドロップテストで、初めて垂直軸を横切る時間(τと定義)は2秒前後が最もビデオ画像の揺れが少なくなることが、実際の歩行撮影テストの結果明らかになった。すなわちτ=2秒に調整する場合、ボール径が大きくなるに従ってバランスウエイトをボトムヘビーに調整し、バランスアーム・ウエイトの重心とジンバル重心距離を大きくすることにより、復元モーメントを大きくしなければならないことを意味する。このことは逆に歩行振動(水平面内並進)の加速度が同じ場合、ボール径が大きいほど望ましくない回転モーメントが大きくなることを意味する。実際の回転に繋がるには、動摩擦ではなく、静摩擦が関係し、単純ではないが、ボール径が大きいほど歩行振動のアイソレーションには不利になると考えられる。 By the way, in the drop test under this condition, it was revealed as a result of the actual walk shooting test that the video image shake is the least when the time (defined as τ) crosses the vertical axis for the first time is around 2 seconds. That is, when adjusting to τ = 2 seconds, the restoring weight must be increased by adjusting the balance weight to the bottom heavy as the ball diameter increases and increasing the distance between the balance arm / weight center of gravity and the gimbal center of gravity. Means. This means that when the acceleration of walking vibration (translation in the horizontal plane) is the same, an undesired rotational moment increases as the ball diameter increases. In order to lead to actual rotation, not the dynamic friction but the static friction is involved, and it is not simple, but it is considered that the larger the ball diameter, the more disadvantageous it is for the isolation of walking vibration.

また、ボール径が1.6mmの場合、傾いた状態で振動が停止してしまう状況となっている。ボール径が大きいほど、振り子振動の再現性もなくなる傾向にあり、アスペリティ(真実接触面積)の見掛けの接触面における分布が不均一となることを反映していると考えられる。現実にボール径が5mmを超えるステディカムJR、独ザハトラー社アルテミスDVでは、停止位置が不定、頻繁に垂直バランスを調整する必要があると報告されている。   Further, when the ball diameter is 1.6 mm, the vibration stops in a tilted state. As the ball diameter is larger, the reproducibility of pendulum vibration tends to be lost, which is considered to reflect the uneven distribution of the asperity (true contact area) on the apparent contact surface. It is reported that Steadicam JR, which actually has a ball diameter of more than 5 mm, and Artemis DV of Sahatler, Germany, have an indefinite stop position and frequently need to adjust the vertical balance.

次に、図5にドロップテストと同じ条件で、グリップ部を傾けた場合の一体物の回転追従性のボール径依存性を示す。ボール径が大きくなるほど、大きな角度まで、グリップ部の傾斜に追従する傾向が見られる。これは静摩擦係数が見かけ上ボール径に正相関していることを意味し、カメラ安定化装置性能からみて、ロール、パンの片手グリップによる制御性が増すことを意味している。現実には、τ=2秒の設定では、最大で、20秒で360度程度のパン回転が可能であり、通常のビデオ撮影のパンとしてはグリップの回転のみによって、すなわちグリップ支持とは別の手で、カメラ一体物に触れることなく、必要十分な回転速度が、得られることが確認された。   Next, FIG. 5 shows the ball diameter dependency of the rotational follow-up performance of the integrated object when the grip portion is tilted under the same conditions as the drop test. As the ball diameter increases, a tendency to follow the inclination of the grip portion up to a larger angle is seen. This means that the static friction coefficient apparently has a positive correlation with the ball diameter, and from the viewpoint of the performance of the camera stabilization device, it means that the controllability by the one-hand grip of the roll and pan is increased. In reality, when setting τ = 2 seconds, pan rotation of about 360 degrees is possible in a maximum of 20 seconds. As a pan for normal video shooting, only rotation of the grip, that is, separate from grip support, is possible. It was confirmed that the necessary and sufficient rotational speed could be obtained without touching the camera unit by hand.

図6にカメラ安定化装置総合性能(動的バランス特性と静的制御性)のボール径依存性を模式的に示す。動的バランス特性はτ=2秒に調整するに必要な復元モーメントの逆数、静的制御性はパン、チルト追従性とし、その積をカメラ安定化装置性能(任意単位)とした。0.7mmあたりで最大となり、それより大きい場合バランス位置不安定により、小さい場合パン、チルト操作性、および屋外撮影における風の影響を受けやすくなることから総合性能は低下する。
このことは、許容範囲はボール径が0.2〜1.6mm、好適範囲はボール径0.5〜1mmにあることを初めて明らかにした。
FIG. 6 schematically shows the dependence of the camera stabilization device overall performance (dynamic balance characteristics and static controllability) on the ball diameter. The dynamic balance characteristic is the reciprocal of the restoring moment necessary to adjust to τ = 2 seconds, the static controllability is pan and tilt followability, and the product is the camera stabilizer performance (arbitrary unit). The maximum performance is about 0.7 mm, and if it is larger than that, the balance performance becomes unstable, and if it is small, panning, tilting operability, and outdoor shooting are likely to be affected by wind, and the overall performance is degraded.
This revealed for the first time that the allowable range is a ball diameter of 0.2 to 1.6 mm, and the preferred range is a ball diameter of 0.5 to 1 mm.

上記のドロップテスト結果は、実際のビデオ撮影における効果として定量的に表示することはできないが、定性的には実感とよく一致することが確認された。   Although the above drop test results cannot be quantitatively displayed as an effect in actual video shooting, it has been confirmed that the result is qualitatively consistent with the actual feeling.

バランスアーム・ウエイト構造物の具体的な構成実施例を、図7を用いて説明する。
図7―1は、上述の実施例1、2で用いた構成例である。本実施例3のバランスアーム・ウエイトの材料は帯状の鋼材であるが、バランスアーム部分は、重量が軽く、剛性の高い材料、形状を選ぶことができる。
バランスアーム部分の長さは、長いほどバランスウエイト重量を軽減できるが、バランスアームそのものの重量増とのバランス、システム全体の寸法から最適な長さ、材料が選ばれる。グラファイト強化樹脂、アルミ合金などは好適な材料の候補である。バランスウエイトは比重の高い材料が好適であり、鋼材、銅合金、鉛、タングステン合金などが候補となる。
A specific configuration example of the balance arm / weight structure will be described with reference to FIG.
FIG. 7A is a configuration example used in the first and second embodiments. The balance arm weight material of the third embodiment is a strip-shaped steel material, but the balance arm portion can be selected from materials and shapes that are light in weight and high in rigidity.
As the length of the balance arm portion is longer, the weight of the balance weight can be reduced. However, the optimum length and material are selected based on the balance with the weight increase of the balance arm itself and the dimensions of the entire system. Graphite reinforced resins, aluminum alloys, etc. are suitable material candidates. A material having a high specific gravity is suitable for the balance weight, and steel, copper alloy, lead, tungsten alloy and the like are candidates.

図7―2は、実施例1のバランスアーム・ウエイトをX軸周りに回転可能なウエイトを追加した構成例である。この構成により、チルト初期値をマニュアルで容易に変更することができる。すなわち回転可能なウエイトを前に重心が移動するように回転すると、下に向いたチルト初期値に設定することができ、逆にウエイトを後ろに重心が移動するように回転すると、上に向いたチルト初期値に設定することができる。その角度保持したままで、歩行移動、パン回転が可能であることは実施例1、2の構成と同じである。   FIG. 7B is a configuration example in which a weight capable of rotating the balance arm weight of the first embodiment around the X axis is added. With this configuration, the initial tilt value can be easily changed manually. That is, if the rotatable weight is rotated so that the center of gravity moves forward, it can be set to the initial tilt value directed downward, and conversely, if the weight is rotated so that the center of gravity moves backward, it is directed upward. The initial tilt value can be set. It is the same as the configurations of the first and second embodiments that the walking movement and the pan rotation are possible while maintaining the angle.

図7―3は、バランスアーム・ウエイトをX、Y、Z軸方向ともボルト・ナットで構成し、それらのナット位置を回転により併進させることにより、一体物の重心位置の位置調整を3軸独立に、互いに干渉することなく、迅速に微調整することができる。この3軸ボルト・ナットによるバランスウエイトは、図のように垂直のバランスアーム直下に位置する必要はなく、重心位置に近づくよう偏心させることによってさらにシステム全体重量を軽減することが可能となる。偏心の方向、変位は搭載するカメラの重心と、取り付けねじ位置との関係で、静的バランス計算により、または試行錯誤的に最適値を見つけることができる。   Fig. 7-3 shows that the balance arm weight is composed of bolts and nuts in the X, Y, and Z axis directions, and the nut positions are translated by rotation, so that the position of the center of gravity of the unit can be adjusted independently. In addition, it is possible to make fine adjustments quickly without interfering with each other. The balance weight by this triaxial bolt / nut does not need to be positioned directly under the vertical balance arm as shown in the figure, and it is possible to further reduce the weight of the entire system by decentering it so as to approach the position of the center of gravity. The direction of eccentricity and displacement can be found by static balance calculation or by trial and error based on the relationship between the center of gravity of the mounted camera and the position of the mounting screw.

図7―4は、バランスウエイトをバランスアームに対してX、Y、Z軸方向に移動することのできる機構を備えた実施例である。電動機構であり、後述のグリップ部に配した制御機構により遠隔制御できることが望ましい。これらの遠隔操作による移動は、初期バランス設定時に使用することもでき、また歩行撮影時にチルト角度を変更したい時にも、撮影を中断することなく、連続的に行うことが可能となる。   FIG. 7-4 is an embodiment provided with a mechanism capable of moving the balance weight with respect to the balance arm in the X, Y, and Z axis directions. It is an electric mechanism, and it is desirable that it can be controlled remotely by a control mechanism arranged in a grip section described later. These movements by remote control can be used at the time of initial balance setting, and can be performed continuously without interruption even when it is desired to change the tilt angle during walking shooting.

図7―5は、電動ジャイロ安定器をバランスアームにバランスアーム下部に配置した実施例である。ジンバルによる受動的な姿勢復元のみならず、能動的な姿勢安定性を追加することができ、より安定した姿勢制御が可能となる。またジンバルによる受動的な姿勢復元力をより、小さく調整できることにもつながり、加速度下の撮影、例えば、車、飛行機などの乗り物の加速、減速時にも安定した撮影が可能となる。   FIG. 7-5 shows an embodiment in which the electric gyro ballast is arranged on the balance arm below the balance arm. In addition to passive posture restoration by the gimbal, active posture stability can be added, and more stable posture control becomes possible. In addition, the passive posture restoring force by the gimbal can be adjusted to be smaller, so that stable shooting can be performed even when shooting under acceleration, for example, acceleration or deceleration of a vehicle such as a car or an airplane.

図7―6は、もっとも軽量化が可能な構成実施例である。重心位置調整は、ボルト・ナットで構成するバランスウエイトのパン軸周りの回転およびナット位置の調整による水平面内の並進変位の組み合わせで可能となる。   FIG. 7-6 shows a configuration example that can achieve the most weight reduction. The position of the center of gravity can be adjusted by a combination of rotation around the pan axis of the balance weight composed of bolts and nuts and translational displacement in the horizontal plane by adjusting the nut position.

図8(1)〜(2)は、2台のカメラによるステレオビデオ撮影用のカメラ安定化装置の構成実施例である。いずれもカメラ自重をバランスウエイトとして利用していることが特徴である。まったくバランスウエイトを使わない構成も可能であり、軽量、小型化が可能となる。この構成で、一方のカメラをバランスウエイトと交換することによって、通常の1台用のカメラ安定化装置として使用することができる。
また、カメラ一台であっても、その重心位置付近にジンバル機構、グリップ機構を装着しうるかつ外部に繋がった空間をあらかじめ設けることにより、その自重をバランスウエイトとして利用する究極の軽量カメラ安定化装置を実現することができる。この構成は特に、近年動画機能を搭載することが一般的となってきたディジタルカメラにも適応することができる。
FIGS. 8A and 8B are configuration examples of a camera stabilization device for stereo video shooting using two cameras. All of them are characterized by using the camera's own weight as a balance weight. A configuration that does not use a balance weight at all is also possible, making it possible to reduce weight and size. With this configuration, by replacing one camera with a balance weight, it can be used as a normal camera stabilization device for one camera.
In addition, even with a single camera, by providing a space that can be fitted with a gimbal mechanism and grip mechanism near the center of gravity and connected to the outside in advance, the ultimate lightweight camera stabilization that uses its own weight as a balance weight An apparatus can be realized. In particular, this configuration can be applied to a digital camera that has been generally equipped with a moving image function in recent years.

図9−1〜図9−4にグリップ部の構造、構成、機能に関する実施例を示す。
図9―1は、グリップ下部に磁石を、その真下のバランスアームに固定された磁石の対によって構成されるアクティブ復元力の追加実施例を示す。磁石は、電磁石でも、永久磁石でもよいが、電力供給不要故、永久磁石が望ましい。磁極の構成は、互いに吸着する組み合わせがよい。この構成により、ジンバルによる受動的な姿勢復元のみならず、能動的な姿勢安定性を追加することができ、より安定した姿勢制御が可能となる。またジンバルによる受動的な姿勢復元力をより、小さく調整できることにもつながり、加速度下の撮影、例えば、車、飛行機などの乗り物の加速、減速時にも安定した撮影が可能となる。
FIGS. 9-1 to 9-4 show examples relating to the structure, configuration, and function of the grip portion.
FIG. 9-1 shows an additional embodiment of the active restoring force constituted by a pair of magnets fixed to the balance arm directly below the magnet at the bottom of the grip. The magnet may be an electromagnet or a permanent magnet, but a permanent magnet is desirable because no power supply is required. The configuration of the magnetic poles is preferably a combination that attracts each other. With this configuration, not only passive posture restoration by the gimbal but also active posture stability can be added, and more stable posture control becomes possible. In addition, the passive posture restoring force by the gimbal can be adjusted to be smaller, so that stable shooting can be performed even when shooting under acceleration, for example, acceleration or deceleration of a vehicle such as a car or an airplane.

図9−2は、グリップ下部に固定接続した、コの字型をした保持金具の追加実施例を示す。この構成により、移動撮影時のカメラを支持する手の水平方向(X,Y平面)の好ましくない並進運動をジンバル中心に対して回転運動として変換して伝達することになり、ジンバル機構では取りえない並進振動に対して、カメラシステムを安定化することができる。カメラ姿勢の制御は、グリップと同様に行うことは可能である。またこの構成のもうひとつの効果は、ローアングル撮影に便利に使える点である。   FIG. 9-2 shows an additional embodiment of a U-shaped holding fitting fixedly connected to the lower part of the grip. With this configuration, an undesired translational movement in the horizontal direction (X, Y plane) of the hand that supports the camera during moving shooting is converted and transmitted as a rotational movement with respect to the center of the gimbal. The camera system can be stabilized against no translational vibration. The camera posture can be controlled in the same manner as the grip. Another advantage of this configuration is that it can be used conveniently for low-angle shooting.

図9−3は、グリップ部に対して機能付加した実施例を示す。グリップ部41は回転可能な上部47と手で持つグリップ部48に展開されている。グリップ部48には正逆回転可能な電動モータが内蔵され、回転軸はグリップ上部47に直結している。モータ回転はグリップ上部413に固定したジンバルボール31に伝達され、ジンバルの摩擦により、カメラをパン回転することができる。これにより、マニュアルパン制御に加えて、電動パン制御が可能となる。マニュアルパン制御は、360度回転可能であるが、撮影者自身の回転が補助的に必要である。現実には、バランスアーム51がグリップを支持する手と触れることがパンの回転範囲に限定される場合があるが、この電動パン回転によりその制約は無くなる。また、風が強い場合、早足で移動する場合、パン回転モーメントが生じる場合があるが、それも打ち消すことが可能となる。カメラとカメラ安定化装置を、垂直投影した2次元シルエットが、の3軸ジンバルの鉛直軸に対して、左右、上下バランスが取れるよう、軽量な材料で作られた抵抗板を配置することにより、風による、バランス不安定性を軽減することができる。   FIG. 9-3 shows an embodiment in which functions are added to the grip portion. The grip part 41 is developed into a rotatable upper part 47 and a grip part 48 held by hand. The grip portion 48 incorporates an electric motor capable of rotating in the forward and reverse directions, and the rotating shaft is directly connected to the grip upper portion 47. The motor rotation is transmitted to the gimbal ball 31 fixed to the grip upper part 413, and the camera can be pan-rotated by the friction of the gimbal. This enables electric pan control in addition to manual pan control. The manual pan control can be rotated 360 degrees, but the photographer's own rotation is auxiliary. In reality, the balance arm 51 may be in contact with the hand supporting the grip within the range of rotation of the pan. However, this electric pan rotation eliminates the restriction. In addition, when the wind is strong, when moving quickly, a pan rotation moment may occur, but this can be canceled out. By placing a resistive plate made of lightweight material so that the two-dimensional silhouette of the camera and camera stabilization device vertically projected can be balanced left and right and up and down with respect to the vertical axis of the 3-axis gimbal, Balance instability caused by wind can be reduced.

図9−4は、グリップ部に対して機能付加した他の実施例を示す。
撮影者の歩行に伴う好ましくない、振動のうち、回転に対しては、ジンバル機構により、カメラへの伝達をアイソレートすることができ、様々な実施例において、具体的な方法を開示した。また並進振動については、図9−2において、アイソレートできる可能性を示した。残る振動は、上下(Z軸)並進に係るものである。図9−4に示すようにグリップ部41は、上下移動が可能な上部411と手で持つグリップ部412に展開されている。上部411の直下部には、スプリング43が配置され、カメラ、バランスアーム・ウエイト一体化したものの全重量を支える。撮影者の上下動はグリップ下部442、412に伝わるが、スプリング43により、振動を吸収した形で、グリップ下部411に伝わり、その振動をカメラに対して、少しアイソレートすることができる。
FIG. 9-4 shows another embodiment in which functions are added to the grip portion.
Of the undesired vibrations associated with the photographer's walk, rotation to the camera can be isolated by a gimbal mechanism, and specific methods have been disclosed in various embodiments. Regarding translational vibration, the possibility of isolation can be shown in FIG. 9-2. The remaining vibration is related to vertical (Z-axis) translation. As shown in FIG. 9-4, the grip part 41 is developed into an upper part 411 that can move up and down and a grip part 412 that is held by hand. A spring 43 is disposed directly below the upper portion 411 and supports the total weight of the camera, the balance arm and the weight integrated. The photographer's vertical movement is transmitted to the grip lower portions 442 and 412, but the vibration is absorbed by the spring 43 to the grip lower portion 411, and the vibration can be slightly isolated from the camera.

しかし、スプリングのみでは減衰振動が遅く、好ましくない上下動が続くことになる。それを吸収するのが、44に配置したショックアブソーバである。ショックアブソーバはその種類を問わず、通常のオイルダンパー方式のものも利用できるし、ウレタンジェルのようなショック吸収機能を持つ材料も利用することができる。人間の通常の歩行周期は1秒弱であるが、その周波数において、有効な衝撃吸収特性を実現することは、既知の力学的な検討によって可能となる。   However, the damping vibration is slow only with the spring, and the undesirable vertical movement continues. The shock absorber disposed at 44 absorbs this. Regardless of the type of shock absorber, a normal oil damper type material can be used, and a material having a shock absorbing function such as urethane gel can also be used. Although the normal human walking cycle is less than 1 second, it is possible to realize effective shock absorption characteristics at that frequency by known mechanical studies.

本発明のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置は、ビデオカメラ、動画撮影機能つきディジタルカメラ等のムービーカメラによって移動撮影を行う際に用いる装置に利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The handheld video camera stabilization device of the present invention can be used for an apparatus used when moving shooting is performed with a movie camera such as a video camera or a digital camera with a moving image shooting function.

ハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a handheld video camera stabilization device カメラ取り付けねじ、ジンバル受け皿、ボールを先端に固定したグリップ部の拡大図Enlarged view of the camera mounting screw, gimbal pan, and grip with the ball fixed to the tip 各構成部の重心位置とジンバル中心の位置関係図1Positional relationship diagram of the center of gravity of each component and the center of the gimbal 1 各構成部の重心位置とジンバル中心の位置関係図2Positional relationship diagram of center of gravity of each component and gimbal center 2 動的な挙動を評価するためのドロップテスト(動摩擦による減衰振動特性試験)の方法、ボール径依存性の結果を示すグラフA graph showing the results of a drop test method (damping vibration characteristic test using dynamic friction) and ball diameter dependence to evaluate dynamic behavior グリップ部を傾けた場合のカメラ、バランスアーム・ウエイト一体物の回転追従性のボール径依存性を示すグラフGraph showing the ball diameter dependence of the rotation follow-up performance of the camera, balance arm and weight integrated when the grip is tilted カメラ安定化装置の総合性能(動的バランス特性と静的制御性)のボール径依存性を示すグラフA graph showing the ball diameter dependence of the overall performance (dynamic balance characteristics and static controllability) of the camera stabilization device バランスアーム・ウエイト構成例1Balance arm weight configuration example 1 バランスアーム・ウエイト構成例2Balance arm weight configuration example 2 バランスアーム・ウエイト構成例3Balance arm weight configuration example 3 バランスアーム・ウエイト構成例4Balance arm weight configuration example 4 バランスアーム・ウエイト構成例5Balance arm weight configuration example 5 バランスアーム・ウエイト構成例6Balance arm weight configuration example 6 2台のカメラによるステレオビデオ撮影用のカメラ安定化装置の構成例Configuration example of a camera stabilization device for stereo video shooting with two cameras グリップ部の構成例1Grip part configuration example 1 グリップ部の構成例2Grip part configuration example 2 グリップ部の構成例3Grip configuration example 3 グリップ部の構成例4Grip part configuration example 4

符号の説明Explanation of symbols

1 ビデオカメラ本体
13 モニタ
2 取り付けねじ
3 ジンバル機構(ジンバルボール31とジンバル受け皿32で構成)
31 ジンバルボール
32 ジンバル受け皿部品
33 ジンバル受け皿角度
34 ジンバル中心
35 カメラ重心
36 カメラ・バランスアーム・ウエイト一体化物の重心
37 バランスアーム・ウエイト一体化物の重心
38 復元振り子長(35と36の間の距離)
4 グリップ部全体
41 ジンバルボールを先端に固定するためのグリップ上部
411 グリップ上部(上下動可)
412 グリップ下部(スプリング43および衝撃吸収部材44が内蔵)
413 グリップ上部(Z軸周り回転可)
414 グリップ下部(スプリング43および衝撃吸収部材44が内蔵)
42 マニュアルパン用グリップ下部
43 スプリング
44 衝撃吸収部材
45 コの字型グリップ部保持金具
46 カメラ操作用スイッチREC/STOPなど)
47 カメラ操作用スイッチ(ズームなど)
48 バランスウエイト移動用スイッチ
49 正逆転電動モータ
5 バランスアーム・バランスウエイト一体物
51 バランスアーム
52 バランスウエイト
53 バランスアーム・バランスウエイト固定用金具
54 電動ジャイロ安定器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Video camera body 13 Monitor 2 Mounting screw 3 Gimbal mechanism (comprising gimbal ball 31 and gimbal tray 32)
31 Gimbal Ball 32 Gimbal Plate Part 33 Gimbal Plate Angle 34 Gimbal Center 35 Camera Center of Gravity 36 Center of Gravity of Camera / Balance Arm / Weight Integrated 37 Center of Gravity of Balance Arm / Weight Integrated 38 Restored Pendulum Length (Distance between 35 and 36)
4 Overall grip part 41 Upper part of the grip for fixing the gimbal ball to the tip 411 Upper part of the grip (movable up and down)
412 Lower grip (built-in spring 43 and shock absorbing member 44)
413 Grip upper part (possible to rotate around Z axis)
414 Lower grip (built-in spring 43 and shock absorbing member 44)
42 Lower manual grip grip 43 Spring 44 Shock absorbing member 45 U-shaped grip holding bracket 46 Camera operation switch REC / STOP, etc.)
47 Camera operation switches (zoom, etc.)
48 Balance weight movement switch 49 Forward / reverse electric motor 5 Balance arm / balance weight integrated body 51 Balance arm 52 Balance weight 53 Balance arm / balance weight fixing bracket 54 Electric gyro ballast

Claims (16)

1)ビデオカメラ(含む動画機能つきディジタルカメラ)本体に取り付けられたバランスアーム・ウエイト機構と、
2)ビデオカメラ本体および前記バランスアーム・ウエイト機構を手持ちにより支持するためのグリップ部と、
3)前記グリップ部の上部に位置し、前記バランスアーム・ウエイト機構もしくはビデオカメラ本体に結合された3軸ジンバル機構と、
を備えた構成とされたことを特徴とするハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。
1) A balance arm / weight mechanism attached to the main body of the video camera (including a digital camera with a moving image function);
2) A grip portion for supporting the video camera body and the balance arm / weight mechanism by hand;
3) A three-axis gimbal mechanism that is located above the grip portion and coupled to the balance arm / weight mechanism or the video camera body;
A device for stabilizing a video camera for handheld, comprising:
前記バランスアーム・ウエイト機構におけるバランスウエイトが、前記ビデオカメラ本体とは異なる第二のビデオカメラ本体そのものを含むことを特徴とするハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。   The handheld video camera stabilization device, wherein a balance weight in the balance arm / weight mechanism includes a second video camera main body itself different from the video camera main body. 前記3軸ジンバル機構が、ボールジョイント構造により構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。   3. The handheld video camera stabilization device according to claim 1, wherein the three-axis gimbal mechanism is configured by a ball joint structure. 前記3軸ジンバル機構が、上部に位置する受け皿と下部に位置する硬質材料からなるボールにより構成されるボールジョイント構造であって、当該ボールを頂点とするグリップ部により支持されることを特徴とする請求項1又は2に記載のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。   The three-axis gimbal mechanism is a ball joint structure composed of a saucer located at the upper part and a ball made of a hard material located at the lower part, and is supported by a grip part having the ball as a vertex. The handheld video camera stabilization device according to claim 1 or 2. 前記3軸ジンバル機構における、硬質材料からなる前記ボールの直径が0.2〜1.6mmであることを特徴とする請求項4に記載のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。   5. The handheld video camera stabilization device according to claim 4, wherein the diameter of the ball made of a hard material in the triaxial gimbal mechanism is 0.2 to 1.6 mm. 前記3軸ジンバル機構のうち、上部に位置する前記受け皿が所定の摩擦係数以下の材料からなり、上に凸のくぼみを有することを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。   6. The device according to claim 3, wherein, in the three-axis gimbal mechanism, the saucer located at an upper portion is made of a material having a predetermined coefficient of friction or less and has a convex recess. Handheld video camera stabilization device. 前記3軸ジンバル機構下部の前記グリップ部に、ボールジョイントの前記ボールと前記受け皿間の摩擦を利用してカメラのパン位置をマニュアル制御するための回転機構を有することを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項に記載のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。   4. A rotating mechanism for manually controlling a pan position of a camera using friction between the ball of the ball joint and the tray in the grip portion below the three-axis gimbal mechanism. 7. The handheld video camera stabilization device according to any one of claims 6 to 6. 前記回転機構が電動回転するための装置を備えていることを特徴とする請求項7に記載のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。   8. The handheld video camera stabilization device according to claim 7, wherein the rotation mechanism includes a device for electric rotation. 前記3軸ジンバル機構下部の前記グリップ部に装着し、前記グリップ部を手持ちする撮影者の手の水平面内並進揺動を伝達させないためのアームを配置することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。   8. The arm according to claim 1, further comprising: an arm that is attached to the grip portion at a lower part of the three-axis gimbal mechanism and that does not transmit translational swing in a horizontal plane of a photographer's hand holding the grip portion. The handheld video camera stabilization device according to any one of the preceding claims. 前記3軸ジンバル機構下部の前記グリップ部に、歩行によるカメラの上下位置変動を減少させるためのバネ装置と衝撃吸収装置を備えていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。   8. The apparatus according to claim 1, wherein a spring device and an impact absorbing device are provided in the grip portion below the three-axis gimbal mechanism to reduce the vertical position fluctuation of the camera due to walking. A handheld video camera stabilization device as described. 前記3軸ジンバル機構下部の前記グリップ部に、前記バランスアーム・ウエイト機構のバランスウエイトを電動で移動させる機構の制御・操作部を備えていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。   8. The control / operation part of a mechanism for electrically moving a balance weight of the balance arm / weight mechanism is provided in the grip part below the three-axis gimbal mechanism. An apparatus for stabilizing a video camera for handheld according to the item. 前記バランスアーム・ウエイト機構にバランスウエイト電動移動機構を備えていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。   8. The handheld video camera stabilization device according to claim 1, wherein the balance arm / weight mechanism includes a balance weight electric movement mechanism. 前記バランスアーム・ウエイト機構において、カメラ姿勢3軸方向に配置され、ねじによるバランスウエイト位置のマニュアル調整機構を備えていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。   8. The handheld device according to claim 1, wherein the balance arm / weight mechanism includes a manual adjustment mechanism for adjusting a balance weight position by a screw, which is arranged in three camera postures. Video camera stabilization device. 前記バランスアーム・ウエイト機構において、カメラ姿勢のチルト角度を変更し得る、マニュアルでX軸周りに回転できるバランスウエイトを備えていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。   8. The balance arm / weight mechanism according to claim 1, further comprising a balance weight that can change a tilt angle of a camera posture and can be manually rotated around the X axis. Handheld video camera stabilization device. 前記バランスアーム・ウエイト機構と前記グリップ部下部に配置された磁石による電磁力をビデオカメラ安定化の復元力として利用することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。   The handheld device according to any one of claims 1 to 7, wherein an electromagnetic force generated by the balance arm / weight mechanism and a magnet disposed under the grip portion is used as a restoring force for stabilizing the video camera. Video camera stabilization device. 前記バランスアーム・ウエイト機構に、ジャイロ安定器が配設されたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のハンドヘルド用ビデオカメラ安定化装置。
8. The handheld video camera stabilization device according to claim 1, wherein a gyro ballast is disposed in the balance arm / weight mechanism.
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