JP2010278876A - Universal head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置をクレーンなどの可動式の支持体に取り付けるための雲台に関する。 The present invention relates to a pan head for attaching an imaging device to a movable support such as a crane.
撮影装置は、三脚、クレーン等の支持体に取り付けられる。例えば、撮影装置がクレーンのような可動式の支持体に取り付けられる場合について説明する。撮影装置はクレーンのアームの先端に雲台を介して取り付けられる。アームは、撮影者の所望するアングルや、被写体の動きに応じて上下左右に移動させられる。アームの先端に取り付けられたカメラには、アームが急激に動いても振れのない映像を撮影することが要求される。そのため、撮影装置とアームとの間に、アームの振動が撮影装置に伝わることを防ぐ緩衝装置が設けられる(特許文献1)。 The photographing apparatus is attached to a support such as a tripod or a crane. For example, the case where an imaging device is attached to a movable support such as a crane will be described. The imaging device is attached to the tip of the crane arm via a pan head. The arm is moved up and down and left and right according to the angle desired by the photographer and the movement of the subject. A camera attached to the tip of the arm is required to shoot an image that does not shake even if the arm moves suddenly. Therefore, a shock absorber is provided between the imaging device and the arm to prevent the vibration of the arm from being transmitted to the imaging device (Patent Document 1).
アームの先端に取り付けられた撮影装置は、パン、チルト、ロール等、カメラマンが手許で自在に操作可能に構成されている。 The photographing device attached to the tip of the arm is configured such that panning, tilting, rolling, etc. can be freely operated by the cameraman.
特許文献1に示す緩衝装置は、クレーンの水平方向(X軸、Y軸)の動きによって生じる撮影装置の水平方向の振動を防止することができる。ところが、特許文献1に示す緩衝装置は、撮影装置の振動を防止する効果はあるが、クレーンの動きと撮影装置の動きとが連動していない。そのため、撮影装置があるアングルに固定されて撮影されている際に、クレーンが上下方向へ動き出すと、撮影装置のアングルが変わってしまうという問題があった。 The shock absorber shown in Patent Document 1 can prevent the horizontal vibration of the photographing apparatus caused by the movement of the crane in the horizontal direction (X axis, Y axis). However, the shock absorber disclosed in Patent Document 1 has an effect of preventing vibration of the photographing apparatus, but the movement of the crane and the movement of the photographing apparatus are not linked. For this reason, there is a problem that the angle of the photographing device changes when the crane starts to move up and down while the photographing device is fixed at a certain angle.
このようなクレーン角度と撮影装置のアングル調整との問題は、人為的な操作によっても生じるし、クレーンが延ばされた状態で生じるクレーンの撓みによる不要な動きや揺れによっても生じる。 Such a problem between the crane angle and the angle adjustment of the photographing apparatus may be caused by an artificial operation, or may be caused by unnecessary movement or shaking caused by the bending of the crane that occurs when the crane is extended.
そこで、本発明は、クレーンなどの支持体の動きと、撮影装置のアングルとを連動させることにより、支持体の不要な動きが撮影中の撮影装置のアングルに悪い影響を与えない雲台を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a pan head in which unnecessary movement of the support does not adversely affect the angle of the photographing apparatus during photographing by linking the movement of the support body such as a crane and the angle of the photographing apparatus. The purpose is to do.
上述した目的を達成するために、本発明の特徴は、長手方向に伸縮するアーム部(多関節アーム部104)と、前記アーム部の一端部が連結され、前記アーム部の先端部を少なくとも垂直方向に可動自在に支持する支持部(アーム巻回部102)とを有し、前記アーム部の先端部に撮影装置(カメラ200)を取り付ける雲台(雲台1)であって、前記アーム部を前記支持部に対して少なくとも垂直方向に駆動する支持部側駆動部(サーボモータ301、リニアモータ305)と、前記アーム部の先端部(モータ取付部105)に取り付けられており、少なくとも垂直方向に前記撮影装置の角度を変更する先端部側駆動部(第2駆動部120)と、前記支持部に対する前記アーム部の垂直方向の回動角の変位を検出する検出部(回転角センサ306a、センサ306b,306c)と、前記検出部において検出された前記回動角の変位を相殺するように前記先端部側駆動部を制御する制御部(制御部130)とを備えることを要旨とする。
In order to achieve the above-described object, the present invention is characterized in that an arm part (multi-joint arm part 104) that expands and contracts in the longitudinal direction and one end part of the arm part are connected, and the tip part of the arm part is at least perpendicular. A pan head (head 1) having a support portion (arm winding portion 102) that is movably supported in a direction, and mounting a photographing device (camera 200) on a tip portion of the arm portion. Are attached to a support part side drive part (
本発明の雲台1は、アーム部の角度の変位を相殺する方向に撮影装置の角度が変更されるため、撮影装置は、アーム部の変化によらず所定のアングルを撮影することができる。 In the pan head 1 of the present invention, the angle of the photographing device is changed in a direction that cancels out the displacement of the angle of the arm portion, so the photographing device can photograph a predetermined angle regardless of the change of the arm portion.
従って、本発明は、アーム部を支持する支持部の不要な動きが撮影中の撮影装置のアングルに悪い影響を与えることがない。 Therefore, according to the present invention, unnecessary movement of the support part that supports the arm part does not adversely affect the angle of the photographing apparatus during photographing.
本発明の特徴は、本発明の第1の特徴に係り、前記撮影装置の水平度を検出する水平検出部(水平センサ121)を備え、前記制御部は、前記水平検出部からの検出信号に応じて、前記撮影装置を常に水平にするように前記先端部側駆動部を制御する。 A feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, and includes a horizontal detection unit (horizontal sensor 121) that detects the level of the imaging apparatus, and the control unit receives a detection signal from the horizontal detection unit. Accordingly, the distal end side drive unit is controlled so that the photographing apparatus is always horizontal.
従って、雲台1は、アーム部が延ばされた状態で生じるアーム部の撓みなどによる不要な動きや揺れを吸収できる。 Therefore, the pan head 1 can absorb unnecessary movement and shaking due to the bending of the arm portion that occurs when the arm portion is extended.
本発明によれば、クレーンなどの支持体の動きと、撮影装置のアングルとを連動させることにより、支持体の不要な動きが撮影中の撮影装置のアングルに悪い影響を与えない雲台を提供することができる。 According to the present invention, a platform is provided in which unnecessary movement of the support does not adversely affect the angle of the photographing apparatus during photographing by linking the movement of the support body such as a crane and the angle of the photographing apparatus. can do.
次に、本発明に係る雲台の実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、(1)雲台の構成、(2)クレーンの先端部分の構成、(3)緩衝装置の構成、(4)クレーン巻回部と回動支持部の構成、(5)制御装置、(6)制御処理、(7)作用・効果、(8)その他の実施形態について説明する。 Next, an embodiment of a pan head according to the present invention will be described with reference to the drawings. Specifically, (1) the configuration of the pan head, (2) the configuration of the tip of the crane, (3) the configuration of the shock absorber, (4) the configuration of the crane winding portion and the rotation support portion, (5) control The apparatus, (6) control processing, (7) operation and effect, and (8) other embodiments will be described.
(1)雲台の構成
図1を参照して、クレーン全体の概略構成を説明する。図1に示すように、実施形態として示す雲台1は、クレーン100を備える。クレーン100は、クレーン基台101と、アーム巻回部102とを有する。クレーン100は、アーム巻回部102をクレーン基台101に対して回動自在に支持する回動支持部103を有する。クレーン100は、アーム巻回部102を回動支持部103に対して回動させる第1駆動機構110を有する。
(1) Configuration of pan head With reference to FIG. 1, a schematic configuration of the entire crane will be described. As shown in FIG. 1, a pan head 1 shown as an embodiment includes a
クレーン100は、多関節アーム部104を備える。カメラ200は、撮影装置を構成する。多関節アーム部104は、複数のアームブロックが互いに連結されることによって構成される。アンロック状態は、互いに一部のみが連結された状態である。アームブロックは、アンロック状態でアーム巻回部102に巻き取られる。アームブロックは、使用時にロック状態になる。アームブロックは、アーム巻回部102から繰り出され、互いに係合されてアームを形成する。多関節アーム部104の先端部分には、カメラ200が取り付けられる。
The
(2)クレーンの先端部分の構成
図2は、カメラ200が取り付けられた状態の多関節アーム部104の先端部分の斜視図である。図2に示すように、多関節アーム部104の先端部分には、モータ取付部105が連結される。モータ取付部105には、カメラをチルト方向に回動する第2駆動部120が取り付けられる。また、モータ取付部105には、第2駆動部120を介して緩衝装置取付部107が取り付けられる。緩衝装置取付部107に緩衝装置108が取り付けられる。緩衝装置取付部107には、水平を検知する水平センサ121が取り付けられる。
(2) Configuration of the Tip of the Crane FIG. 2 is a perspective view of the tip of the articulated
緩衝装置108には、カメラ取付部201が取り付けられる。カメラ取付部201には、カメラ台座202が取り付けられる。カメラ200は、カメラ台座202に取り付けられる。本実施形態において、第2駆動部120は、先端部側駆動部を構成する。第2駆動部120は、後述する制御部130によって制御される。
A
(3)緩衝装置の構成
図3は、緩衝装置108の分解図である。図3に示すように、緩衝装置108は、クレーン100側に固定される第1基台11と、カメラ200が取り付けられる第2基台12と、第1基台11と第2基台12とを連結する連結機構13とを備える。
(3) Configuration of Buffer Device FIG. 3 is an exploded view of the
第1基台11は、平板形状を有する。第1基台11は、緩衝装置取付部107に取り付けられる。第1基台11は、平板の表面から水平方向Hに突出する第1連結部21を有する。第1連結部21には、後述する伸縮部15の端部15aが連結される。
The
第2基台12は、平板形状を有する。第2基台12は、平板の下辺の鉛直下方に突出した第2連結部22を有する。第2連結部22には、後述する伸縮部15の端部15bが連結される。また、第2基台12は、表面に第1連結部21が挿通される開口部12aが形成される。第2基台12は、図示しない係合部を備えており、後述する案内部14a、案内部14bと係合される。第2基台12は、案内部14a、案内部14bに固定されておらず、上下方向Vに沿って動くことができる。本実施形態において、上下方向Vは、鉛直方向に一致する。
The
連結機構13は、案内部14a、案内部14b、及び伸縮部15を備える。案内部14a、案内部14bは、第1基台11の表面に配設される。案内部14a、案内部14bは、上下方向Vに沿って配設されており、第2基台12を第1基台11に対して上下方向Vに沿って案内する。
The
伸縮部15は、上下方向Vに沿って伸縮する。伸縮部15は、上下方向Vに沿って伸縮する弾性部材である。本実施形態では、伸縮部15は、コイルばねである。伸縮部15は、端部15aと端部15bとを有し、端部15aは、第1連結部21に連結される。また、端部15bは、第2連結部22に連結される。伸縮部15の伸縮力は、カメラ200を含む第2基台12に配設された部材の重量と第2基台12の重量との合計と釣り合うことが好ましい。
The expansion /
緩衝装置108において、第2基台12は、第2基台12に形成された開口部12aに第1基台11に設けられた第1連結部21が挿通された状態で、案内部14a及び案内部14bに可動自在に係合される。第1連結部21と第2連結部22とは、伸縮部15によって連結される。
In the
このように、緩衝装置108において、第1基台11と第2基台12とは、案内部14a及び案内部14bにより水平方向Hへの動きが規制される。すなわち、第1基台11と第2基台12とは、水平方向Hへのブレが少ない連結構造により連結される。
Thus, in the
また、第2基台12(及びカメラ200を含む第2基台12に配設される部材)は、伸縮部15により第1基台11に吊り下げられた状態になっており、伸縮部15の伸縮力により釣り合いが取れた状態である。第1基台11に力が与えられると、伸縮部15が伸び縮みすることにより、第2基台12に伝わる力が軽減される。
In addition, the second base 12 (and the member disposed on the
このとき、開口部12aに挿通された第1連結部21の外面と、開口部12aの縁との間隔が第1基台11に対して第2基台12が上下方向に動くことのできる許容範囲である。
At this time, the distance between the outer surface of the first connecting
第2駆動部120は、緩衝装置取付部107に取り付けられた水平センサ121の検出結果に基づいて、多関節アーム部104の角度によらず、緩衝装置108の第1基台11の平面を垂直方向Vに常に維持するようにモータ取付部105と緩衝装置取付部107との角度を制御する。
Based on the detection result of the
(4)クレーン巻回部と回動支持部の構成
図4は、本発明の実施形態に係るクレーン巻回部102の回動支持部103への取付部分の周辺の分解図である。
(4) Configuration of Crane Winding Unit and Rotation Support Unit FIG. 4 is an exploded view of the periphery of a portion where the
第1駆動機構110は、クレーン巻回部102に取り付けられるメインレール111と、サブレール112とを有する。メインレール111及びサブレール102は、円弧形状を有する。メインレール111の所定の位置には、後述するギア303と係合するギア歯列が形成されている。
The
また、クレーン巻回部102は、回動軸113によって回動支持部103に回動自在に取り付けられる。回動軸113は、ベアリング114を介して回動支持部103に取り付けられる。
Moreover, the
回動支持部103は、サーボモータ301と、減速機302と、ギア303とを有する。ギア303は、ギアケース304にカバーされており、ギアケース304によって回動支持部103に取り付けられている。回動支持部103は、図示しないが、回動軸113を受ける軸受け部を有する。また、回動支持部103は、リニアモータ305を有する。
The
ギア303は、メインレール111に形成されたギア歯列と係合される。したがって、サーボモータ301によってギア303が回動されると、メインレール111が回動方向に送り出される。リニアモータ305は、サブレール112と係合される。リニアモータ305は、ギア303の回動方向と同じ方向にサブレール112を送り出すことができる。
The
サーボモータ301には、回転角度を検出する回転角センサ306aが配設されている。リニアモータ305にも同様にサブレール112を送り出した位置を検出する位置センサ306b、306cが配設されている。
The
クレーン巻回部102は、サーボモータ301及びリニアモータ305によって回動支持部103に対して回動することができる。サーボモータ301及びリニアモータ305は、後述する制御部130によって制御される。
The
(5)制御装置
図5は、本実施形態における雲台の制御を行うための構成を説明する構成図である。すなわち、第2駆動部120と、サーボモータ301と、リニアモータ305と、水平センサ121と、回転角センサ306aと、位置センサ306b及び306cと、制御部130とから制御装置が構成されている。ここで、第2駆動部120は、先端部側駆動部を構成する。サーボモータ301及びリニアモータ305は、支持部側駆動部と構成する。回転角センサ306aと、位置センサ306b及び306cは、アーム部の垂直方向の回動角の変位を検出する検出部を構成する。
(5) Control Device FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a configuration for controlling the pan / tilt head in the present embodiment. That is, the
制御部130は、サーボモータ301及びリニアモータ305の回動角の変位を検出し、検出された回動角の変位を相殺するように第2駆動部120を制御する。また、制御部130は、カメラ200の水平度を検出する水平センサー121からの検出信号に応じて、カメラ200を常に水平にするように第2駆動部120を制御する。具体的には、緩衝装置108の上下方向Vが常に鉛直方向に一致するように制御する。また、緩衝装置108の水平方向Hがクレーン基台101が接地された平面と一致するように制御する。
The
(6)制御処理
図6は、制御部130による雲台の制御を説明するフローチャートである。
(6) Control Processing FIG. 6 is a flowchart for explaining the pan head control by the
ステップS1において、回転角センサ306a、位置センサ306b,cは、クレーン100の動きを検出する。具体的に、回転角センサ306a、位置センサ306b,cは、回動指示部103に対するクレーン巻回部102の動きを検出する。ステップS2において、制御部130は、検出結果から回動支持部103に対するクレーン巻回部102の回動角度の変化量を算出する。
In step S <b> 1, the
ステップS3において、制御部130は、算出された回動角度の変化を相殺するように第2駆動部120の回動角度を算出する。すなわち、制御部130は、前記回動角度の変化によってカメラ200のアングルが変わらないように、第2駆動部120を駆動する駆動角度を算出する。
In step S3, the
ステップS4において、水平センサ121の検出結果を入力し、ステップS5において、水平か否か判断する。ステップS6において、水平センサ121の検出結果が水平になるまで、第2駆動部120を駆動する。ステップS7において、水平センサ121の検出結果が水平になったとき、制御部130は、第2駆動部120を停止させる。
In step S4, the detection result of the
(7)作用・効果
雲台1は、多関節アーム部104の角度の変位を相殺する方向にカメラ200の角度が変更される。このため、カメラ200は、多関節アーム部104の変化によらず所定のアングルを撮影することができる。したがって、多関節アーム部104を支持するアーム巻回部102の不要な動きが撮影中のカメラ200のアングルに悪い影響を与えることがない。
(7) Action / Effect In the camera platform 1, the angle of the
また、雲台1は、カメラ200の水平度を検出する水平センサ121を備えており、制御部130は、水平センサ121からの検出信号に応じて、カメラ200を常に水平にするように第2駆動部120の駆動量を制御する。従って、雲台1は、多関節アーム部104が延ばされた状態で生じるアームの撓みなどによる不要な動きや揺れを吸収できる。
The pan head 1 also includes a
(8)その他の実施形態
上記のように、実施形態をあげて本発明について記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には、様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
(8) Other Embodiments As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. . From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
クレーン100は、多関節アーム部104を有するとして説明したが、クレーンの構造は、図1に限定されない。クレーンのアームの先端部と、アームの付け根部分とにそれぞれ駆動部を有する構成であればよい。
Although the
上述のように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。 As described above, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the present invention is limited only by the invention specifying matters in the scope of claims reasonable from this disclosure.
1…雲台、 11…第1基台、 12…第2基台、 12a…開口部、 13…連結機構、 14a…案内部、 14b…案内部、 15…伸縮部、 15a…端部、 15b…端部、 21…第1連結部、 22…第2連結部、 100…クレーン、 101…クレーン基台、 102…アーム巻回部、 103…回動支軸、 104…多関節アーム部、 105…モータ取付部、 106…モータ、 107…緩衝装置取付部、108…緩衝装置、 200…カメラ、 201…カメラ取付部、 202…カメラ台座、 211…支持アーム、 212,213…アーム取付部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pan head, 11 ... 1st base, 12 ... 2nd base, 12a ... Opening part, 13 ... Connection mechanism, 14a ... Guide part, 14b ... Guide part, 15 ... Telescopic part, 15a ... End part, 15b DESCRIPTION OF SYMBOLS ... End part, 21 ... 1st connection part, 22 ... 2nd connection part, 100 ... Crane, 101 ... Crane base, 102 ... Arm winding part, 103 ... Rotation support shaft, 104 ... Articulated arm part, 105 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Motor mounting part 106 ...
Claims (2)
長手方向に伸縮するアーム部と、前記アーム部の一端部が連結された支持部とを有し、前記支持部において前記アーム部の他端部を少なくとも垂直方向に可動自在に支持する支持体において前記アーム部の先端部に撮影装置を取り付ける雲台であって、
前記アーム部を前記支持部に対して少なくとも垂直方向に駆動する支持部側駆動部と、
前記アーム部の先端部に取り付けられており、少なくとも垂直方向に前記撮影装置の角度を変更する先端部側駆動部と、
前記支持部に対する前記アーム部の垂直方向の回動角の変位を検出する検出部と、
前記検出部において検出された前記回動角の変位を相殺するように前記先端部側駆動部を制御する制御部と
を備える雲台。 An arm portion that expands and contracts in the longitudinal direction, and a support portion that is connected to one end portion of the arm portion and supports the tip portion of the arm portion so as to be movable at least in the vertical direction, are photographed at the tip portion of the arm portion. A head for mounting the device,
In a support body having an arm part that expands and contracts in the longitudinal direction and a support part to which one end part of the arm part is connected, and that supports the other end part of the arm part at least vertically in the support part. A pan head for attaching a photographing device to the tip of the arm part,
A support part side drive part for driving the arm part in at least a vertical direction with respect to the support part;
A tip-side drive unit that is attached to the tip of the arm and changes the angle of the photographing device at least in the vertical direction;
A detection unit for detecting a displacement of a rotation angle of the arm unit in a vertical direction with respect to the support unit;
A pan head comprising: a control unit that controls the tip side drive unit so as to cancel the displacement of the rotation angle detected by the detection unit.
前記制御部は、前記水平検出部からの検出信号に応じて、前記撮影装置を常に水平にするように前記先端部側駆動部を制御する請求項1に記載の雲台。 A horizontal detection unit for detecting the level of the imaging device;
2. The camera platform according to claim 1, wherein the control unit controls the tip end side drive unit so that the imaging apparatus is always leveled according to a detection signal from the horizontal detection unit.
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