JPH07103394A - カメラの姿勢制御装置 - Google Patents

カメラの姿勢制御装置

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JPH07103394A
JPH07103394A JP5250368A JP25036893A JPH07103394A JP H07103394 A JPH07103394 A JP H07103394A JP 5250368 A JP5250368 A JP 5250368A JP 25036893 A JP25036893 A JP 25036893A JP H07103394 A JPH07103394 A JP H07103394A
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和夫 渡辺
Kenichiro Nagano
健一郎 長野
Koji Nakajima
浩二 中島
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Japan Broadcasting Corp
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SKY RIMOOTO KK
Nippon Hoso Kyokai NHK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カメラの姿勢を制御するために用いる揺動体
の揺動角度を簡易に検出して、姿勢制御装置全体の小型
軽量化を図ることができて、例えば、競技用のヨットの
デッキ等の制限された位置に搭載されるものとして好適
なカメラの姿勢制御装置を提供すること。 【構成】 ヨットのデッキ上に設置されるカメラ雲台1
にカメラケース2を支持し、カメラケース2内の軸線O
3 をヨットのローリング軸と一致させ、カメラケース2
内に、軸線O3 を中心として回動自在のテレビカメラ3
と、軸線O3 を中心として揺動自在かつ下端に重錘9が
設けられたアーム10を備え、アーム10に対するカメ
ラケース2の揺動角度を傾きセンサ7によって検出し、
その検出角度に基づいて制御装置8とサーボモータ6が
カメラ3を回動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、略水平の軸線を中心と
して揺動する揺動体に設置されるカメラの姿勢制御装置
に係り、例えば、競技用のヨットに搭載されるテレビカ
メラを水平に維持するために用いて好適なカメラの姿勢
制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、マラソンの中継車に搭載
されるテレビカメラの姿勢制御装置としては、ピッチン
グ,ヨーイングおよびローリングの3軸に対するカメラ
の動きを抑制すべく、ジャイロ技術を利用してカメラの
姿勢を安定させる防振雲台(「スタビライザ」とも称さ
れる)が知られている。一方、揺動可能に垂下させた重
錘にカメラを備えて、その重錘が常に垂下状態となるこ
とを利用して、カメラの姿勢を安定化させる姿勢制御装
置も考えられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の防振雲
台は、ジャイロを利用しているために装置全体が大型化
し、一方、後者の装置は、重錘(例えば、3kg)のた
めに装置全体が大重量化するという問題があった。その
ため、例えば、競技用のヨットのデッキ等の制限された
位置に搭載されるカメラの姿勢制御装置としては利用す
ることが難しかった。
【0004】本発明の目的は、カメラの姿勢を制御する
ために用いる揺動体の揺動角度を簡易に検出して、姿勢
制御装置全体の小型軽量化を図ることができて、例え
ば、競技用のヨットのデッキ等の制限された位置に搭載
されるものとして好適なカメラの姿勢制御装置を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のカメラの姿勢制
御装置は、略水平の第1の軸線を中心として揺動する揺
動体に設置されるカメラの姿勢を制御するカメラの姿勢
制御装置において、前記第1の軸線に略重なる第2の軸
線を中心として揺動自在に前記揺動体に支持されかつ下
端部に重錘が設けられた垂下体と、前記垂下体に対する
前記揺動体の揺動角度を検出する検出手段と、前記カメ
ラの光軸および前記第2の軸線に略重なる第3の軸線を
中心として回動自在に前記カメラを前記揺動体に支持す
る支持手段と、前記カメラを回動させる回動手段と、前
記検出手段の検出角度に基づいて前記回動手段を制御す
る制御手段とを備えてなることを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明のカメラの姿勢制御装置は、自重により
自然に垂下状態を保つ垂下体を揺動体に備えて、その垂
下体に対する揺動体の揺動角度を検出し、その検出角度
に基づいてカメラを回動させる。このことにより、カメ
ラが設置される揺動体の揺動角度を簡易に検出して、姿
勢制御装置全体の小型軽量化を実現する。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
【0008】本実施例は、競技用のヨットに搭載される
テレビカメラの姿勢を制御するための姿勢制御装置とし
ての適用例である。
【0009】図1において、1は、競技用ヨットのデッ
キ上に設置可能なカメラ雲台であり、その基台1Aの上
部には、上下方向の軸線O1 を中心として旋回可能なテ
ーブル1Bが備えられ、さらに、そのテーブル1B上の
左右の脚部1C,1Dの間に、軸線O1 と直交する水平
の軸線O2 を中心として回動可能なカメラケース(装置
本体)2が支持されている。そして、ケース2の内部に
カメラ3が内蔵されている。カメラ3は、そのレンズ3
Aの中心軸線(光軸)03 が軸線O2 と直交し、かつ前
後のベアリング(支持手段)4,5によってケース2の
内部に支持されて軸線O3 を中心として回動自在とされ
ている。図1においてPは、それぞれの軸線O1 ,O
2 ,O3 の交点を示す。
【0010】ケース2の内部には、軸線O3 を中心とし
てカメラ3を回動させるためサーボモータ(回動手段)
6が備えられおり、このサーボモータ6は、ケース2に
固定されており、傾きセンサ(検出手段)7の検出信号
に基づき制御装置(制御手段)8によって駆動制御され
る。本例の傾きセンサ7は、その中心のシャフト7A
(図2参照)の回転角度に応じて抵抗値が変化する可変
抵抗器(図3参照)であり、その抵抗値に応じた電圧V
1 を検出信号として出力する。そして、この傾きセンサ
7は、そのシャフト7Aの回転中心が軸線O3 と一致す
るようにケース2の内側に固定され、さらに、そのシャ
フト7Aには、下端に重錘9(例えば、約30g)が設
けられたアーム(垂下体)10の上端が相対回転不可能
に連結されている。制御装置8(詳細構成等は図3,図
4参照)には制御部81とアンプ(増幅部)82が備え
られ、さらに、その制御部81には、比較基準電圧の調
整部(比較基準角度の調整部)81A、比較基準電圧の
設定部(比較基準角度の設定部)81B、および比較部
81Cがある。この制御装置8の各部の機能は作用と共
に後述する。
【0011】次に、作用について説明する。
【0012】まず、雲台1を競技用ヨットのデッキ上に
設置して、ヨットのローリング軸と軸線O3 とを一致さ
せる。これにより、ヨットのローリング軸、カメラ2の
回動軸、アーム10の揺動軸(傾きセンサ7のシャフト
7Aの回動軸)が全て軸線O3 上に位置することにな
る。また、アーム10は、重錘9の重さによって常に垂
下する状態に保たれる。
【0013】したがって、ヨットが軸線O3 を中心とし
て矢印A1 ,A2 方向にローリングした場合、それと同
方向にケース2と共にカメラ3が回動する。また、アー
ム10が自然に垂下状態に保たれるため、傾きセンサ7
のシャフト7Aは、カメラ3の回動方向とは逆の方向に
回動されることになる。そのため、傾きセンサ7の出力
電圧V1 は、ヨットがローリングの中立状態つまり水平
状態にあるときを基準として変化し、ヨットが矢印A1
またはA2 の一方向にローリングしたときには、その角
度に応じて増大(減少)し、またヨットが矢印A1 また
はA2 の他方向にローリングしたときには、その角度に
応じて減少(増大)する。この出力電圧V1 と、設定部
81Bによって設定された比較基準電圧V2 は、比較部
81Cによって比較される。比較基準電圧V2 は、ヨッ
トが水平状態にあるときの出力電圧V1 に相当する値に
設定されており、比較部81Cは、電圧V2 を基準とす
る電圧V1 の増,減の変化方向およびその変化量に応じ
た制御信号Sを出力する。その制御信号Sは、アンプ
(増幅部)82により増幅され、そしてヨットのローリ
ングに拘らずカメラ3を水平状態に保持すべく、サーボ
モータ5の回転方向および回転量(回転角度)を制御す
ることになる。
【0014】すなわち、ヨットが一方向にローリングし
て出力電圧V1 が電圧V2 を基準として増大したとき
は、それらの電圧V1 ,V2 の差に応じた信号Sに基づ
いて、カメラ3を逆の他方向にローリングさせて、その
カメラ3を水平状態に保持する。一方、ヨットが他方向
にローリングして出力電圧V1 が電圧V2 を基準として
減少したときは、それらの電圧V1 ,V2 の差に応じた
信号Sに基づいて、カメラ3を逆の一方向にローリング
させて、そのカメラ3を水平状態に保持する。
【0015】したがって、カメラ3は、ヨットのローリ
ングの如何に拘らず常に水平状態に保持され、そのカメ
ラ3の撮像画面上における水平線が常に水平に保たれ
て、ヨットのクルーなどの被写体の自然の映像が得られ
ることになる。なお、競技用ヨットの場合には、このよ
うにヨットのローリングの影響をなくすようにカメラ3
の姿勢を制御することによって充分に自然な映像を得る
ことができ、他のピッチングおよびヨーイングの影響を
なくすべくカメラ3の姿勢を制御する必要は特にない。
仮りに、ヨットのピッチングの影響をなくすようにカメ
ラ3の姿勢を制御した場合には、被写体としてのヨット
のクルーがカメラ2の撮像範囲から外れてしまうことに
もなりかねず、逆に問題となる。
【0016】また、比較基準電圧V2 の値は調整部81
Aによって調整が可能である。この調整部81Aは、例
えば、図3に示すような可変抵抗器VRを備えており、
その抵抗値に応じて比較基準電圧V2 の値を調整する構
成となっている。このように比較基準電圧V2 を調整す
ることにより、カメラ3の水平状態が微調整できること
になる。また、例えば、無線等の遠隔操作によって適
宜、比較基準電圧V2 を比較的大きく変化させることに
より、被写体の状況などに応じて、ヨットのローリング
と関連または無関係にカメラ3を積極的にローリングさ
せることにより特殊撮影も可能となる。
【0017】また、本実施例の場合は、軸線O1 を中心
として雲台1を回転させたり、軸線O2 を中心としてケ
ース2を回動させることにより、カメラ2をパンさせた
りチルトアップ,チルトダウンさせることもでき、ま
た、これらを無線等の遠隔操作により実施することも可
能である。なお、このようにカメラ3をパンさせたりチ
ルトアップ,チルトダウンさせた場合には、軸線O3
ヨットのローリング軸とが斜交するようにずれることに
なる。しかし、それらの軸のずれ量が小さければ特に大
きな問題は生ぜず、前述したようにヨットのローリング
の影響をなくすように、カメラ3の姿勢を制御すること
ができる。また、それらの軸のずれ量が比較的大きいと
きには、前述したように比較基準電圧V2 を調整するこ
とにより対処することができる。また、アーム10は、
このようなカメラ3のパンやチルトアップ,チルトダウ
ンに拘らず常に垂下状態を維持するように構成する。例
えば、傾きセンサ7のシャフト7Aに、ユニバーサルジ
ョイントを介してアーム10の上端を連結し、シャフト
7Aの軸線を中心とするアーム10の揺動のみがシャフ
ト7Aに伝達されるように構成してもよい。
【0018】なお、軸線O3 がヨットのローリング軸か
ら若干ずれるように設定されたとしても、ヨットのクル
ーの表情や動きの自然な映像が得られる程度に、ヨット
のローリングの影響をなくすべく前述したようにカメラ
3の姿勢を制御することができた。また、ベアリング
4,5によって支持されるカメラ3の回動軸を軸線O3
からずらして設定してもよく、この場合には、軸線O3
に直交する平面内におけるカメラ3の回動軸の中心と軸
線O3 のそれぞれの位置座標に基づき、それらのずれに
対応する補正を信号Sに加えることによって、ヨットの
ローリングの影響をなくすようにカメラ3を回動させれ
ばよい。したがって、カメラ2を傾きセンサ7およびア
ーム10から離れた位置に別個に設置することも可能で
ある。
【0019】また、本発明のカメラの姿勢制御装置がヨ
ットに搭載されるもののみに限定されないことは勿論で
あり、少なくとも略水平の軸線を中心とする揺動を伴な
って動く種々の揺動体に設置されるカメラの姿勢制御装
置として広く適用することができる。例えば、マラソン
の中継車やいわゆる小型のラジコン飛行機等に搭載され
るカメラの姿勢制御装置としても利用することができ
る。さらに、比較基準電圧V2 を変化させることによっ
て、カメラ3をそのレンズ軸に対して回転させる特殊撮
影のために利用することもできる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のカメラの
姿勢制御装置は、自重により自然に垂下状態を保つ垂下
体を揺動体に備えて、その垂下体に対する揺動体の揺動
角度を検出し、その検出角度に基づいてカメラを回動さ
せる構成であるから、カメラが設置される揺動体の揺動
角度を簡易に検出して、姿勢制御装置全体の小型軽量化
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略斜視図である。
【図2】図1に示す姿勢制御装置の要部の概略構成図で
ある。
【図3】図1に示す姿勢制御装置の回路構成図である。
【図4】図3に示す制御部のブロック構成図である。
【符号の説明】
1 カメラ雲台 2 ケース(装置本体) 3 テレビカメラ(カメラ) 4,5 ベアリング(支持手段) 6 サーボモータ(回動手段) 7 傾きセンサ(検出手段) 8 制御装置(制御手段) 9 重錘 10 アーム(垂下体) 81 制御部 81A 比較基準電圧の調整部(比較基準角度の調整
部) 81B 比較基準電圧の設定部(比較基準角度の設定
部) 81C 比較部 82 アンプ(増幅部)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 浩二 熊本県熊本市琴平本町10−35 有限会社ス カイリモート内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略水平の第1の軸線を中心として揺動す
    る揺動体に設置されるカメラの姿勢を制御するカメラの
    姿勢制御装置において、 前記第1の軸線に略重なる第2の軸線を中心として揺動
    自在に前記揺動体に支持されかつ下端部に重錘が設けら
    れた垂下体と、 前記垂下体に対する前記揺動体の揺動角度を検出する検
    出手段と、 前記カメラの光軸および前記第2の軸線に略重なる第3
    の軸線を中心として回動自在に前記カメラを前記揺動体
    に支持する支持手段と、 前記カメラを回動させる回動手段と、 前記検出手段の検出角度に基づいて前記回動手段を制御
    する制御手段とを備えてなることを特徴とするカメラの
    姿勢制御装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、調整可能な比較基準角
    度と前記検出手段の検出角度との差に応じて前記回動手
    段を制御するものであることを特徴とする請求項1に記
    載のカメラの姿勢制御装置。
  3. 【請求項3】 前記垂下体,前記検出手段,前記支持手
    段,前記回動手段,および前記制御手段を、前記揺動体
    の前記第1の軸線上に設置される装置本体内に備え、か
    つ前記第1,第2および第3の軸線を一致させたことを
    特徴とする請求項1または2に記載のカメラの姿勢制御
    装置。
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