JP2008136100A - パンチルトクレードル - Google Patents

Abstract

【課題】 デジタルカメラ等のカメラ装置を着脱可能とするパンチルト装置において、前記カメラ装置の重心が光軸や回動軸に対し偏心している際、パンチルト駆動開始及び停止時に大きなトルクが必要となっていた。
【解決手段】 前記カメラ装置及び前記第一のアタッチメントでチルトユニットを構成すると共に、前記チルトユニットの重心をチルト軸上に位置するようにし、そして、前記チルトユニットと第二のアタッチメントによってパンユニットを構成すると共に、前記第二のアタッチメントの前記偏位側にチルト動作用の駆動源を配置し、前記パンユニットの重心をチルト軸、パン軸、光軸の近傍に位置するように調整する。
【選択図】 図３

Description

本発明はデジタルカメラ等のカメラ装置を着脱することができるパンチルトクレードルに関する。

近年、デジタルカメラが爆発的にし、これまでの単なる静止画撮像装置から、動画のストリーミング撮影が可能な機種まで登場してきた。さらには、撮像装置をネットワーク接続し、ネットワーク経由で遠隔操作を行えるものもある。このような流れにおいて、遠隔地から操作し、パンチルト動作をさせ、自分の好む任意の画像を撮影したいという要求が高まっている。これらの要求を満たすべく、従来のデジタルカメラをネットワーク接続機能を有するクレードルに着脱可能とし、そのクレードルをパンチルト動作させることにより、自在にデジタルカメラを操ることができるようにしたものが存在する。これは、従来のいわゆるＷＥＢカメラと呼ばれる、ネットワークでパンチルト操作ができるタイプのカメラと同等の機能を、カメラ装置及びそれを着脱可能であるパンチルトクレードルとを併用することで実現しようとするものである。

このようなカメラ装置着脱式のパンチルトクレードルにおいて、パン軸によって回転する部位をパンユニットと定義する時、パンユニットの重心がパン軸上に無い場合、回転軸上にある場合にくらべ、慣性モーメントの値が大きくなり、加速回転運動つまり回転開始時、及び回転停止時においてより大きなトルクを必要とし、それを駆動する駆動源の電力消費も大きくなり、電気的な無駄が多い。

さらに、チルト軸（重力方向に垂直な回転軸）においては、チルト軸とチルトユニットの重心にズレがある場合、そのズレが大きければ大きいほど、チルトユニットの自重に反して動作するためのトルクが必要となり、駆動源に多くの電力が要求される。また、この自重トルクの値は回転角度に対しサインカーブを描くため、回転角度によって自重トルクが大きく変化してしまい、駆動源の制御を複雑にするという問題点を有していた。

以上説明した問題を解決する発明、特開平９−１８７７６が存在する。特開平９−１８７７６では、パンチルトクレードルに対し、カメラ部の取り付け位置を調整自在にし、カメラ部材に取り付けるアタッチメント等に可動のウェイト部材を設けることにより、重心補正をも行えるというものである。
特開平９−１８７７６号公報

しかしながら、重心補正用のウェイト部材が増える分、回転軸に対する慣性モーメントが増大してしまう問題があった。さらに、従来の例では、複数のウェイトや、追加部品を多く用いるため、コスト増大の原因となっていた。

以上を鑑み、本発明は簡単な構成で、光軸、重心調整を実現することを目的とする。

本発明は上記のような問題を解決するために為されたものであり、重心位置に対し、光軸中心が偏位しているカメラ装置を着脱自在なパンチルトクレードルにおいて、略前記光軸中心回りに前記カメラ装置を回転させるためのるパン回転軸及びチルト回転軸を有し、チルト回転用の駆動源が前記偏位側に配置されていることを特徴とする。

また、第一のアタッチメントに前記カメラ装置を取り付けることによって、前記チルト軸を回転中心として回転するチルトユニットを構成し、第二のアタッチメントを前記チルトユニットに取り付けることによって、前記パン軸を回転中心として回転するパンユニットを構成し、前記第二のアタッチメントに前記駆動源が固定され、前記パンユニットのパン回転によって前記駆動源も共に回転することを特徴とする。

本発明に係るパンチルトクレードルによれば、パン、チルト動作に必要なトルクを最低限に抑えることができるようになり、駆動源にかかる消費電力を抑えることができる。

また、パン軸及び、チルト軸が、それぞれの回転体の略重心を貫いているため、自重に反して動作させるためのトルクを考慮しなくて済む。また、回転角度に対するトルク変化が少なく、駆動源の出力制御が容易となる。

さらに、重心調整用のウェイトの役割をチルト駆動に必須な駆動源の自重で担うため、余分な慣性モーメントの増加を防ぐことができる。

まず、本発明に係る第一の実施形態について説明を行う。図１はデジタルカメラの斜視図、図２はデジタルカメラ及びアタッチメントで構成されたチルトユニットの斜視図、図３はチルトユニット及びアタッチメントで構成されたチルトユニットの斜視図、図４はパンチルトクレードルの斜視図である。

まず、図１を用いて説明する。デジタルカメラ１０１は、電池、記憶媒体等（図示せず）を内蔵し、撮った画像や映像を記憶媒体に保存することができる。デジタルカメラ１０１単体の重心はＰ１で表される。重心Ｐ１はデジタルカメラ１０１の光軸１０２から離れ、正面左上に位置している。

次に図２を用いて説明する。図２において、１１６はアタッチメントであり、筐体部１０４、結合部１０５、チルト軸１０３、チルト軸１０３に固定された歯車１０６から構成される。アタッチ１１６はチルト軸を持たないデジタルカメラ１０１に装着し、デジタルカメラ１０１をチルト回転させるための軸を形成する。

デジタルカメラ１０１はアタッチメント１１６に対し、結合部１０５にて位置決め固定される。アタッチメント１１６単体は正面右下に重心を有するようになっており、デジタルカメラ１０１にアタッチメント１１６が装着された状態で、この両者を一体とみなしたユニット（以下チルトユニットと称す）の重心は、前述のＰ１より右下となり、Ｐ２の位置にくる。また、Ｐ２はチルト軸１０３上に位置する。また、このチルト軸１０３は光軸１０２とちょうど直行するように設定してある。

このように、重心をチルト軸１０３に配置することで、チルトユニットの慣性モーメントを低く抑えることが可能となる。また、チルト軸１０３中心の回転動作に対し、チルトユニットの重心位置が不変となり動作が安定する。

次に図３を用いて説明する。図３において、１１４はアタッチメントであり、筐体部１１０、軸受け部１０８、パン軸１０９、モータ１０７より構成される。前述のチルトユニットはアタッチメント１１４の軸受け部１０８にて回転可能に軸支され、モータ１０７の駆動力によってチルト回転するようになっている。アタッチメント１１４を構成するモータ１０７の自重はアタッチメント１１４の総重量に対し大部分を占める。そのため、チルトユニットがアタッチメント１１４と一体になった状態（以下パンユニットと称す）で、モータ１０７の重量が支配的に作用し、その結果、パンユニットの重心がＰ３に補正される。重心Ｐ３はデジタルカメラ１０１の光軸１０２、チルト軸１０３及び、パン軸１０９のちょうど交点の近傍に位置するようになっている。このように、重心補正に対して新たにウェイトを設けるのではなく、チルト用のモータ１０７の自重を用いて、重心をパン軸に近付けるようにしているのである。

このようにすることで、チルトユニットの重心がチルト軸１０３上に配置され、さらに、パンユニットの重心がパン軸１０９上に配置されるため、パン及びチルト動作が安定する。

さらに図４を用いて説明する。図４のようにパンユニットには台座１１５が取り付くようになっている。台座１１５は軸受け部１１２、モータ１１３より主に構成される。前記パンユニットはモータ１１３により駆動力を受け回転し、パン動作を行う。

以上のように、各回転体に合わせ、重心位置を各回転体の回転軸上に位置するようにすることにより、各回転軸に対する、慣性モーメントを最低限に抑えることができる。上述の例は最適な場合を示したが、もし回転体の重心を各軸上に配置することが困難であるとき、各軸と回転体の重心間距離は５ｍｍ以内程度にしておく。なぜなら、一般的な大きさのデジタルカメラで、パン軸、チルト軸各軸に対し重心が５ｍｍ程度ズレているだけならば、そのズレによる慣性モーメントの増加量は全体の慣性モーメントに対し約１％以下であり、駆動源の出力に公差があることを考慮すれば、モータ電力に与える影響はほとんど無視できる程度となるからである。一方、自重トルクは回転角度依存し大きく変化するため、回転軸と重心間距離を零にし自重トルクを零にしておくのが最も望ましい。

デジタルカメラの斜視図 デジタルカメラ及びアタッチメントで構成されたチルトユニットの斜視図 チルトユニット及びアタッチメントで構成されたチルトユニットの斜視図 パンチルトクレードルの斜視図である。

符号の説明

１０１ デジタルカメラ
１０２ 光軸
１１４ アタッチメント
１１６ アタッチメント
１０９ パン軸
１０３ チルト軸
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 重心

Claims (3)

1. 重心位置に対し、レンズ光軸が偏位しているカメラ装置を着脱自在に装着し、パン及びチルト動作を行うカメラクレードルに於いて、
   前記カメラ装置を装着するアタッチメント部と前記カメラ装置とが一体となった被チルト動作部の全体重心位置をレンズ光軸と略同一高で、かつ略チルト回転軸上に設定した事を特徴とするカメラクレードル。
2. 前記被チルト動作部を支え、チルト駆動源を有する第二のアタッチメント部と、前記被チルト動作部を含む被パン動作部の総合重心位置を
   前記レンズの略光軸上でかつ略パン回転軸上に設定した事を特徴とする請求項１記載のカメラクレードル。
3. 前記チルト駆動源の位置は、前記カメラ重心位置がレンズ光軸に対する偏位を打ち消す位置に設けることを特徴とする請求項２記載のカメラクレードル。

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