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JP2023039261A - Universal head device and imaging apparatus - Google Patents

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JP2023039261A
JP2023039261A JP2021146341A JP2021146341A JP2023039261A JP 2023039261 A JP2023039261 A JP 2023039261A JP 2021146341 A JP2021146341 A JP 2021146341A JP 2021146341 A JP2021146341 A JP 2021146341A JP 2023039261 A JP2023039261 A JP 2023039261A
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pan
camera
tilt
rotational load
actuator
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JP2021146341A
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優作 大江
Yusaku Oe
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

【課題】ダイレクトドライブでパン/チルト駆動する撮像装置において、外乱によるパン/チルト角度のズレの防止を実現する。【解決手段】雲台装置(100a)は、カメラ部(110)を取り付け可能である。雲台装置は、カメラ部をチルト回転軸の周りに回転可能に支持するパン回転部(111)と、前記パン回転部をパン回転軸の周りに回転可能に支持するベース部(112)と、前記チルト回転軸と前記パン回転軸を回転させることにより、前記カメラ部と前記パン回転部をそれぞれ減速比1:1で回転させるアクチュエータ(120,141)と、を有し、前記チルト回転軸と前記パン回転軸の少なくとも一方の回転軸には、前記アクチュエータによって前記少なくとも一方の回転軸が回転していないときに、前記少なくとも一方の回転軸の回転を止める向きに回転負荷がかけられている。【選択図】図3Kind Code: A1 In an image pickup apparatus that performs pan/tilt drive by direct drive, it is possible to prevent deviation of the pan/tilt angle due to disturbance. A camera unit (110) can be attached to a platform device (100a). The pan head device includes a pan rotating section (111) that supports a camera section rotatably around a tilt rotation axis, a base section (112) that supports the pan rotating section rotatably around the pan rotation axis, an actuator (120, 141) that rotates the camera section and the pan rotation section at a reduction ratio of 1:1 by rotating the tilt rotation axis and the pan rotation axis; A rotational load is applied to at least one of the pan rotating shafts in a direction to stop the rotation of the at least one rotating shaft when the at least one rotating shaft is not rotated by the actuator. [Selection drawing] Fig. 3

Description

本発明は、パン回転またはチルト回転可能な撮像装置の雲台装置に関し、特にダイレクトドライブでパン/チルト駆動する撮像装置の雲台装置に関する。 The present invention relates to a platform device of an imaging device capable of pan rotation or tilt rotation, and more particularly to a platform device of an imaging device that performs pan/tilt drive by direct drive.

カメラ部をパン回転またはチルト回転させる撮像装置として、小規模なスタジオでの撮影や、ライブ中継などに用いられるビデオカメラが知られている。これらのカメラは、滑らかなカメラワークでの映像表現を可能にするために、低速から高速まで幅広い速度範囲でのスムーズな回転駆動が求められている。また、録音装置と共に使用されるケースが多いため、パン/チルト駆動に静粛性が求められる。 2. Description of the Related Art Video cameras used for shooting in small-scale studios, live broadcasts, and the like are known as imaging devices that pan or tilt a camera unit. These cameras are required to have smooth rotational drive over a wide range of speeds, from low speed to high speed, in order to enable image expression with smooth camerawork. Also, since it is often used with a recording device, the pan/tilt drive is required to be quiet.

カメラ部をパン/チルト駆動させるアクチュエータのひとつとして、ステッピングモータを用いた構造が知られている。ステッピングモータの特長として、センサによるフィードバックが不要で、簡便な制御でカメラ部を所定のパン/チルト角度に向けることができる。一方で、ステッピングモータはその構造上、駆動時にステップ角に応じた周波数の振動が発生するため、騒音の要因になり得る。また構造的に制御分解能を高くすることが難しいため、スムーズなパン/チルト駆動による滑らかなカメラワークの実現も困難となる。 A structure using a stepping motor is known as one of the actuators that pan/tilt drive the camera unit. A feature of the stepping motor is that it does not require feedback from a sensor, and the camera can be oriented at a specified pan/tilt angle with simple control. On the other hand, the stepping motor, due to its structure, generates vibration at a frequency corresponding to the step angle when driven, which can cause noise. Moreover, since it is difficult to increase the control resolution structurally, it is also difficult to realize smooth camera work by smooth pan/tilt drive.

そこで、スムーズ且つ静粛なパン/チルト駆動機構として、DCモータを用いたダイレクトドライブ機構という構成が知られている。これは、パン/チルト駆動のアクチュエータとしてDCモータを用い、減速比1:1でパン軸およびチルト軸にアクチュエータを直接接続するものである。ギアなどを用いずに減速比1:1で駆動させているため、減速機構のバックラッシュによるガタつきが発生せず、スムーズな回転駆動が期待できる。また、DCモータの制御分解能は、ロータリエンコーダ等の外部センサに依存する。そのためステッピングモータと比較して高い分解能での制御が比較的容易となり、これもスムーズな回転駆動に繋がる。さらに、駆動時にステップ角に応じた周波数の振動が発生するステッピングモータと比較すると、DCモータは騒音の面でも有利である。 Therefore, as a smooth and quiet pan/tilt drive mechanism, a structure called a direct drive mechanism using a DC motor is known. This uses a DC motor as a pan/tilt drive actuator and directly connects the actuator to the pan and tilt axes at a reduction ratio of 1:1. Since it is driven at a speed reduction ratio of 1:1 without using a gear or the like, rattling due to backlash of the speed reduction mechanism does not occur, and smooth rotational drive can be expected. Also, the control resolution of the DC motor depends on an external sensor such as a rotary encoder. Therefore, control with high resolution is relatively easy compared to a stepping motor, which also leads to smooth rotational driving. Furthermore, DC motors are also advantageous in terms of noise compared to stepping motors that generate vibrations at a frequency corresponding to the step angle when driven.

例えば、特許文献1では、ダイレクトドライブ機構を用いたパン/チルトカメラの制御技術が開示されている。 For example, Patent Literature 1 discloses a pan/tilt camera control technique using a direct drive mechanism.

特開2015-114358号公報JP 2015-114358 A

しかしながら、DCモータはステッピングモータと異なり、回転が停止しているときに励磁力が発生しない。そのため、特許文献1に開示された従来技術では、パン角またはチルト角が、撮像装置の設置面の振動等の外乱によってずれてしまうというリスクがあった。 However, unlike the stepping motor, the DC motor does not generate an exciting force when the rotation is stopped. Therefore, in the conventional technology disclosed in Patent Document 1, there is a risk that the pan angle or the tilt angle may deviate due to disturbance such as vibration of the mounting surface of the imaging device.

本発明は、ダイレクトドライブでパン/チルト駆動する撮像装置において、外乱によるパン/チルト角度のズレの防止を実現可能な雲台装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a camera platform device capable of preventing deviation of pan/tilt angles due to disturbances in an image pickup apparatus that performs pan/tilt drive by direct drive.

本発明の一側面としての雲台装置は、カメラ部を取り付け可能な雲台装置であって、前記カメラ部をチルト回転軸の周りに回転可能に支持するパン回転部と、前記パン回転部をパン回転軸の周りに回転可能に支持するベース部と、前記チルト回転軸と前記パン回転軸を回転させることにより、前記カメラ部と前記パン回転部をそれぞれ減速比1:1で回転させるアクチュエータと、を有し、前記チルト回転軸と前記パン回転軸の少なくとも一方の回転軸には、前記アクチュエータによって前記少なくとも一方の回転軸が回転していないときに、前記少なくとも一方の回転軸の回転を止める向きに回転負荷がかけられていることを特徴とする。 A pan head device as one aspect of the present invention is a pan head device to which a camera unit can be attached, comprising: a pan rotating unit that supports the camera unit so as to be rotatable around a tilt rotation axis; and the pan rotating unit. a base portion that supports the pan rotation shaft so as to be rotatable; and an actuator that rotates the camera portion and the pan rotation portion at a reduction ratio of 1:1 by rotating the tilt rotation shaft and the pan rotation shaft. , wherein rotation of at least one of the tilt rotation axis and the pan rotation axis is stopped when the at least one rotation axis is not rotated by the actuator. It is characterized in that a rotational load is applied in a direction.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。 Other objects and features of the invention are described in the following embodiments.

本発明によれば、ダイレクトドライブでパン/チルト駆動する撮像装置において、外乱によるパン/チルト角度のズレの防止を実現可能な雲台装置を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a camera platform device capable of preventing a deviation of the pan/tilt angle due to disturbance in an image pickup apparatus that performs pan/tilt drive by direct drive.

第1の実施形態のビデオカメラの斜視図である。1 is a perspective view of a video camera of a first embodiment; FIG. 第1の実施形態のビデオカメラの分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of the video camera of the first embodiment; FIG. 第1の実施形態のビデオカメラのチルト回転機構を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing a tilt rotation mechanism of the video camera of the first embodiment; FIG. 第1の実施形態のビデオカメラのパン回転機構を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing the pan rotation mechanism of the video camera of the first embodiment; FIG. 第2の実施形態のビデオカメラの斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a video camera of a second embodiment; 第2の実施形態のビデオカメラの分解斜視図である。8 is an exploded perspective view of the video camera of the second embodiment; FIG. 第2の実施形態のビデオカメラのチルト回転機構を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a tilt rotation mechanism of the video camera of the second embodiment; 第2の実施形態のビデオカメラのパン回転機構を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a pan rotation mechanism of the video camera of the second embodiment;

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略ないし簡略化する。
[第1の実施形態]
図1は、本実施形態に係る撮像装置としてのビデオカメラ100を示す斜視図である。ビデオカメラ100は、カメラ部110と、パン回転部111と、ベース部112を有する。パン回転部111とベース部112により雲台装置100aが構成される。カメラ部110は、雲台装置100aに取り付け可能である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same members are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted or simplified.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a video camera 100 as an imaging device according to this embodiment. The video camera 100 has a camera section 110 , a pan rotation section 111 and a base section 112 . The pan rotating section 111 and the base section 112 constitute a camera platform device 100a. The camera unit 110 can be attached to the camera platform device 100a.

ビデオカメラ100は、例えばネットワークカメラである。ビデオカメラ100は、例えばライブハウスや撮影スタジオの天井に固定して設置される。また、ビデオカメラ100は、電動スライダー等の特殊機材に設置され、ビデオカメラ100自体を動かしながら撮影するといった使い方が想定される。 The video camera 100 is, for example, a network camera. The video camera 100 is fixedly installed on the ceiling of, for example, a live house or a photography studio. In addition, it is assumed that the video camera 100 is installed on a special device such as an electric slider, and is used for shooting while moving the video camera 100 itself.

カメラ部110は、被写体を撮像し、パン方向およびチルト方向に回転可能である。カメラ部110をパン方向およびチルト方向に回転させ、被写体の方向に向けることで、映像制作のための動画撮影やライブ配信用の撮影などが可能になる。パン回転部111は、カメラ部110をチルト回転軸115A、115B(図3)の周りに回転可能に支持する。ベース部112は、パン回転部111をパン回転軸140(図4)の周りに回転可能に支持する。 Camera unit 110 captures an image of a subject and is rotatable in pan and tilt directions. By rotating the camera unit 110 in the panning direction and the tilting direction and directing it toward the subject, it is possible to shoot moving images for video production and shooting for live distribution. The pan rotating section 111 supports the camera section 110 so as to be rotatable around tilt rotating shafts 115A and 115B (FIG. 3). The base portion 112 supports the pan rotating portion 111 so as to be rotatable around a pan rotating shaft 140 (FIG. 4).

次に、図2および図3を用いて、本実施形態のビデオカメラ100におけるチルト回転機構について説明する。図2は、本実施形態のビデオカメラ100のチルト回転機構を示す斜視図である。図3は、本実施形態のビデオカメラ100のチルト回転機構を示す断面図である。 Next, the tilt rotation mechanism in the video camera 100 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. FIG. 2 is a perspective view showing the tilt rotation mechanism of the video camera 100 of this embodiment. FIG. 3 is a sectional view showing the tilt rotation mechanism of the video camera 100 of this embodiment.

図2および図3に示すように、カメラ部110の内部のレンズ鏡筒113は、鏡筒支持部材114に支持されており、鏡筒支持部材114は、チルト回転軸115A、115Bを備えている。鏡筒支持部材114は、パン回転部111の内部のパンベース116に、軸受部材117A、17Bを介してチルト回転可能に両持ちで支持されている。これにより、カメラ部110は、パン回転部111に対してチルト回転軸115A、115Bの周りに回転可能に支持される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the lens barrel 113 inside the camera section 110 is supported by a barrel support member 114, and the barrel support member 114 has tilt rotation shafts 115A and 115B. . The lens barrel supporting member 114 is supported by a pan base 116 inside the pan rotating section 111 via bearing members 117A and 17B so as to be capable of tilt rotation. Thereby, the camera section 110 is rotatably supported with respect to the pan rotation section 111 around the tilt rotation shafts 115A and 115B.

ここで、カメラ部110のチルト方向への回転は、アクチュエータとしてのチルトモータ120(第1のアクチュエータ)によって行われる。チルトモータ120は、チルト回転軸115Aに直接接続されており、減速比1:1でカメラ部110をチルト方向に回転させることができる。また、チルトモータ120は、DCモータである。 Here, the rotation of the camera section 110 in the tilt direction is performed by a tilt motor 120 (first actuator) as an actuator. The tilt motor 120 is directly connected to the tilt rotation shaft 115A, and can rotate the camera section 110 in the tilt direction with a reduction ratio of 1:1. Also, the tilt motor 120 is a DC motor.

チルト回転軸115Bには、電磁ブレーキ121が接続されている。これにより、カメラ部110のチルト回転を阻害する方向に摩擦負荷としての回転負荷をかけることができる。電磁ブレーキ121は回転負荷機構である。電磁ブレーキ121は、チルトモータ120に対してカメラ部110を挟んで反対側に配置されている。 An electromagnetic brake 121 is connected to the tilt rotation shaft 115B. As a result, a rotation load as a friction load can be applied in a direction that hinders the tilt rotation of the camera section 110 . The electromagnetic brake 121 is a rotating load mechanism. The electromagnetic brake 121 is arranged on the opposite side of the tilt motor 120 with the camera section 110 interposed therebetween.

電磁ブレーキ121が非通電状態であるときは、チルトモータ120のトルクに対して回転負荷は非常に小さいものとなるが、電磁ブレーキ121が通電状態にあるときは、大きな回転負荷がかけられる。 When the electromagnetic brake 121 is not energized, the rotational load is very small relative to the torque of the tilt motor 120, but when the electromagnetic brake 121 is energized, a large rotational load is applied.

カメラ部110をチルト方向に回転させているとき、電磁ブレーキ121は非通電状態となるように制御され、チルト回転に対して負荷はほとんどかからない。一方で、カメラ部110をチルト方向へ回転させていないとき、電磁ブレーキ121は通電状態となるように制御され、カメラ部110のチルト回転を止める方向に負荷をかけることができる。これによって、外乱によってカメラ部110のチルト角がずれてしまうことを防ぐことができる。この場合の外乱は、ビデオカメラ100の取り付け面の振動等が含まれる。 When the camera section 110 is rotated in the tilt direction, the electromagnetic brake 121 is controlled so as to be in a non-energized state, and almost no load is applied to the tilt rotation. On the other hand, when the camera section 110 is not rotated in the tilt direction, the electromagnetic brake 121 is controlled to be in an energized state, and a load can be applied in the direction to stop the tilt rotation of the camera section 110 . As a result, it is possible to prevent the tilt angle of the camera unit 110 from deviating due to disturbance. The disturbance in this case includes vibration of the mounting surface of the video camera 100 and the like.

なお、この通電状態における回転負荷の負荷量は、ユーザの操作や、カメラ部110の内部に配置された振動センサ(不図示)によって得られた情報(例えば振動センサのフィードバック)に基づいて、自動で調整可能である。 Note that the load amount of the rotating load in this energized state is automatically determined based on the user's operation and information obtained from a vibration sensor (not shown) arranged inside the camera unit 110 (for example, feedback from the vibration sensor). can be adjusted with

また、ビデオカメラ100が、電磁ブレーキ121が常に非通電状態となるように制御される非通電モードを備えるように構成してもよい。非通電モードでは、カメラ部110のチルト方向への回転が停止しているときでも電磁ブレーキ121による回転負荷がほとんどないため、チルト回転の動き出しの応答性が高くなる。 Also, the video camera 100 may be configured to have a non-energization mode in which the electromagnetic brake 121 is always controlled to be in a non-energization state. In the non-energization mode, even when the rotation of the camera section 110 in the tilt direction is stopped, there is almost no rotation load due to the electromagnetic brake 121, so the responsiveness of the start of tilt rotation is high.

電磁ブレーキ121が非通電モードに切り替わる例の一つとして、ビデオカメラ100が、ユーザのマニュアル操作によって強制的に非通電モードになるような機能を備える。また別の例としては、カメラ部110の内部に配置された振動センサのフィードバックによって非通電モードに切り替わる。例えば、振動センサの出力電圧が一定値以下の場合には、非通電モードに切り替えるように制御する。この場合は、ビデオカメラ100の取り付け面の振動といった外乱が小さいとみなせるため、外乱によってカメラ部110が予期せぬチルト回転をしてしまう可能性は低いと考えられる。 As one example of switching the electromagnetic brake 121 to the non-energization mode, the video camera 100 has a function of forcibly switching to the non-energization mode by manual operation of the user. As another example, the mode is switched to the non-energization mode by feedback from a vibration sensor arranged inside the camera section 110 . For example, when the output voltage of the vibration sensor is below a certain value, control is performed to switch to the non-energization mode. In this case, the disturbance such as the vibration of the mounting surface of the video camera 100 can be regarded as small, so it is considered unlikely that the camera section 110 will tilt and rotate unexpectedly due to the disturbance.

次に、本実施形態のビデオカメラ100における、パン回転機構について説明する。 Next, the pan rotation mechanism in the video camera 100 of this embodiment will be described.

図4は、ビデオカメラ100のパン回転機構を示す断面図である。図4に示すように、パンベース116はパン回転軸140を備える。パンベース116はベース部112にパン回転可能に支持されている。これにより、パン回転部111は、ベース部112に対してパン回転軸140の周りに回転可能に支持される。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing the pan rotation mechanism of the video camera 100. As shown in FIG. As shown in FIG. 4, the pan base 116 has a pan rotation axis 140 . The pan base 116 is supported by the base portion 112 so as to be pan rotatable. As a result, the pan rotating section 111 is rotatably supported by the base section 112 around the pan rotating shaft 140 .

ここで、パンベース116のパン方向への回転は、アクチュエータとしてのパンモータ141(第2のアクチュエータ)によって行われる。パンモータ141は、パン回転軸140に直接接続されており、減速比1:1でパンベース116をパン方向に回転させることができる。また、パンモータ141は、DCモータである。 Here, the rotation of the pan base 116 in the pan direction is performed by a pan motor 141 (second actuator) as an actuator. The pan motor 141 is directly connected to the pan rotation shaft 140 and can rotate the pan base 116 in the pan direction at a reduction ratio of 1:1. Also, the pan motor 141 is a DC motor.

パン回転軸140には、電磁ブレーキ142が接続されている。これにより、パンベース116のパン回転を阻害する方向に回転負荷をかけることができる。電磁ブレーキ142は回転負荷機構である。電磁ブレーキ142は、パンモータ141とカメラ部110の間に配置されている。好ましくは、電磁ブレーキ142は、パンモータ141とパンベース116の間に配置されている。 An electromagnetic brake 142 is connected to the pan rotating shaft 140 . As a result, a rotational load can be applied in a direction that hinders the pan rotation of the pan base 116 . The electromagnetic brake 142 is a rotating load mechanism. The electromagnetic brake 142 is arranged between the pan motor 141 and the camera section 110 . Preferably, electromagnetic brake 142 is located between pan motor 141 and pan base 116 .

電磁ブレーキ142が非通電状態であるときは、パンモータ141のトルクに対して回転負荷は非常に小さいものとなるが、電磁ブレーキ142が通電状態であるときは、大きな回転負荷がかけられる。パンベース部116がパン方向へ回転していないときに電磁ブレーキ142は通電状態となるように制御される。これによって、外乱によってカメラ部110のパン角度がずれてしまうことを防ぐことができる。この場合の外乱は、ビデオカメラ100の取り付け面の振動等が含まれる。 When the electromagnetic brake 142 is not energized, the rotational load is very small relative to the torque of the pan motor 141, but when the electromagnetic brake 142 is energized, a large rotational load is applied. The electromagnetic brake 142 is controlled to be energized when the pan base portion 116 is not rotating in the pan direction. As a result, it is possible to prevent the pan angle of the camera unit 110 from being deviated due to disturbance. The disturbance in this case includes vibration of the mounting surface of the video camera 100 and the like.

なお、チルト回転機構の場合と同様、この通電状態における回転負荷の負荷量は、ユーザの操作や、カメラ部110の内部に配置された振動センサによって得られた情報(例えば振動センサのフィードバック)に基づいて、自動で調整可能である。 As in the case of the tilt rotation mechanism, the load amount of the rotation load in this energized state depends on the user's operation and information obtained by a vibration sensor arranged inside the camera unit 110 (for example, feedback of the vibration sensor). can be automatically adjusted based on

また、チルト回転機構の電磁ブレーキ121と同じく、パン回転機構の電磁ブレーキ142も非通電モードを備えていてもよい。 Further, like the electromagnetic brake 121 of the tilt rotation mechanism, the electromagnetic brake 142 of the pan rotation mechanism may also have a non-energization mode.

なお、本実施形態では、ビデオカメラ100が上述したチルト回転機構およびパン回転機構の両方を備える構成について説明した。しかし、ビデオカメラ100がチルト回転機構およびパン回転機構のいずれかの機構を必要としない場合等には、一方の機構のみを備える構成であってもよい。また、ビデオカメラ100はチルト回転機構およびパン回転機構の両方を備える構成ではあるが、回転負荷はチルト軸およびパン軸の少なくとも一方の軸にかけられる構成としてもよい。 In this embodiment, the video camera 100 has been described as having both the tilt rotation mechanism and the pan rotation mechanism described above. However, if the video camera 100 does not require either the tilt rotation mechanism or the pan rotation mechanism, the configuration may include only one of the mechanisms. Also, although the video camera 100 is configured to include both the tilt rotation mechanism and the pan rotation mechanism, the rotation load may be applied to at least one of the tilt axis and the pan axis.

以上説明したように、本実施形態の構成によれば、ダイレクトドライブでパン/チルト駆動する撮像装置において、外乱によるパン/チルト角度のズレの防止を実現できる。
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態のビデオカメラ200について説明する。第1の実施形態と重複する説明については、省略ないし簡略化して説明する。
As described above, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to prevent deviation of the pan/tilt angle due to disturbance in an image pickup apparatus that performs pan/tilt drive by direct drive.
[Second embodiment]
Next, a video camera 200 of a second embodiment will be described. Descriptions overlapping with those of the first embodiment will be omitted or simplified.

図5は、本実施形態に係る撮像装置としてのビデオカメラ200を示す斜視図である。ビデオカメラ200は、カメラ部210と、パン回転部211と、ベース部212を有する。パン回転部211とベース部212により雲台装置200aが構成される。カメラ部210は、雲台装置200aに取り付け可能である。ビデオカメラ200は、例えばネットワークカメラである。ビデオカメラ200は、カメラ部210をパン方向およびチルト方向に回転可能である。 FIG. 5 is a perspective view showing a video camera 200 as an imaging device according to this embodiment. The video camera 200 has a camera section 210 , a pan rotation section 211 and a base section 212 . The pan rotating section 211 and the base section 212 constitute a camera platform device 200a. The camera section 210 can be attached to the camera platform device 200a. The video camera 200 is, for example, a network camera. The video camera 200 can rotate the camera section 210 in pan and tilt directions.

次に、図6および図7を用いて、本実施形態のビデオカメラ200におけるチルト回転機構について説明する。図6は、本実施形態のビデオカメラ200のチルト回転機構を示す斜視図である。図7は、本実施形態のビデオカメラ200のチルト回転機構を示す断面図である。 Next, the tilt rotation mechanism in the video camera 200 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. FIG. 6 is a perspective view showing the tilt rotation mechanism of the video camera 200 of this embodiment. FIG. 7 is a sectional view showing the tilt rotation mechanism of the video camera 200 of this embodiment.

図6および図7に示すように、カメラ部210の内部のレンズ鏡筒213は鏡筒支持部材214に支持されており、鏡筒支持部材214はチルト回転軸215を備えている。鏡筒支持部材214は、パン回転部211の内部のパンベース216に、軸受部材217を介してチルト回転可能に片持ちで支持されている。これにより、カメラ部210は、パン回転部211に対してチルト回転軸215の周りに回転可能に支持される。 As shown in FIGS. 6 and 7, the lens barrel 213 inside the camera section 210 is supported by a barrel support member 214 , and the barrel support member 214 has a tilt rotation shaft 215 . The lens barrel support member 214 is supported by a pan base 216 inside the pan rotating section 211 via a bearing member 217 so as to be tiltable and rotatable. Thereby, the camera section 210 is rotatably supported around the tilt rotation shaft 215 with respect to the pan rotation section 211 .

ここで、カメラ部210のチルト方向への回転は、アクチュエータとしてのチルトモータ220(第1のアクチュエータ)によって行われる。チルトモータ220は、チルト回転軸215に直接接続されており、減速比1:1でカメラ部210をチルト方向に回転させることができる。また、チルトモータ220は、DCモータである。 Here, the rotation of the camera section 210 in the tilt direction is performed by a tilt motor 220 (first actuator) as an actuator. The tilt motor 220 is directly connected to the tilt rotation shaft 215 and can rotate the camera section 210 in the tilt direction with a reduction ratio of 1:1. Also, the tilt motor 220 is a DC motor.

チルト回転軸215には、電磁クラッチ221を介してロータリーダンパー222が接続されている。ロータリーダンパー222は、ローター222Aとステーター222Bから構成され、ステーター222Bに対してローター222Aを回転させようとすると粘性抵抗が発生する。これにより、カメラ部210のチルト回転を阻害する方向に粘性負荷としての回転負荷をかけることができる。なお、ロータリーダンパー222は、ローター222Aの部分が電磁クラッチ221と接続されている。電磁クラッチ221とロータリーダンパー222により、回転負荷機構が構成される。 A rotary damper 222 is connected to the tilt rotating shaft 215 via an electromagnetic clutch 221 . The rotary damper 222 is composed of a rotor 222A and a stator 222B, and viscous resistance is generated when the rotor 222A is rotated with respect to the stator 222B. As a result, a rotation load as a viscous load can be applied in a direction that hinders the tilt rotation of the camera unit 210 . The rotor 222A of the rotary damper 222 is connected to the electromagnetic clutch 221 . The electromagnetic clutch 221 and the rotary damper 222 constitute a rotational load mechanism.

電磁クラッチ221が非通電状態であるときは、チルト回転軸215に対してローター222Aは自由に回転できる。そのため、カメラ部210をチルト方向に回転させようとしても、ロータリーダンパー222による粘性抵抗が発生することはない。一方で、電磁クラッチ221が通電状態であるときは、チルト回転軸215に対してローター222Aが固定される。そのため、カメラ部210をチルト方向に回転させようとすると、ロータリーダンパー222による粘性抵抗が発生する。 When the electromagnetic clutch 221 is in a non-energized state, the rotor 222A can freely rotate with respect to the tilt rotation shaft 215. FIG. Therefore, even if the camera section 210 is rotated in the tilt direction, the rotary damper 222 does not generate viscous resistance. On the other hand, when the electromagnetic clutch 221 is energized, the rotor 222A is fixed with respect to the tilt rotation shaft 215. As shown in FIG. Therefore, when the camera unit 210 is rotated in the tilt direction, the rotary damper 222 generates viscous resistance.

電磁クラッチ221が非通電状態であるときは、チルト回転の負荷が小さくなるため、高速かつ高応答なチルト駆動が期待できる。一方で、電磁クラッチ221が通電状態であるときは、チルト回転の負荷が大きくなるため、外乱によってカメラ部210が予期せぬチルト回転をしてずれることを防ぐことができる。この場合の外乱は、ビデオカメラ200の取り付け面の振動等が含まれる。 When the electromagnetic clutch 221 is in a non-energized state, the tilt rotation load is reduced, so high-speed and highly responsive tilt drive can be expected. On the other hand, when the electromagnetic clutch 221 is in an energized state, the tilt rotation load increases, so that it is possible to prevent the camera section 210 from unexpectedly tilting and shifting due to disturbance. The disturbance in this case includes vibration of the mounting surface of the video camera 200 and the like.

電磁クラッチ221の非通電状態と通電状態は、カメラ部210のチルト駆動速度によって制御されてもよい。例えば、カメラ部210のチルト駆動が完全に停止、もしくは極低速の場合、電磁クラッチ221を通電させることで外乱によるチルト角度のズレを防止することができる。一方で、カメラ部210をある一定の速度以上で駆動させたい場合、電磁クラッチ221を非通電状態にすることで、チルトモータ220のトルクが比較的小さくとも高速かつ高応答でのチルト駆動が期待できる。 The non-energized state and the energized state of the electromagnetic clutch 221 may be controlled by the tilt drive speed of the camera section 210 . For example, when the tilt drive of the camera unit 210 is completely stopped or at an extremely low speed, the electromagnetic clutch 221 is energized to prevent the tilt angle from shifting due to disturbance. On the other hand, when it is desired to drive the camera unit 210 at a certain speed or higher, by putting the electromagnetic clutch 221 in a non-energized state, it is expected that even if the torque of the tilt motor 220 is relatively small, high-speed and high-response tilt drive can be expected. can.

電磁クラッチ221の非通電状態と通電状態は、ビデオカメラ200のユーザのマニュアル操作によって切り替え可能としてもよい。例えば、ビデオカメラ200を電動スライダーに取り付けて使用する等、取り付け面の振動が比較的大きくなるようなユースケースでは、電磁クラッチ221を通電させることでチルト回転のズレの防止を狙える。一方で、例えばスポーツ中継等、カメラ部210をパンチルト駆動させて被写体を追いかけるようなユースケースでは、電磁クラッチ221を非通電状態にして高応答なパンチルト駆動を狙うことができる。 The non-energized state and the energized state of the electromagnetic clutch 221 may be switched by manual operation of the video camera 200 by the user. For example, in a use case in which the vibration of the mounting surface is relatively large, such as when the video camera 200 is attached to an electric slider, energizing the electromagnetic clutch 221 can aim to prevent deviation in tilt rotation. On the other hand, in a use case where the camera unit 210 is pan-tilt driven to follow a subject, such as a sports broadcast, the electromagnetic clutch 221 can be deenergized to aim for high-response pan-tilt drive.

次に、本実施形態のビデオカメラ200におけるパン回転機構について説明する。 Next, a pan rotation mechanism in the video camera 200 of this embodiment will be described.

図8は、ビデオカメラ200のパン回転機構を示す断面図である。図8に示すように、パンベース216はパン回転軸240を備え、ベース部212にパン回転可能に支持されている。これにより、パン回転部211は、ベース部212に対してパン回転軸240の周りに回転可能に支持される。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing the pan rotation mechanism of the video camera 200. As shown in FIG. As shown in FIG. 8, the pan base 216 has a pan rotation shaft 240 and is supported by the base portion 212 so as to be pan rotatable. As a result, the pan rotating section 211 is rotatably supported by the base section 212 around the pan rotating shaft 240 .

ここで、パンベース216のパン方向への回転は、アクチュエータとしてのパンモータ241(第2のアクチュエータ)によって行われる。パンモータ241は、パン回転軸240に直接接続されており、減速比1:1でパンベース216をパン回転させることができる。また、パンモータ241は、DCモータである。 Here, the rotation of the pan base 216 in the pan direction is performed by a pan motor 241 (second actuator) as an actuator. The pan motor 241 is directly connected to the pan rotation shaft 240 and can pan rotate the pan base 216 at a reduction ratio of 1:1. Also, the pan motor 241 is a DC motor.

パン回転軸240には、電磁クラッチ242を介してロータリーダンパー243が接続されている。ロータリーダンパー243は、ローター243Aとステーター243Bから構成され、ステーター243Bに対してローター243Aを回転させようとすると粘性抵抗が発生する。なお、ロータリーダンパー243は、ローター243Aの部分が電磁クラッチ242と接続されている。電磁クラッチ242とロータリーダンパー243により、回転負荷機構が構成される。 A rotary damper 243 is connected to the pan rotating shaft 240 via an electromagnetic clutch 242 . The rotary damper 243 is composed of a rotor 243A and a stator 243B, and viscous resistance is generated when the rotor 243A is rotated with respect to the stator 243B. The rotor 243A of the rotary damper 243 is connected to the electromagnetic clutch 242 . The electromagnetic clutch 242 and rotary damper 243 constitute a rotational load mechanism.

電磁クラッチ242が非通電状態であるときは、パン回転軸240に対してローター243Aは自由に回転できる。そのため、パンベース216をパン回転させようとしても、ロータリーダンパー243による粘性抵抗が発生することはない。一方で、電磁クラッチ242が通電状態であるときは、パン回転軸240に対してローター243Aが固定される。そのためパンベース216をパン回転させようとすると、ロータリーダンパー243による粘性抵抗が発生する。 When the electromagnetic clutch 242 is in a non-energized state, the rotor 243A can freely rotate with respect to the pan rotation shaft 240. FIG. Therefore, even if the pan base 216 is to be pan-rotated, no viscous resistance is generated by the rotary damper 243 . On the other hand, when electromagnetic clutch 242 is in an energized state, rotor 243A is fixed to pan rotating shaft 240 . Therefore, when an attempt is made to pan rotate the pan base 216 , viscous resistance is generated by the rotary damper 243 .

電磁クラッチ242の通電状態と非通電状態を制御することによって、チルト回転機構と同じく、外乱によるパン角度のズレを防止することができる。 By controlling the energized state and the non-energized state of the electromagnetic clutch 242, it is possible to prevent deviation of the pan angle due to disturbances, as in the tilt rotation mechanism.

以上説明したように、本実施形態の構成によれば、ダイレクトドライブでパン/チルト駆動する撮像装置において、外乱によるパン/チルト角度のズレの防止を実現できる。 As described above, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to prevent deviation of the pan/tilt angle due to disturbance in an image pickup apparatus that performs pan/tilt drive by direct drive.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist.

110,210 カメラ部
111,211 パン回転部
112,212 ベース部
120,220 チルトモータ
141,242 パンモータ
110, 210 camera section 111, 211 pan rotation section 112, 212 base section 120, 220 tilt motor 141, 242 pan motor

Claims (16)

カメラ部を取り付け可能な雲台装置であって、
前記カメラ部をチルト回転軸の周りに回転可能に支持するパン回転部と、
前記パン回転部をパン回転軸の周りに回転可能に支持するベース部と、
前記チルト回転軸と前記パン回転軸を回転させることにより、前記カメラ部と前記パン回転部をそれぞれ減速比1:1で回転させるアクチュエータと、を有し、
前記チルト回転軸と前記パン回転軸の少なくとも一方の回転軸には、前記アクチュエータによって前記少なくとも一方の回転軸が回転していないときに、前記少なくとも一方の回転軸の回転を止める向きに回転負荷がかけられていることを特徴とする雲台装置。
A platform device to which a camera unit can be attached,
a pan rotation unit that supports the camera unit so as to be rotatable around a tilt rotation axis;
a base portion that supports the pan rotating portion so as to be rotatable around a pan rotating shaft;
an actuator that rotates the camera section and the pan rotation section at a reduction ratio of 1:1 by rotating the tilt rotation axis and the pan rotation axis;
At least one of the tilt rotation axis and the pan rotation axis is subjected to a rotational load in a direction to stop the rotation of the at least one rotation axis when the at least one rotation axis is not rotated by the actuator. A pan head device characterized by being hung.
前記アクチュエータは、DCモータであることを特徴とする請求項1に記載の雲台装置。 2. The camera platform device according to claim 1, wherein the actuator is a DC motor. 前記回転負荷は、摩擦負荷であることを特徴とする請求項1または2に記載の雲台装置。 3. The camera platform device according to claim 1, wherein the rotational load is a frictional load. 前記回転負荷は、電磁ブレーキによる回転負荷であることを特徴とする請求項3に記載の雲台装置。 4. The camera platform device according to claim 3, wherein the rotational load is a rotational load caused by an electromagnetic brake. 前記回転負荷がかけられている前記少なくとも一方の回転軸は、前記電磁ブレーキに接続されていることを特徴とする請求項4に記載の雲台装置。 5. The camera platform device according to claim 4, wherein said at least one rotating shaft to which said rotating load is applied is connected to said electromagnetic brake. 前記回転負荷は、粘性負荷であることを特徴とする請求項1または2に記載の雲台装置。 3. The camera platform device according to claim 1, wherein the rotational load is a viscous load. 前記回転負荷は、電磁クラッチによる回転負荷であることを特徴とする請求項6に記載の雲台装置。 7. The camera platform device according to claim 6, wherein the rotational load is a rotational load caused by an electromagnetic clutch. ローターとステーターからなるロータリーダンパーを更に備え、
前記回転負荷がかけられている前記少なくとも一方の回転軸は、前記電磁クラッチを介して前記ロータリーダンパーに接続されていることを特徴とする請求項7に記載の雲台装置。
Equipped with a rotary damper consisting of a rotor and a stator,
8. The camera platform device according to claim 7, wherein said at least one rotating shaft to which said rotating load is applied is connected to said rotary damper via said electromagnetic clutch.
前記回転負荷の負荷量は、調整可能であることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の雲台装置。 9. The camera platform device according to any one of claims 1 to 8, wherein the load amount of the rotational load is adjustable. 前記負荷量は、ユーザによる操作により調整可能であることを特徴とする請求項9に記載の雲台装置。 10. The camera platform device according to claim 9, wherein the load amount is adjustable by a user's operation. 前記カメラ部の内部に配置される振動センサを、さらに備え、
前記負荷量は、前記振動センサによって得られた情報に基づいて、自動で調整可能であることを特徴とする請求項9に記載の雲台装置。
further comprising a vibration sensor arranged inside the camera unit,
10. The camera platform device according to claim 9, wherein the load amount can be automatically adjusted based on information obtained by the vibration sensor.
前記回転負荷を発生させる回転負荷機構を更に有し、
前記回転負荷が前記チルト回転軸にかけられている場合において、前記回転負荷機構は、前記アクチュエータに対して前記カメラ部を挟んで反対側に配置されることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の雲台装置。
further comprising a rotational load mechanism for generating the rotational load;
12. The apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein when the rotational load is applied to the tilt rotation shaft, the rotational load mechanism is arranged on the opposite side of the actuator across the camera section. or the camera platform device according to item 1.
前記回転負荷を発生させる回転負荷機構を更に有し、
前記回転負荷が前記パン回転軸にかけられている場合において、前記回転負荷機構は、前記アクチュエータと前記カメラ部の間に配置されることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の雲台装置。
further comprising a rotational load mechanism for generating the rotational load;
12. The apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein when the rotational load is applied to the pan rotation axis, the rotational load mechanism is arranged between the actuator and the camera section. pan head device.
前記アクチュエータは、前記カメラ部を減速比1:1で回転させる第1のアクチュエータと、前記パン回転部を減速比1:1で回転させる第2のアクチュエータからなることを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の雲台装置。 2. The actuator comprises a first actuator that rotates the camera section at a reduction ratio of 1:1, and a second actuator that rotates the pan rotation section at a reduction ratio of 1:1. 14. The pan head device according to any one of 13. カメラ部を取り付け可能な回転部と、
前記回転部に接続された回転軸と、
該回転軸を減速比1:1で回転させるアクチュエータと、を有し、
前記回転軸には、前記アクチュエータによって前記回転軸が回転していないときに、該回転を止める向きに回転負荷がかけられていることを特徴とする雲台装置。
a rotating part to which a camera part can be attached;
a rotating shaft connected to the rotating part;
an actuator that rotates the rotating shaft at a reduction ratio of 1:1;
A pan head device, wherein a rotational load is applied to the rotating shaft in a direction to stop the rotation when the rotating shaft is not rotated by the actuator.
被写体を撮像するカメラ部と、
請求項1から15のいずれか一項に記載の雲台装置と、を有することを特徴とする撮像装置。
a camera unit that captures an image of a subject;
16. An imaging apparatus comprising: the camera platform device according to any one of claims 1 to 15.
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