JP6093195B2 - カメラ支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、テレビジョン番組制作、映画製作等のスタジオで用いるカメラを屋内（三次元空間内）の任意の位置で支持するカメラ支持装置に関する。

テレビジョン番組制作、映画製作等のスタジオで用いられるカメラは、スチルカメラと違い、自由に方向を変えながらの撮影（動画を含む）が不可欠である。その為、従来、スタジオで用いられるカメラを支持する装置として、三脚、ペデスタル、クレーンが使用されている。

三脚は、シンプルな構造を有し、カメラの向きと高さを変えることができ安定な撮影が可能である。
ペデスタルは、カメラの向きや高さの変更が可能であり、移動を伴っての撮影を行うことができる。
クレーンは、アームの長さを活かした高い位置からの撮影や、移動を伴っての撮影を行うことができ、上記挙げた中では最も自由度の高い撮影を行うことができる可能である。

また、スタジオで用いられるカメラ支持装置として、特許文献１に示すような装置が提案されている。特許文献１で提案されたカメラ支持装置は、スタジオの天井部（天井）に敷設されたレール上を移動可能な駆動装置と、該駆動装置の下端部に配置される上下に屈伸する上下移動アームと、該上下移動アームの先端部に配置されると共にカメラが装着され、パン・チルトを実現するパン・チルト装置とを備えて構成される。

特開平１０−１０８０４４号公報

しかしながら、三脚は、脚部の下に車輪を付加しない限り移動を伴い撮影を行うことができなかった。
また、ペデスタルは、高さ方向への移動には、機構的な問題とカメラマンがビューファインダーをのぞくことができる範囲内という制限があるので、カメラマンの身長を大幅に超えるほどにカメラの位置を高くすることができなかった。一方、下方向への移動には、機構的な問題でカメラマンの腰の位置程度が限界であり、それより下の極端に低い位置にカメラを移動させることはできなかった。

また、クレーンは、アームの長さが欠点となり、撮影時に広いバックスペースを必要とし、低いポジションで撮影する場合、アームが人の導線を遮ってしまうなどの欠点があった。さらに、クレーンの最大の弱点は、構造上、移動撮影から静止撮影に移行する際、アームが共振周波数によって揺れてしまうというものであった。その為、アームを用いて移動を行って撮影する場合、超低速に減速した上で揺れが目立たないように停止させたり、静止する前に違うカメラの映像に切り替え、クレーンに設置されるカメラの揺れた映像が放送に出ないようにするなどの運用上の施策で回避しているのが現状であった。

また、特許文献１で提案されたカメラ支持装置は、カメラをスタジオの天井から離れた低い位置で保持することを可能にしようとした場合、上下移動アームの長さを長くする必要がある。しかし、このカメラ支持装置は、上下移動アームの長さに比例して重量が重くなることから、天井の強度も上下移動アームの長さに比例して強くする必要があった。
さらに、特許文献１で提案されたカメラ支持装置は、スタジオ内又はスタジオ外に設置されたテレビジョンモニターを見ながら遠隔操作されるので、カメラの視点と操作者（カメラマン）の視点とが異なる。その為、このカメラ支持装置は、直感的に動かしにくかった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであって、移動を伴う撮影が可能であり、上下方向の移動に対してカメラマンの身長の影響が少なく、設置に広いスペースを要さず、さらに、速度変化を伴う移動をされても安定した撮影を行うことが可能なカメラ支持装置を提供することを課題とする。
また、天井の高さに関係なく小型で、かつ、操作者が直感的に操作し易いカメラ支持装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために請求項１に係るカメラ支持装置は、天井からカメラを吊り下げ支持するカメラ支持装置であって、カメラを保持する保持機構と、天井に設置され、先端が保持機構に接続されるワイヤを用いて保持機構を吊り下げる吊り機構と、を備え、吊り機構が、ワイヤの巻き取り、及び送り出しが自在なワイヤ巻取送出手段と、カメラ、及び保持機構の重さと吊り合うトルクを弾性変形によりワイヤ巻取送出手段に付与する弾性部品とを有する構成とした。

このような構成を備えるカメラ支持装置は、ワイヤ巻取送出手段によって、ワイヤを送り出すことでカメラの位置を下降させ、ワイヤを巻き取ることでカメラの位置を上昇させる。また、カメラ支持装置は、弾性部品によって、カメラを吊り下げ支持する。

請求項２に係るカメラ支持装置は、請求項１に係るカメラ支持装置において、弾性部品を定張力ばねとする構成とした。

このような構成を備えるカメラ支持装置は、定張力ばねが弾性変形する距離に関わらず一定のトルクを発生させるので、下降後の位置や上昇後の位置でカメラが動かないように吊り下げ支持することができる。

請求項３に係るカメラ支持装置は、請求項１又は請求項２に係るカメラ支持装置において、一端が保持機構の下部にユニバーサルジョイントを用いて設置され、カメラの操作を行う操作部が取り付けられた伸縮自在な操作用アームを備える構成とした。

このような構成を備えるカメラ支持装置は、操作用アームによって、カメラの位置や方向を自在に調整することができる。

請求項４に係るカメラ支持装置は、請求項３に係るカメラ支持装置において、操作部が、カメラのアイリス、焦点距離、画角、パン方向の角度、及びチルト方向の角度の内、少なくとも何れか一つを調整できるリモートコントローラを備える構成とした。

このような構成を備えるカメラ支持装置は、カメラ自体に手が届かなくても、操作部のリモートコントローラによって、カメラの撮影に関する操作を行うことができる。

請求項５に係るカメラ支持装置は、請求項１ないし請求項４の何れか１項に係るカメラ支持装置において、吊り機構が、天井をスライド自在に設置されている構成とした。

このような構成を備えるカメラ支持装置は、吊り機構をスライドさせることで、吊り下げられているカメラの位置を水平方向に大きく変更することができる。

請求項６に係るカメラ支持装置は、請求項１ないし請求項５の何れか１項に係るカメラ支持装置において、吊り機構が、ワイヤの送り出し方向を調整できる送出方向調整機構と、ワイヤ巻取送出手段に取り付けられ前記ワイヤの送出量を計測する第１センサと、送出方向調整機構に取り付けられワイヤの送り出し方向を計測する第２センサとを備え、第１センサ及び第２センサからカメラの位置を算出する構成とした。

このような構成を備えるカメラ支持装置は、スタジオ内でのカメラの三次元位置を算出することができる。

請求項１及び請求項２に係る発明によれば、ワイヤを用いてカメラを天井から吊り下げる構造であるため、操作者がカメラの重さを意識することなく、軽い力で思いのままにカメラを移動することができる。また、カメラの下部に大掛かりな機構を持たないので、操作者の膝下程度の低い位置へもカメラを移動することが可能である。また、電力を必要としない弾性部品を用いてカメラを支持しているので、電力を供給するためのケーブルが撮影を妨げることがない。

請求項３に係る発明によれば、操作用アームを伸縮自在な構造なので、操作者が直接手の届かないような高い位置への移動も可能である。また、カメラをワイヤで吊り下げると共にカメラの直下を操作用アームで支持する方式なので、急速な移動撮影から静止撮影に移行するような大きな速度変化を伴う動作を行っても、カメラの揺れを最小限に抑えることが可能である。
請求項４に係る発明によれば、カメラの視点に近い操作者が操作を行うので、手持ちカメラで撮影するような感覚で、手軽に多様なカメラ位置からの撮影を行うことが可能である。

請求項５に係る発明によれば、カメラを水平方向にスライドできる構造なので、カメラの位置を大きく変更する撮影条件などに対応することができる。
請求項６に係る発明によれば、スタジオ内でのカメラの三次元位置を算出することができるので、このデータをＣＧ(Computer Graphics)描画システムに渡すことで、実写とＣＧとの合成が可能になる。

第１実施形態に係るカメラ支持装置の外観図（一部断面）であり、図１（ａ）は側面図であり、図１（ｂ）は背面図である。 第１実施形態に係るカメラ支持装置の姿勢制御機構を説明するための図であり、図２（ａ）は操作用アームが伸びた状態であり、図２（ｂ）は操作用アームが縮んだ状態である。 第１実施形態に係るカメラ支持装置を用いて、カメラの高さを変更して撮影する場合を説明するための図である。 第１実施形態に係るカメラ支持装置を用いて、カメラの操作者が入りにくい位置で撮影する場合を説明するための図である。 第１変形例に係るカメラ支持装置外観図であり、図５（ａ）は側面図であり、図５（ｂ）は背面図である。 第２変形例に係るカメラ支持装置外観図であり、図６（ａ）は側面図であり、図６（ｂ）は背面図である。 第３変形例に係るカメラ支持装置外観図（一部断面）であり、図７（ａ）は側面図であり、図７（ｂ）は背面図である。

以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一の構成については同一の名称及び符号を付し、詳細説明を省略する。また、参照する図面において、本発明を構成する部材の寸法は、説明を明確にするために誇張して表現されている場合がある。

＜実施形態＞
［カメラ支持装置の構成の説明］
本発明に係るカメラ支持装置について、図１を参照しながら説明する。カメラ支持装置１００は、テレビジョン番組制作、映画製作等のスタジオで用いられるカメラ１０を吊り下げ支持する装置である。

カメラ支持装置１００は、保持機構２０と、吊り機構３０と、操作機構４０と、を主に備えている。ここで、図１で示した吊り機構３０は、内部構成を説明するために筺体３１部分が断面図となっている。次に、カメラ支持装置１００の各部の構成について説明する。

（保持機構）
保持機構２０は、吊り下げられた状態のカメラ１０を保持する機構である。保持機構２０は、台座２１と、保持機構本体２２と、を主に備えている。

台座２１は、カメラ１０を上部に設置できる強度を有する板材である。台座２１は、下面にチルト方向の傾動を行うギヤ群２１ｂ（図２参照）が格納される凸部２１ｃが形成されている。ギヤ群２１ｂは、詳細は後記する姿勢制御機構７０（図２参照）に接続され、チルト調整ダイヤル６４が操作されることで台座２１が支点２１ａを中心にチルト方向（図２参照）に傾く。その為、台座２１は、傾斜した状態においてもカメラ１０が摺動しないように、カメラ１０を金具で固定している。なお、台座２１は、形状や大きさについて特に限定されないが、設置されたカメラ１０の重心が支点２１ａ上になるように構成されるのがよい。

保持機構本体２２は、所定の厚さを有するリング部材である。保持機構本体２２は、台座２１を支点２１ａでチルト方向に傾けられるように支持する軸受け部２２ａと、操作用アーム５０を前後左右方向に傾動自在に保持するユニバーサルジョイント２２ｂとを備える。

（吊り機構）
吊り機構３０は、保持機構２０（カメラ１０を含む）、及び操作機構４０を吊り下げるための機構である。吊り機構３０は、筺体３１と、定張力ばね３２と、プーリー３３と、ワイヤ導出部３４と、を主に備えている。
筺体３１は、箱型をなし、上部を天井にパン方向に対して回動自在に設置されている。

定張力ばね３２は、開放時に密着巻きされた渦巻きばねであり、外側端の引き出し距離に関わらずほぼ一定のトルクを発生させる。この点で、定張力ばね３２は、例えば外側端の引き出し距離に比例してトルクが変化するぜんまいとは異なる。

本実施形態では、定張力ばね３２は、筺体３１の内部に設置される。そして、定張力ばね３２は、内側端を従動軸３２ｂに取り付け、外側端を側面視で逆Ｓ字形状になるように（従動軸３２ｂに巻かれる方向とは逆方向である矢印方向に巻かれるように）駆動軸３２ａに取り付けてある。また、定張力ばね３２は、幅や厚さ、開放時の曲率を適宜選択することで、吊り機構３０より下の構造の質量と同等のトルクを外側端の引き出し距離に関わらずほぼ一定に発生させる。

プーリー３３は、定張力ばね３２の外側端が取り付けられる駆動軸３２ａを用いて軸支され、駆動軸３２ａの回動に連動して回動する。また、プーリー３３は、ワイヤ３９の一端が取り付けられており、図の矢印方向(右回り)に回動することでワイヤ３９を送り出し、図の矢印方向とは反対方向(左回り)に回動することでワイヤ３９を巻き取る。巻き取ったワイヤ３９は、プーリー３３に巻装される。

ここで、前述した通り、カメラ支持装置１００は、定張力ばね３２が発生させるトルクと、ワイヤ３９に接続される吊り機構３０より下の構造の合計質量とが均衡するように構成されている。その為、カメラマンがカメラ支持装置１００から手を離した状態では、ワイヤ３９が巻き取られも、送り出されもされない。すなわち、カメラ支持装置１００は、定張力ばね３２が発生させるトルクを用いて、下降後の位置や上昇後の位置でカメラ１０が動かないように吊り機構３０より下の構造の質量を吊り下げ支持する。一方、ワイヤ３９の巻き取り、又は送り出しが行われるのは、カメラマンがカメラ１０を手動で上下方向に移動させる場合である。この場合は、カメラマンが操作機構４０に加える力により、定張力ばね３２が吊り機構３０より下の構造を上昇させようとする力（トルク）と、吊り機構３０より下の構造の合計質量により自然落下する力との均衡が崩れ、ワイヤ３９の巻き取り、又は送り出しがなされる。

ワイヤ導出部３４は、筺体３１の下部に設置され、プーリー３３からワイヤ３９を導出する機構である。ワイヤ導出部３４は、カメラ１０の前後方向の位置に応じてワイヤ３９の送り出し方向を変える軸受け部３４ａを備える。それにより、障害物等があることによりカメラマンが入りにくい位置で撮影を行いたい場合に、カメラ１０を前後方向に移動させて撮影を行うことが可能となる（図４参照）。

（操作機構）
操作機構４０は、カメラマンがカメラ１０の位置調整、姿勢調整、及び撮影に関する操作を行う機構である。操作機構４０は、操作用アーム５０と、操作部６０と、姿勢制御機構７０（図２参照）と、を主に備えている。

操作用アーム５０は、カメラマンがカメラ１０の前後左右上下方向の位置を調整するものである。操作用アーム５０は、ユニバーサルジョイント２２ｂを介して保持機構２０の下部に前後左右方向に傾動自在に接続される。操作用アーム５０の先端には、カメラ１０の姿勢調整や撮影に関する操作を行う操作部６０が設置されている。これにより、カメラ支持装置１００は、操作用アーム５０を傾動することで、カメラ１０の操作を行う操作部６０の位置を自由に変更することができる。また、操作用アーム５０は、直径の異なる円筒を複数段（２段以上）に重ねた伸縮自在な構造である。この構造により、カメラ１０の操作を行う操作部６０の位置をカメラ１０から任意の距離にすることができる。

さらに、操作用アーム５０は、カメラ１０に近い部分の円筒の側面に、グリップ５１及び操作棒５２が設置されている。グリップ５１や操作棒５２は、カメラ１０の高さの調整や、前後左右位置の調整を行う際にカメラマンが把持するものである。操作棒５２は、グリップ５１がカメラマンの手が届かない位置にある場合（例えば、図３（ｄ）や図４の状態）においても、カメラ１０の高さの調整等ができるようにするために設置されている。

操作部６０は、カメラマンがカメラ１０の姿勢調整や撮影に関する操作を行うものである。操作部６０は、リモートコントローラ６１，６２と、液晶モニター６３と、調整ダイヤル６４とを備えている。リモートコントローラ６１，６２は、カメラ１０の焦点距離、ズーム、アイリス、画角等を調整するためのものである。液晶モニター６３は、カメラ１０の映像を確認するためのものである。液晶モニター６３は、ヒンジ構造を介して連結部材（符号省略）と接続される。連結部材の根元部分が前後方向に回動し、さらに液晶モニター６３自体も左右方向に回動することが可能である。チルト調整ダイヤル６４は、カメラ１０のチルト方向の角度を調整するためのものである。チルト調整ダイヤル６４は、姿勢制御機構７０（図２参照）の操作部側プーリー７１に接続され、カメラマンがチルト調整ダイヤル６４を回動することで台座２１がチルト方向に傾く。

続いて、姿勢制御機構７０について、図２を参照しながら説明する。ここで、説明の便宜上、操作用アーム５０が２段構造である場合を想定して姿勢制御機構７０の構成を説明するが、図１に示すように２段以上の多段となっても、基本的な構造は同様である。

姿勢制御機構７０は、カメラ１０が設置される台座２１をチルト方向に傾ける機構である。姿勢制御機構７０は、操作部側第１プーリー７１と、操作部側第２プーリー７２と、カメラ側第１プーリー７３と、カメラ側第２プーリー７４と、ワイヤ７９とを備えて構成されている。

操作部側第１プーリー７１は、操作部側アーム５０ａの下端付近に軸支され、チルト調整ダイヤル６４に接続される。操作部側第２プーリー７２は、操作部側アーム５０ａの上端付近に軸支される。カメラ側第１プーリー７３は、カメラ側アーム５０ｂの下端付近に軸支される。カメラ側第２プーリー７４は、台座２１の下部に設置され、ギヤ群２１ｂに接続される。ワイヤ７９は、操作部側第１プーリー７１→操作部側第２プーリー７２→カメラ側第１プーリー７３→カメラ側第２プーリー７４の順番、かつ十分な張力が加わった状態で巻きつけられている。姿勢制御機構７０は、そのほとんどが操作用アーム５０の内部に設置されているため、カメラ側第２プーリー７４及びワイヤ７９の一部のみが外部に露出している（図１参照）。

操作用アーム５０は、伸縮自在であるが、操作部側アーム５０ａの移動量に応じて操作部側アーム５０ａの上端付近に軸支される操作部側第２プーリー７２とカメラ側アーム５０ｂの下端付近に軸支されるカメラ側第１プーリー７３との距離が変化するので、操作用アーム５０の伸縮に伴いワイヤ７９の経路長が変化することがない（経路長の変化を吸収することができる）。その為、操作用アーム５０の伸縮動作に伴いワイヤ７９が弛むこともない。この構成により、姿勢制御機構７０は、カメラマンがチルト調整ダイヤル６４を回転されることにより発生するトルクを、操作部側第１プーリー７１→操作部側第２プーリー７２→カメラ側第１プーリー７３→カメラ側第２プーリー７４→ギヤ群２１ｂの順番に伝え、台座２１をチルト方向に傾ける。
以上で、カメラ支持装置の構成についての説明を終了する。

［カメラ支持装置を用いたカメラ支持方法の説明］
カメラ支持装置１００を用いて、カメラマンＭがカメラ１０の高さを変更して撮影する場合について、図３（適宜図１参照）を参照しながら説明する。ここでは、カメラ１０の位置を図３（ａ）の破線の位置→図３（ａ）の実線の位置→図３（ｂ）の位置→図３（ｃ）の位置→図３（ｄ）の位置の順番に変更する場合を想定する。

（ｉ）低い位置からの撮影を行う場合（例えば、カメラマンの腰や膝程度の高さ）
図３（ａ）の破線で示す位置から実線で示す位置にカメラ１０を移動させて、低い位置からの撮影を行う場合に、カメラマンＭは、グリップ５１を把持して下方に力を加える。それにより、定張力ばね３２に加わる力が発生させられるトルクよりも大きくなり、定張力ばね３２の外側端が引き出され、駆動軸３２ａが図１の矢印方向(右回り)に回動する。それに伴い、プーリー３３が回動し、プーリー３３に巻きつけられていたワイヤ３９が送り出される。この結果、カメラ１０が下方に移動する。

続いて、カメラマンＭは、カメラ１０が希望する位置に移動したら、定張力ばね３２に力を加えることを止める。それにより、定張力ばね３２に加わる力が発生させられるトルクと同等になり、駆動軸３２ａの回動が停止する。また、プーリー３３の回動も停止し、ワイヤ３９の送り出しも停止する。この結果、カメラ１０の下方への移動も停止する。この際、カメラマンＭは、カメラ支持装置１００の操作用アーム５０が床に接触しないように縮めた状態にする。この位置で、カメラマンＭは、自らがしゃがみこんだ姿勢をとることで、地上付近の低いアングルの撮影を行うことができる。

（ｉｉ）標準位置からの撮影を行う場合（例えば、カメラマンの目線付近の高さ）
図３（ａ）に示す位置から図３（ｂ）に示す位置にカメラ１０を移動させて、標準位置からの撮影を行う場合に、カメラマンＭは、グリップ５１を把持して上方に力を加える。それにより、定張力ばね３２に加わる力が発生させられるトルクよりも小さくなり、定張力ばね３２の外側端が押し戻され、駆動軸３２ａが図１の矢印方向とは反対方向(左回り)に回動する。それに伴い、プーリー３３が回動し、プーリー３３に巻きつけられていたワイヤ３９が巻き取られる。この結果、カメラ１０が上方に移動する。

続いて、カメラマンＭは、カメラ１０が希望する位置に移動したら、定張力ばね３２に力を加えることを止める。それにより、定張力ばね３２に加わる力が発生させられるトルクと同等になり、駆動軸３２ａの回動が停止する。また、プーリー３３の回動も停止し、ワイヤ３９の巻き取りも停止する。この結果、カメラ１０の上方への移動も停止する。この位置でカメラマンＭは、自らが直立した姿勢をとることで、目線の高さのアングルの撮影を行うことができる。

（ｉｉｉ）高い位置からの撮影を行う場合（例えば、カメラマンの頭上付近の高さ）
図３（ｂ）に示す位置から図３（ｃ）に示す位置にカメラ１０を移動させて、高い位置からの撮影を行う場合に、カメラマンＭは、グリップ５１を把持して上方に力を加える。カメラ支持装置１００における動作は、図３（ｂ）と同様なので説明を省略する。それにより、カメラ１０の位置が上方に移動する。この際、カメラマンＭは、カメラ支持装置１００の操作用アーム５０を伸ばした状態にすることで、液晶モニター６３を見ながら頭上付近の高いアングルの撮影を行うことができる。

（ｉｖ）より高い位置からの撮影を行う場合（例えば、カメラマンの頭上数メートルの高さ）
図３（ｃ）に示す位置から図３（ｄ）に示す位置にカメラ１０を移動させて、より高い位置からの撮影を行う場合に、カメラマンＭは、操作棒５２を把持して上方に力を加える。カメラ支持装置１００における動作は、図３（ｂ）と同様なので説明を省略する。それにより、カメラ１０の位置が上方に移動する。この際、カメラマンＭは、操作用アーム５０に図示しないヒンジ機構により回転自在に設置される液晶モニター６３を前後左右に回転させることで、液晶モニター６３を見ながらより高いアングルの撮影を行うことができる。

このように、カメラ支持装置１００を用いれば、膝下から手の届かない高さまでの広い範囲で撮影を行うことが可能である。
なお、カメラ支持機構１００を使用しない場合には、ワイヤ３９から保持機構２０を取り外し、吊り機構３０より下の構造と同等の質量の重りを取り付けておくことができる。また、スタジオ内で撮影の邪魔にならないように図３（ｄ）に示すような高い位置に退避させておいてもよい。

続いて、カメラ支持装置１００を用いて、カメラマンＭが入りにくい位置で撮影する場合について、図４を参照しながら説明する。
カメラマンＭは、図３（ｃ）や図３（ｄ）に示すように操作用アーム５０を伸ばした状態にし、操作用アーム５０及び操作棒５２を両手で把持してカメラ１０を前方に倒すように操作することで、クレーンカメラのような姿勢（図４に示す状態）にすることができる。その為、カメラ支持装置１００は、カメラマンＭが入りにくい狭いエリアに侵入しての撮影や、スタジオの床にセット及び撮影用の機材がある場所での撮影が可能である。

また、クレーンカメラの最大の弱点は、構造上の理由から、移動撮影から静止撮影に移行する際に、アームが共振周波数によって揺れてしまうことであった。一方、本実施形態に係るカメラ支持装置１００は、ワイヤ３９で吊り下げられたカメラ１０の直下を操作用アーム５０で支持する方式のため、急速な移動撮影から静止撮影に移行するような大きな速度変化を伴う動作を行っても、カメラ１０の揺れを最小限に抑えることが可能である。その為、カメラ支持装置１００は、クレーンカメラと比較して、安定した撮影を行うことができる。

以上のように、本実施形態に係るカメラ支持装置１００は、カメラ１０を空間上で自由に動けるように天井から浮動状態で支持し、伸縮自在の操作用アーム５０でカメラ１０を操作する。このように、本実施形態に係るカメラ支持装置１００は、カメラ１０を天井から吊り下げた構造とすることで、カメラマンＭはカメラ１０の重さを意識することなく、軽い力で思いのままにカメラ１０を必要な位置へ移動することができる。また、本実施形態に係るカメラ支持装置１００は、操作用アーム５０を伸縮自在な構造とすることで、カメラマンＭが直接手の届かないような高い位置への移動も可能である。

さらに、本実施形態に係るカメラ支持装置１００は、カメラ１０の下部に大掛かりな機構を持たないため、膝下程度の低い位置へカメラ１０を移動することも可能である。また、本実施形態に係るカメラ支持装置１００は、操作用アーム５０でカメラ１０の直下を支持する方式のため、急速な移動撮影から静止撮影に移行するような大きな速度変化を伴う動作を行っても、カメラ１０の揺れを最小限に抑えることが可能であり、クレーンカメラと比較して、安定した撮影を行うことができる。

その為、本実施形態に係るカメラ支持装置１００を用いて撮影を行った場合、手持ちカメラで撮影するような感覚で、手軽に多様なカメラ位置からの撮影を行うことが可能になり、特に、ＴＶ制作現場では情報番組、音楽芸能番組、ドラマ番組などの様々な番組において、視聴者を飽きさせない効果的な映像を提供できるようになる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲で実施することができる。実施形態の変形例を以下に示す。

≪第１変形例≫
実施形態のカメラ支持装置１００は、姿勢制御機構７０(図２参照)がワイヤ７９を用いてカメラ１０の姿勢制御を行う場合を説明したが、モータの回転によってカメラ１０の姿勢制御を行うようにしてもよい。以下では、モータを用いた姿勢制御機構７０Ａについて、図５を参照しながら説明する。

姿勢制御機構７０Ａは、カメラ１０の角度を制御量として、カメラ１０の姿勢をモータの回転によって制御することで、カメラ１０をパン方向及びチルト方向に動かすサーボ機構である。
姿勢制御機構７０Ａは、カメラ１０が固定されるＬ型の台座２１Ａａに連結されるチルト駆動用モータ７０Ａａと、Ｌ型の台座２１Ａｂに連結されるパン駆動用モータ７０Ａｂと、を主に備えている。姿勢制御機構７０Ａは、操作用アーム５０の先端に設置される操作部６０と電気通信可能に接続され、操作部６０に設けられたスイッチ６５が操作されることで、チルト駆動用モータ７０Ａａやパン駆動用モータ７０Ａｂに通電し、カメラ１０の姿勢を変更する。なお、姿勢制御機構７０Ａの駆動方法に関しては、モータによるダイレクトドライブに限らず、ラック＆ピニオンやカム機構などの他の方法を採ることもできる。

≪第２変形例≫
また、実施形態のカメラ支持装置１００は、吊り機構３０が天井に固定される場合を説明したが、カメラ１０の位置を大きく変更する撮影条件などに対応するために、吊り機構３０が天井を移動自在になるように構成してもよい。以下では、吊り機構３０の位置変更手段の一例としてのスライド機構８０について、図６を参照しながら説明する。

スライド機構８０は、天井に敷かれるガイドレール８１と、吊り機構３０に設置され、ガイドレール８１上を移動自在な可動テーブル８２と、を主に備えている。ガイドレール８１は、必要に応じて直線や曲面付きなどを選択することが可能である。可動テーブル８２は、ガイドレール８１に当接する部分に図示しないベアリングが設置されているため、カメラマンは、少ない力でカメラ１０を含めたカメラ支持装置１００の位置の変更を行うことができる。

ここで、カメラマンは、操作用アーム５０、グリップ５１や操作棒５２などを把持した状態でカメラ支持装置１００Ｂの移動を行うが、これら移動を行うために把持した操作用アーム５０などに対する可動テーブル８２の追随性を向上したい場合には、ワイヤ３９（図１参照）に代えて扁平ベルト３９Ｂを用いるのが好適である。扁平ベルト３９Ｂは、幅方向へのたわみがないことから、可動テーブル８２の移動方向（図６ではカメラ１０の左右方向）と扁平ベルト３９Ｂの幅方向とを一致させることで、スライド機構８０のスライド動作のレスポンスを上げることができる。なお、吊り機構３０内部で扁平ベルト３９Ｂの向きを９０°回転させれば、カメラ１０の前後方向のスライド動作も同様に追随性を向上させることができる。

≪第３変形例≫
また、変形例に係るカメラ支持装置１００Ａ(図５参照)は、テレビジョン番組制作、映画製作等のスタジオで用いられる場合を想定して説明したが、バーチャルスタジオで用いるために、カメラ１０の種々のデータを取得するように構成してもよい。以下では、バーチャルスタジオで用いるカメラ支持装置１００Ｃについて、図７を参照しながら説明する。

カメラ支持装置１００Ｃは、吊り機構３０のパン方向の回転軸にエンコーダ９１が装着され、吊り機構３０のチルト方向の回転軸にエンコーダ９２が装着され、ワイヤ３９の送り出し用のプーリー３３の回転軸にエンコーダ９３が装着されており、各軸の回転量を計測できるようになっている。

カメラ支持装置１００Ｃは、ワイヤ３９の出先方向角度がエンコーダ９１，９２より分かり、また、ワイヤ３９の送り出し量(導出量)がエンコーダ９３より分かるので、カメラ１０の位置を計算によって求めることが可能である。また、カメラ支持装置１００Ｃは、カメラ１０自体の姿勢をチルト駆動用モータ７０Ａａ及びパン駆動用モータ７０Ａｂのモータ軸に内蔵された図示しないセンサから取得可能である。その為、カメラ支持装置１００Ｃは、総合的にカメラ１０の３次元空間上の位置及び姿勢を求められるので、このデータをＣＧ(Computer Graphics)描画システムに渡すことで、実写とＣＧとの合成が可能になる。

≪その他の変形例≫
また、実施形態に係るカメラ支持装置１００は、外側端の引き出し距離に関わらずほぼ一定のトルクを発生させる定張力ばね３２を用いていたが、外側端の引き出し距離に比例してトルクが変化する渦巻き状のぜんまい（弾性部品）を用いることも可能である。この場合、カメラマンがカメラ１０を上下方向に移動させた後に手を離すと、カメラ１０が基準位置に戻ることになる。

また、実施形態に係るカメラ支持装置１００は、定張力ばね３２のトルクを吊り機構３０より下の構造である保持機構２０（カメラ１０を含む）、及び操作機構４０の質量と同等にしていたが、吊り機構３０より下の構造が変更された場合に変更後の構造の質量に定張力ばね３２が発生するトルクを合わせることで対応が可能である。例えば、吊り機構３０より下の構造に新たな機構を追加することで質量が増加した場合には、より強いトルクを発生させる定張力ばね３２を選択する。一方、吊り機構３０より下の構造から既存の機構を削除することで質量が減少した場合には、より弱いトルクを発生させる定張力ばね３２を選択することになる。

なお、実施形態に係るカメラ支持装置１００は、映像を扱う業界において、カメラを３次元空間内の任意の位置へ移動させることを目的としたものであるが、移動機構という意味では様々な設備への応用が可能である。例えば、ロボット分野では人が入れない位置で作業を行う極限作業ロボットなど、建設分野では部材を運搬や部品を組み付ける作業を行うマニピュレータなどへの展開が考えられ、広範囲なフィールドで利用が可能である。

１０ カメラ
２０ 保持機構
２１ 台座
２２ 保持機構本体
３０ 吊り機構
３１ 筺体
３２ 定張力ばね（弾性部品）
３３ プーリー（ワイヤ巻取送出手段）
３４ ワイヤ導出部（送出方向調整機構）
３９ ワイヤ
３９Ｂ 扁平ベルト
４０ 操作機構
５０ 操作用アーム
５１ グリップ
５２ 操作棒
６０ 操作部
６１，６２ リモートコントローラ
６３ 液晶モニター
６４ チルト調整ダイヤル
７０，７０Ａ 姿勢制御機構
８０ スライド機構
９１，９２ エンコーダ（第２センサ）
９３ エンコーダ（第１センサ）
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ カメラ支持装置
Ｍ カメラマン（操作者）

Claims (6)

1. 天井からカメラを吊り下げ支持するカメラ支持装置であって、
   前記カメラを保持する保持機構と、
   前記天井に設置され、先端が前記保持機構に接続されるワイヤを用いて前記保持機構を吊り下げる吊り機構と、を備え、
   前記吊り機構は、
   前記ワイヤの巻き取り、及び送り出しが自在なワイヤ巻取送出手段と、前記カメラ、及び前記保持機構の重さと吊り合うトルクを弾性変形により前記ワイヤ巻取送出手段に付与する弾性部品とを有する、
   ことを特徴とするカメラ支持装置。
2. 前記弾性部品は、
   外側端の引き出し距離に関わらず一定のトルクを発生させる定張力ばねである、
   ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ支持装置。
3. 一端が前記保持機構の下部にユニバーサルジョイントを用いて設置され、前記カメラの操作を行う操作部が取り付けられた伸縮自在な操作用アーム、
   を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカメラ支持装置。
4. 前記操作部は、
   前記カメラのアイリス、焦点距離、画角、パン方向の角度、及びチルト方向の角度の内、少なくとも何れか一つを調整できるリモートコントローラを備える、
   ことを特徴とする請求項３に記載のカメラ支持装置。
5. 前記吊り機構は、
   前記天井をスライド自在に設置されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のカメラ支持装置。
6. 前記吊り機構は、
   前記ワイヤの送り出し方向を調整できる送出方向調整機構と、
   前記ワイヤ巻取送出手段に取り付けられ前記ワイヤの送出量を計測する第１センサと、
   前記送出方向調整機構に取り付けられ前記ワイヤの送り出し方向を計測する第２センサと、を備え、
   前記第１センサ及び前記第２センサから前記カメラの位置を算出する、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のカメラ支持装置。

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