JP3204705U - ３６０度ジンバルシステム - Google Patents

Abstract

【課題】３６０度ジンバル装置を提供する。【解決手段】直立支持部１２と、支持部に装着される中空シャフト１６に回転可能に連結されるパンモータ１４と、中空シャフトに配置されるスリップリング１８と、パンモータに取り付けられる近接端部を有する第一アームであって、第一アームがパン軸ｘ回りに３６０°回転自在である第一アーム２０と、第一アームの遠端部と接続されるロールモータ２４と、ロールモータに取り付けられる近接端部を有する第二アームであって、第二アームがロール軸ｙ回りに２７０°回転可能である第二アーム２６と、第二アームの遠端部と接続されるチルトモータ３４と、チルトモータに取り付けられるホルダであって、ホルダがチルト軸ｚ回りに±６０°回転可能であるホルダ３６と、を備える。ジンバル装置は、複数のカスタマイズされた経路に基づいて複数の画像撮影モードを生成するモバイル・アプリケーションを有するモバイル・デバイスと無線通信を行う。【選択図】図５

Description

本願は、２０１５年３月３１日出願の米国仮特許出願シリアル番号６２／１４１，２４５からの優先権を主張し、その内容全体を参照によって援用する。

本願は、概してジンバルシステムに関し、特に、種々のカスタマイズされた経路に基づいて種々の画像撮影モードを達成できるとともに、パン軸周りに３６０°回転自在であるワイヤレス自動ジンバル装置に関する。

ｉ．既存の装置
１．二軸（パン（Pan）及びチルト（Tilt））の角運動（angular motions）を与えることができる多くのカメラ台（スタンド）がある。これらの装置は、モータや自動制御器などの電子ユニットを用いずに手動で動作する。
２．パン及びとチルトを含む二軸角運動を与えることができる無線インターネットプロトコル（ＩＰ）カメラがある。これらのカメラは、二つの電子モータを通じて、制限された動作角で機能する。これらのカメラは、建物の壁に取り付けられ、屋内の交流電源で動作させられる。

ｉｉ．装置の既存の制御
１．自動安定化に加えて、既存の装置の中には、装置自体に取り付けられたデジタル／アナログコントローラによって制御可能なものがある。

ｉｉｉ．既存の撮影方法
１．「グーグル・カメラ（Google Camera）」アンドロイド・モバイル・アプリケーションにおける「全天球モード（Spherical mode）」
ａ．既存のアプリケーションの例
（１）ユーザは、カメラ・アプリケーションのヒントに応じてカメラを手動で移動させる。これらのヒントは、全天球画像の生成に必要とされるすべての角度をカバーしている。全天球画像は、固定水平パノラマではなく鉛直方向視野角（vertical views angle）をカバーする画像である。
ｂ．「グーグル・カメラ」アプリケーションを用いて「全天球画像」を撮るステップ
（１）ユーザは「グーグル・カメラ」アプリケーションを起動し、「全天球モード」に変更する。
（２）ユーザは撮影環境の中心に立つ。
（３）ユーザは、アプリケーションが示すドットに円が嵌まるように、カメラを手動で位置決めする。
（４）ユーザは、いつでも「ストップ（stop）」ボタンをクリックすることにより撮影し終えた画像を用いて「全天球画像」を生成することができる。あるいは、すべての「ドット」を完了する（コンプリートする）と停止する。
（５）ステッチング・アンド・イメージ・ワーピング・アルゴリズム（stitching & image warping algorithm）を用いて個々のすべての画像を一体に縫い合わせること（ステッチング）により「全天球画像」が生成され、専用の「全天球画像ビューアー」において、ドラッグしたり傾けたりすることにより「周囲を見回す（look around）」ように「全天球画像」を見ることができる。

２．「グーグル・カメラ（Google Camera）」アンドロイド・モバイル・アプリケーションにおける「パノラマモード（Panorama mode）」
ａ．既存のアプリケーションの例
（１）ユーザは、カメラを水平に回転させて水平パン撮影（horizontal pan shot）を取り込み、その結果、幅広い範囲の画像が得られる。この画像は、複数の画像のステッチングにより生成される。
ｂ．「グーグル・カメラ」アプリケーションを用いて「パノラマ」を撮るステップ
（１）ユーザは「グーグル・カメラ」アプリケーションを起動し、「パノラマモード」に変更する。
（２）ユーザは撮影環境の前に立つ。
（３）ユーザは、「完了（finished）」と表示されるまでモバイルカメラをゆっくりとパンする。

３．「ハイパーラプス（Hyperlapse）」アプリケーション
ａ．「ハイパーラプス」とは
（１）一定間隔で撮られた画像から構成される動画である。例えば、２４時間に２４０の画像を撮って、１０秒間で再生する。したがって、動画は「早送り（fast forwarded）」動画のように見える。
（２）撮影角度及び方向を静止しておく代わりに、ユーザは、「パン撮影（Panning）」ビデオを得るために、各撮影において少しずつカメラ・スタンドを傾けたりパンしたりすることができる。
ｂ．ハイパーラプス・ビデオを撮る例
（１）ユーザはカメラのタイマをセットし、一定間隔で撮影する。
（２）ユーザは、カメラにセットしたタイマと同じ一定間隔で少しずつスタンドを手動で移動する。
（３）ユーザはすべての写真を手動で読み込み、ソフトウェアで動画を生成する。

ｉｖ．ジャイロ・シフト問題（Gyro-shift problem）
１．一部のスマートフォンは、デジタル・コンパスを有しておらず、あるいは、全天球撮影モードの際にデジタル・コンパス・データを用いない。その結果、ジャイロスコープは、地球の自転によって生じる磁界の変化に影響されることになる。この誤差は時間とともに蓄積し、パン軸ジャイロスコープ・データが不正確となり、その結果、ステッチングの不自然さ（stitching artifacts）が顕著となる。

ａ．既存のカメラ・アプリケーションでは、ジャイロ・シフト問題を最小限とするために、ユーザは２〜３分以内に画像を取り込むことが求められる。

上記の背景技術の説明は３６０度ジンバル装置の理解を助けるためのものであって、３６０度ジンバル装置に関係する従来技術を説明あるいは構成することを自認するものではなく、引用した文献が本願の実用新案請求の範囲の新規性・進歩性に関する材料であると見なすことを自認するものではない。

本願は、３６０度ジンバル装置に対してなされたものである。一の観点において、装置は、直立支持部と、パンモータと、スリップリングと、第一アームと、ロールモータと、第二アームと、チルトモータと、画像取り込み装置のホルダと、無線通信ユニットと、中央処理ユニットと、モータコントローラと、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）センサと、を備える。パンモータは、直立支持部の上側開口端部に装着される中空シャフトと回転可能に連結される。スリップリングは、中空シャフト内に配置される。第一アームは、パンモータに取り付けられる近接端部を有する。第一アームは、直立支持部に対してパン軸回りに３６０°回転自在である。ロールモータは、第一アームの遠端部と接続される。第二アームは、ロールモータの回転部に取り付けられる近接端部を有する。第二アームは、第一アームに対して、パン軸に対して垂直であるロール軸回りに２７０°回転可能である。チルトモータは、第二アームの遠端部と接続される。画像取り込み装置のホルダは、チルトモータの回転部に取り付けられる。ホルダは、直立支持部に対して垂直な水平面に対して、パン軸及びロール軸に対して直交するチルト軸回りに±６０°回転可能である。無線通信ユニットは、ジンバル装置とモバイル・デバイスとの間で信号を無線送受信する。モバイル・デバイスは、複数のカスタマイズされた経路に基づいた複数の画像撮影モードを生成するモバイル・アプリケーションを有する。中央処理ユニットは、無線通信ユニットからのコマンド信号をパルス幅変調（ＰＷＭ）信号へと変換し、ジャイロスコープ信号及び加速度信号を含むモーション信号を処理するとともに、これらの信号を角度信号へと変換する。モータコントローラは、パンモータ、ロールモータ、及びチルトモータに電気的に接続され、中央処理ユニットからＰＷＭ信号を受信してパンモータ、ロールモータ、及びチルトモータに対応する電圧を供給して駆動し、パン軸、ロール軸、及びチルト軸における角運動をそれぞれ行わせるように用いられる。慣性計測ユニット（ＩＭＵ）センサは、それぞれのループにおいて、それぞれの軸におけるジンバル装置の角運動を検出する。

他の観点において、ジンバル装置は、直立支持部と、パンモータと、スリップリングと、第一アームと、ロールモータと、第二アームと、チルトモータと、ホルダと、を備える。パンモータは、直立支持部の上側開口端部に装着される中空シャフトと回転可能に連結される。スリップリングは、中空シャフト内に配置される。第一アームは、パンモータに取り付けられる近接端部を有する。第一アームは、直立支持部に対してパン軸回りに回転可能である。ロールモータは、第一アームの遠端部と接続される。第二アームは、ロールモータの回転部に取り付けられる近接端部を有する。第二アームは、第一アームに対して、パン軸に対して垂直であるロール軸回りに回転可能である。チルトモータは、第二アームの遠端部と接続される。ホルダは、チルトモータの回転部に取り付けられる。ホルダは、パン軸及びロール軸に対して直交するチルト軸回りに回転可能である。

いくつかの実施形態を参照して３６０度ジンバル装置を例示し説明するが、当業者は本明細書を読み、理解することによって均等物及び変形物を当然思いつくであろう。本願の３６０度ジンバル装置は、そのような均等物や変形物をすべて含むものであって、実用新案登録請求の範囲によってのみ規定される。

具体例としての３６０度ジンバル装置の実施の態様を、添付の図面を参照して説明する。

本願の一実施形態にかかる３６０度ジンバル装置の斜視図である。 図１の３６０度ジンバル装置の側面図である。 図１の３６０度ジンバル装置の上面図である。 図１の３６０度ジンバル装置の前面図である。 図１の３６０度ジンバル装置の部分分解組立図である。 従来技術のスリップリングの部分切断斜視図である。 従来技術のスリップリングの概略図である。 本願の一実施形態にかかる３６０度ジンバル装置のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス及びメインＰＣＢを示すブロック図である。 本願の一実施形態にかかる３６０度ジンバル装置のアプリケーションのフローチャートである。 本願の一実施形態にかかる３６０度ジンバル装置の移動のフローチャートである。 本願の一実施形態にかかる３６０度ジンバル装置の装置／アプリケーション通信のシーケンス図である。 本願の一実施形態にかかる３６０度ジンバル装置の装置／アプリケーション制御の例である。

次に、３６０度ジンバル装置の好ましい実施形態を詳細に説明する。また、以下の説明に、その実施例を示す。３６０度ジンバル装置の例示的な実施形態を詳細に説明するが、３６０度ジンバル装置の理解に特に重要でない特徴は簡略化のために示していないことは当業者には明らかであろう。

また、３６０度ジンバル装置は、後述する詳細な実施形態に限定されず、本考案の実用新案登録請求の範囲を逸脱することなく種々の変形及び変更を当業者によってなしうることは、理解されよう。例えば、種々の例示的な実施形態の要素及び／又は特徴を、本開示及び添付の実用新案登録請求の範囲内で、互いに組み合わせること、及び／又は互いと置き換えることができる。

本開示、図面及び添付の実用新案登録請求の範囲から当業者にとって明らかとなる改良や変形は、本考案の添付の実用新案登録請求の範囲の範囲内である。

例示する目的のために、以降に用いられる「直立」、「上側」、「下側」、「鉛直」、「水平」、「最上部」、あるいは「最下部」などの語は、図面において配置されている状態での本考案と関連している。本考案は、そうでないことを明らかに規定している場合を除いて、種々の位置を想定できることは理解されよう。さらに、図面に示す、また以下の説明で詳述する特定の装置は、本考案の単なる例示的な実施形態であることは理解されよう。したがって、以下に開示される実施形態と関連する具体的な寸法及び他の物理的特徴は、限定として考慮するべきではない。

なお、明細書及び実用新案請求の範囲を通じて、一つの要素が他の要素に「連結される」あるいは「接続される」場合、要素は他の要素に必ずしも固定される、留められる、あるいは取り付けられることを意味しない。むしろ、「連結される」あるいは「接続される」という語は、あるエレメントが他のエレメントに直接的あるいは間接的に接続される、又は他のエレメントと機械的あるいは電気的につながっていること、を意味する。

図１〜図５は、本願の一実施形態にかかる３６０度のジンバル装置１０の種々の図を示している。３６０度ジンバル装置１０は、三つのモータを、すなわちパンモータ１４と、ロールモータ２４と、チルトモータ３４とを有することができる。三つのモータは、ジンバル装置１０の直立支持部１２に装着される。三つのモータ１４，２４，３４は、三つのモータ１４，２４，３４のそれぞれ三つの軸ｘ，ｙ，ｚ回りの角運動を制御するブラシレスモータとすることができる。パンモータ１４を、直立支持部１２の上側開口端部に装着される中空シャフト１６と回転可能に連結できる。

スリップリング１８を、中空シャフト１６内に配置できる。スリップリング１８の下側端部から延びる複数の第一電線４０を、直立支持部１２に配置されるプリント基板４４に電気的に接続できる。スリップリング１８の上側端部から延びる複数の第二電線４２を、パンモータ１４と、ロールモータ２４と、チルトモータ３４とに電気的に接続できる。

図６及び図７は、本願のジンバル装置１０において用いることができる従来のスリップリングの二つの図を示している。スリップリングは、静止部から回転構造へと電力及び電気信号を送ることができる電気・機械装置である。スリップリングは、電力及び／又はデータを送ると同時に、自由な（unrestrained）、間欠的又は連続的な回転が要求されるあらゆる電気・機械システムにおける用いることができる。スリップリングは、機械的性能を向上させ、システム動作を簡単化し、可動接合部から垂れ下がる損傷しやすいワイヤを無くすことができる。

ジンバル装置１０は、近接端部と遠端部とを有する第一アーム２０を有することができる。第一アーム２０が直立支持部１２に対してパン軸ｘ回りを３６０°回転自在となるよう、第一アーム２０の近接端部をパンモータ１４の側部に取り付けることができる。第一アーム２０を、一セットのネジ２２又は他の適切な固定手段によってパンモータ１４に取り付けることができる。

ロールモータ２４を、第一アーム２０の遠端部に接続することができる。ジンバル装置１０は、近接端部と遠端部とを有する第二アーム２６を有することができる。第二アーム２６が、第一アーム２０に対し、パン軸ｘに垂直なロール軸ｙ回りを２７０°回転可能となるよう、第二アーム２６の近接端部をロールモータ２４の回転部に取り付けることができる。

チルトモータ３４を、第二アーム２６の遠端部に接続することができる。例えば画像取り込み装置３８、を保持するためのホルダ３６が、直立支持部１２に対して垂直な水平面に対して、パン軸ｘ及びロール軸ｙに対して直交するチルト軸ｚ回りに±６０°で回転可能となるよう、ホルダ３６をチルトモータ３４の回転部に取り付けることができる。

プリント基板４４は、ジンバル装置１０とモバイル・デバイス６４との間で信号を無線送受信するための無線通信ユニット６２を有することができる。ジンバル装置１０の無線通信ユニット６２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＷｉＦｉを通じてモバイル・デバイス６４と、又は他の無線通信デバイスと、通信可能である。モバイル・デバイス６４は、複数のカスタマイズされた経路に基づいて複数の画像撮影モードを生成するモバイル・アプリケーションを有することができる。

プリント基板４４はさらに、無線通信ユニット６２からのコマンド信号をパルス幅変調（ＰＷＭ）信号へと変換し、ジャイロスコープ信号及び加速度信号を含むモーション信号（motion signals）を処理するとともに、これらの信号を角度信号へと変換するための中央処理ユニット（center processing unit）６６を有することができる。

プリント基板４４はまた、パンモータ１４、ロールモータ２４、及びチルトモータ３４とに電気的に接続されたモータコントローラ６８を有することができる。モータコントローラ６８は、中央処理ユニット６６からのＰＷＭ信号を受信して、パンモータ１４、ロールモータ２４、及びチルトモータ３４に対応する電圧を供給して駆動することで、パン軸ｘ、ロール軸ｙ、及びチルト軸ｚにおける角運動をそれぞれ行わせるように用いることができる。

プリント基板４４はさらに、それぞれのループ（looping）において、それぞれの軸におけるジンバル装置の角運動を検出するための慣性計測ユニット（ＩＭＵ）センサ７０を有することができる。

パンモータ１４、ロールモータ２４、及びチルトモータ３４と、プリント基板４４上に装着された電気部品と、に電力を供給するために、複数の電池５２を、ハンドルすなわち直立支持部１２内に配置することができる。

ジンバル装置１０は、パンモータ１４、ロールモータ２４、及びチルトモータ３４を手動で制御するために直立支持部１２に配置されるジョイスティック５０を有することができる。

本願の３６０度のジンバル装置１０は、三軸ジンバル装置を用いた異なる撮影方法を自動化することができる。振動を相殺する追加的な安定化機能を提供する通常の手持ち用途に加えて、ユーザは、ベース・アクセサリー（例えば三脚）上に本願の３６０度ジンバル装置１０を立てることができる。本願のジンバル装置１０は、スマートフォンやスマートウォッチなどのモバイル・デバイスを移動するよう制御することができる。

さらに、カメラモジュールやＧｏＰｒｏ（登録商標）のような他のアクション・カメラなどの他の撮像デバイスも適用可能である。ユーザは、上述した種々の撮影モードを達成するために、カメラを手動で動かす労力や一定間隔でカメラ・スタンドを移動させる労力を省くことができる。本願のジンバル装置１０はまた、ヒューマンエラーを低減／排除することにより、取り込みプロセスにおける精度を大きく向上するのに役立つ。

三軸ジンバル装置１０は、パン軸、ロール軸、及びチルト軸を制御することができる三つのブラシレスモータによって動作することができる。パン角、ロール角、及びチルト角（動作角）を、それぞれ連続的な３６０度、２７０度、及び±６０度とできる。

本願の３６０度のジンバル装置１０において、無線制御を採用することができる。ジョイスティックのアナログ制御に加えて、本願のジンバル装置を無線制御することができる。ユーザは、撮影角を制御するために装置を保持するが必要がない。ユーザは、８〜２０メートルの範囲内で装置を制御することができる。

モバイル・アプリケーションが装置とペアリングされると、ユーザはインターネット上で装置を制御することさえできる。ユーザは、スマートウォッチなどの他のスマート・デバイスからインターネットを通じて制御コマンドを送信することができる。コマンドは、装置に既に無線接続されているスマートフォンなどのモバイル・デバイスにおいて実行されることになる。

さらに、本願の３６０度ジンバル装置１０は、「全天球撮影（Spherical shooting）」モードにおけるジャイロ・シフト問題を克服することができる。本願の３６０度ジンバル装置１０は、磁気コンパスを有することができる外部ジャイロスコープとして機能でき、ジャイロ・シフト問題を克服するよう用いることができる。ユーザは、可能な限り早く撮影することができる。最適化経路を、不自然さを最小化するようにプログラムすることができる。装置は、各回転において最上部から最下部へとチルト（tilt）する必要がある。

＜動作プロセス＞
ジョイスティック５０からの信号及び電池５２からのバッテリ電力を含む、ハンドルすなわち直立支持部１２（静止部）からの電力及び信号を、中空シャフト１６に設置できるスリップリング１８を介してジンバル装置１０の上側部分５４（回転部）に送ることができる。静止部からの信号はスリップリング１８の静止部にまず直接接続されて、スリップリング１８の回転部から出力される。そして、信号は、ジンバル装置１０の回転部の電子デバイスに、スリップリング１８の回転部からワイヤへの直接接続により、接続される。

この構造により、軸ｘ，ｙ，ｚのそれぞれで連続回転が可能になり、電力及びデータを送ると同時に、ジンバルシステムにおける可動接合部から垂れ下がる損傷しやすいワイヤを無くすことができる。

これにより、ジンバル装置１０の動作角が大きく向上し、特定のプログラミングに応じて決められる回転範囲を自由に動作できる。これがいわゆる３６０度ジンバル技術である。

図８は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のモバイル・デバイスと、本願の一実施形態にかかる３６０度ジンバル装置のメインＰＣＢと、を示すブロック図である。

１．モバイル・デバイス６４からＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モバイル・デバイス：アンドロイド又はｉＯＳなどのモバイル・デバイス６４上で動作するモバイル・アプリケーションは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を通じて無線通信ユニット６２に信号を送信することができる。

２．無線通信ユニット６２：三軸ジンバル装置１０とモバイル・デバイス６４との間で信号を送受信する。

３．中央処理ユニット６６：コマンド信号をパルス幅変調（ＰＷＭ）信号へと変換し、同時に、ジャイロスコープ信号及び加速度信号を含むモーション信号を処理する。これらの信号を角度信号へと変換する。

４．モータ制御器６８：中央処理ユニットからのＰＷＭ信号を受信し、三軸ジンバル装置１０における三つのモータ１４，２４，３４に対応する電圧を供給して駆動する。

５．それぞれの軸１４，２４，３４におけるモータ：モータ制御器６８から電圧を受けて、パン軸ｘ、ロール軸ｙ、及びチルト軸ｚにおける角運動を生成する。

６．慣性計測ユニット（ＩＭＵ）センサ７０：それぞれのループにおいてそれぞれの軸ｘ，ｙ，ｚにおけるジンバル装置１０の対応する角運動を検出する。

無線通信ユニット６２は、モバイル・デバイス６４のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）装置を介してモバイル・アプリケーションから命令を受信する。そして、命令の生データが、中央処理ユニット６６に伝達されてＰＷＭ信号へと変換され、モータ制御器６８へと送信されて、三つのモータ１４，２４，３４に送信する前に電圧信号へと変換される。

パン軸ｘ、ロール軸ｙ、及びチルト軸ｚに沿ったモータ１４，２４，３４は、電圧信号によって電力供給され、対応する角運動を生成する。

そして、リアルタイムな運動が、三軸ジャイロスコープ及び三軸加速度を含むことができるＩＭＵセンサ７０によって検出される。これらの信号は、中央処理ユニット６６内で安定した角度信号を形成するために組み合わせられる。そして、モバイル・アプリケーションから与えられた元の命令と比較され、それぞれの軸の運動を引き続き行うか否かが判断される。目標の角度に達すると、確認信号を中央処理ユニット６６からモバイル・アプリケーションへと無線通信ユニット６２を通して送信できる。そして、全命令が終了する。その後、システムは、先と同じシーケンスに従って次のコマンドを実行することができる。

＜アプリケーションの説明＞
Ａ．フローチャートをステップ毎に説明：
１．図９は、ワイヤレス制御アプリケーションのフローチャートを示す（appflow_01参照）。
（１）アプリケーション起動
ｉ．ユーザは、装置を起動させ、装置にスマートフォンを取り付け、アプリケーションを起動させる。
（２）ログイン済み？
ｉ．ユーザがアプリケーションにログインしたか判断。
（３）登録
ｉ．ユーザは、「登録」ボタンをクリックし、登録ページに切り替える。
（４）接続待機（Waiting Connection）画面
ｉ．画面は、ユーザが接続する装置を選択可能な「接続」ボタンを表示する。
（５）Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）有効？
ｉ．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）が有効か否かをチェックする。
（６）Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を有効化
ｉ．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を自動的に有効にする。または、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を、ポップアップ・ウィンドウを通じて有効にする。
（７）近くのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）装置を検索し、画面に表示
ｉ．近くのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）装置を見つけ出し、ポップアップ・リストに表示する。装置との接続を試行する。
（８）装置との接続試行
ｉ．アプリケーションが、選択された装置との接続を試行する。
（９）装置は以前にペアリングされていた？
ｉ．装置が以前にペアリングされていた否かを確認する。
（１０）ペアリングを要求
ｉ．最初の接続を行い、装置とペアリングさせるポップアップを行う、又は、バックグラウンドにおいて自動的にペアリングさせる。
（１１）Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続完了？
ｉ．装置がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を通じて接続されたか否かを確認する。
（１２）接続失敗メッセージを表示
ｉ．「接続失敗」メッセージをポップアップ表示し、接続画面に戻る。
（１３）アプリケーションに入る
ｉ．カメラ・アプリケーションに入る。

２．図１０は、所定の経路で装置を移動させるフローチャート（appflow_02）を示す。
（１）アプリケーションに入る
ｉ．ユーザがカメラ又は画像取り込み装置を安定化装置（つまりジンバル装置）に置き、ジンバル装置がベース・アクセサリーに配置されたと仮定する。ユーザは既にアプリケーションを起動させて、装置と接続している。
（２）撮影モードを選択し、対応する経路データをロードする
ｉ．ユーザは、「全天球パノラマ（Spherical Panorama）」や「水平パノラマ（Horizontal Panorama）」や「ハイパーラプス（Hyperlapse）」などの種々のモードを選択する。
ｉｉ．要求に適うよう経路を設定することができる。
（３）一つずつ経路データを読み取る
ｉ．種々のモードを選択することによって、対応する所定の経路をロードし、移動コマンドを一つずつ装置に送信する。
（４）コマンドを決定
ｉ．コマンドを移動コマンド（move command）又は待機コマンドとできる（app_ex_cmd_01参照）。
（５）ｎ秒間待機
ｉ．他のコマンドを送信するまで、アプリケーションはｎ秒間停止する。
（６）移動（app_device_sequence参照）
ｉ．アプリケーションが、移動（movement）コマンドを装置に送信する。
（７）ファイルの終了？
ｉ．ファイルの終了が、経路がすべて完了された（コンプリート）か否かによって判断される。
（８）画像をカメラに保存
ｉ．先のプロセスで得られた画像に基づいた、縫い合わせ（ステッチングされた）画像（stitched image）を演算する（ref_app_01参照）。

＜装置／アプリケーション通信＞
ｉ．図１１は、装置／アプリケーション通信のシーケンス図である（app_device_sequence参照）。
（１）コマンドを無線送信
ａ．送信コマンドの指定（appflow_02 - 6参照）
（２）シリアルコマンド（serial command）を有効な変数（meaningful variables）へとパース（Parse）する。
ａ．コマンドを確認するために装置のＣＰＵがＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）からのシリアルコマンドのチェックサム（checksum）を行う。
（３）どれだけの電圧をそれぞれのモータへ出力すべきか計算
ａ．装置内のファームウェアが、どれだけの電圧をそれぞれのモータへ出力すべきか計算する。
（４）モータが目標位置に到着したことをチェック
ａ．装置チェック内のファームウェアがモータをチェックし、またデータをジャイロスコープと組み合わせて、モータが目標に達したことを判断する。
（５）次のコマンドへと継続
ａ．完了信号をアプリケーションへと送信し、アプリケーションが次のコマンドを送信可能となる。

ｉｉ．図１２は、アプリケーション装置／アプリケーション制御の例を示す（app_device_communication_physical参照）。
ａ．使用符号の説明（Legend）
１．アプリケーションがインストールされたモバイル・デバイス：１０１
２．基部すなわちベース・アクセサリー：１０２
３．装置自体：１０３
４．装置のモータ：１０４
ｂ．制御フロー
１．装置１０３をベース・アクセサリー１０２に立てる。
２．モバイル・デバイス１０１が装置１０３へワイヤレス信号を送信する。
３．装置１０３が、モバイル・デバイス１０１からの信号を実現するためにどれだけの出力を必要とするか計算する。
４．装置のモータ１０４が装置１０３に応じて運動する。
５．モバイル・デバイス１０１は、ユーザによって選択されたモードに応じて種々の撮影モードを達成することができる。
６．モバイル・デバイス１０１を、ベース・アクセサリー１０２から分離するよう取り外し、カメラ・スタビライザー（安定器）として単独で使用することができる。モバイル・デバイスは単体で安定化機能を有することになる。

＜ワイヤレス制御の方法＞
ｉ．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉなど、ワイヤレス制御にはいくつかの方法がある。装置には、ワイヤレス制御としてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）が組み込まれている。ただ、他のワイヤレス接続機構も適用可能である。

ｉｉ．プロトコル
１．装置へ送信されるコマンドは、装置だけが認識できるカスタム・プロトコルに従う必要ある。
ａ．プロトコルの例は以下の要素から構成される。
１）ヘッダ
（１）装置にコマンドのスタートを通知するヘッダ要素
２）チェックサム
（１）パケットを確認するためのチェックサム
３）機器識別記号（デバイスＩＤ）
（１）ハードウェアの種々のバージョンを特定するためのカスタムＩＤ
４）データ長
（１）ペイロードのデータ長
５）コマンド
（１）移動モード等のコマンド
６）データ
（１）コマンドに依存
IMG: appflow_01
IMG: appflow_02
IMG app_device_communication_physical
IMG app_device_sequence

＜実施例（Examples）＞
app_ex_cmd_01
#0: move_to（x: 60, y: 10）（（ｘ：６０，ｙ：１０へ移動））
#1: wait 3 seconds（３秒間停止）
#2: move_to（x: 60, y: 20）（（ｘ：６０，ｙ：２０へ移動））
#3: wait 3 seconds（３秒間停止）
#4: move_to（x: 70.y::20）（ｘ：７０，ｙ：２０へ移動））
#5 wait 3 seconds（３秒間停止）
等

＜参考（References）＞
ref_app_01
ステッチング方法は、ステッチングプロセスを速くするよう、装置のジャイロスコープ及び磁気コンパス・データを用いて既存のステッチングフローに基づいて実行される。

１０ ジンバル装置
１２ 直立支持部
１４ パンモータ
１６ 中空シャフト
１８ スリップリング
２０ 第一アーム
２４ ロールモータ
２６ 第二アーム
３４ チルトモータ
３６ ホルダ
３８ 画像取り込み装置
４０ 第一電線
４２ 第二電線
４４ プリント基板
５０ ジョイスティック
６２ 無線通信ユニット
６４ モバイル・デバイス
６６ 中央処理ユニット
６８ モータコントローラ
７０ 慣性計測装置センサ（ＩＭＵセンサ）
１０２ 基部

Claims (10)

1. 直立支持部（１２）と、
   前記直立支持部（１２）の上側開口端部に装着される中空シャフト（１６）と回転可能に連結されるパンモータ（１４）と、
   前記中空シャフト（１６）内に配置されるスリップリング（１８）と、
   前記パンモータ（１４）に取り付けられる近接端部を有する第一アーム（２０）であって、第一アーム（２０）が前記直立支持部（１２）に対してパン軸（ｘ）回りに回転可能である第一アーム（２０）と、
   第一アーム（２０）の遠端部と接続されるロールモータ（２４）と、
   前記ロールモータ（２４）の回転部に取り付けられる近接端部を有する第二アーム（２６）であって、第二アーム（２６）が前記第一アーム（２０）に対して前記パン軸（ｘ）に対して垂直であるロール軸（ｙ）回りに回転可能である第二アーム（２６）と、
   前記第二アーム（２６）の遠端部と接続されるチルトモータ（３４）と、
   前記チルトモータ（３４）の回転部に取り付けられるホルダ（３６）であって、ホルダ（３６）は前記パン軸（ｘ）及び前記ロール軸（ｙ）に対して直交するチルト軸（ｚ）回りに回転可能であるホルダ（３６）と、
   を備えるジンバル装置。
2. 前記スリップリング（１８）の下側端部から延びる複数の第一電線（４０）が、前記直立支持部（１２）に配置されるプリント基板（４４）に電気的に接続されており、前記スリップリング（１８）の上側端部から延びる複数の第二電線（４２）が、前記パンモータ（１４）、前記ロールモータ（２４）、及び前記チルトモータ（３４）に電気的に接続されている、
   請求項１に記載のジンバル装置。
3. ジンバル装置（１０）とモバイル・デバイス（６４）との間で信号を無線送受信するための無線通信ユニット（６２）を備える、
   請求項２に記載のジンバル装置。
4. 前記無線通信ユニット（６２）からのコマンド信号をパルス幅変調（ＰＷＭ）信号へと変換し、ジャイロスコープ信号及び加速度信号を含むモーション信号を処理するとともに、これらの信号を角度信号へと変換するための中央処理ユニット（６６）を更に備える、
   請求項３に記載のジンバル装置。
5. 前記パンモータ（１４）、前記ロールモータ（２４）、及び前記チルトモータ（３４）に電気的に接続され、前記中央処理ユニット（６６）から前記ＰＷＭ信号を受信して前記パンモータ（１４）、前記ロールモータ（２４）、及び前記チルトモータ（３４）に対応する電圧を供給して駆動し、前記パン軸（ｘ）、前記ロール軸（ｙ）、及び前記チルト軸（ｚ）における角運動をそれぞれ行わせるように用いられるモータコントローラ（６８）を更に備える、
   請求項４に記載のジンバル装置。
6. それぞれのループにおいて、それぞれの軸におけるジンバル装置の角運動を検出するための慣性計測ユニット（ＩＭＵ）センサ（７０）を更に備える、
   請求項５に記載のジンバル装置。
7. 前記第一アーム（２０）は３６０°回転自在であり、前記第二アーム（２６）は２７０°の範囲内で回転可能である、
   請求項１に記載のジンバル装置。
8. 前記ホルダ（３６）は、前記直立支持部（１２）に対して垂直な水平面に対して±６０°の範囲内で回転可能であり、前記ホルダ（３６）は画像取り込み装置（３８）を保持するように構成されている、
   請求項１に記載のジンバル装置。
9. 前記直立支持部（１２）が装着される基部（１０２）を更に備える、
   請求項１に記載のジンバル装置。
10. 前記パンモータ（１４）、前記ロールモータ（２４）、及び前記チルトモータ（３４）を手動で制御するために前記直立支持部（１２）に配置されるジョイスティック（５０）を更に備える、
    請求項１に記載のジンバル装置。