特許ウォッチ

公開番号2025051165
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023160125
出願日2023-09-25
発明の名称ジンバル装置、及びそれを備えたカメラシステム
出願人株式会社タムロン
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G03B 17/56 20210101AFI20250328BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】カメラの重心位置が変化した場合でも、各モータにかかる負担を抑制しながら、ジンバルロックの状態に陥りにくいジンバル装置を提供する。
【解決手段】本発明は、ジンバル装置(2)であって、カメラマウント部(6)と、第1モータ(8)と、第1連結部材(14)と、第2モータ(10)と、第2連結部材(16)と、第3モータ(12)と、第3連結部材(18)と、ジンバル装置を支持する支持部(20)と、第1、第2、第3モータを制御する制御部(20b)と、を有し、カメラマウント部の取付面(6a)は、第1連結部材と第2連結部材が直角を為す状態において、第1の軸線及び第2の軸線を含む第1平面に対して傾斜した方向に向けられ、且つ取付面に沿って延びる、第1平面に平行な軸線は、第1平面に直交する方向から見て、第1の軸線及び第2の軸線に対して斜めに向けられていることを特徴としている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
カメラを取り付けて使用するジンバル装置であって、
カメラの光軸を所定の方向に向けて固定する取付面を備えたカメラマウント部と、
このカメラマウント部を、第１の軸線を中心に回動させる第１モータと、
上記カメラマウント部と上記第１モータを連結する第１連結部材と、
上記カメラマウント部を、第２の軸線を中心に回動させる第２モータと、
上記第１モータと上記第２モータを連結する第２連結部材と、
上記カメラマウント部を、第３の軸線を中心に回動させる第３モータと、
上記第２モータと上記第３モータを連結する第３連結部材と、
上記第３モータに連結され、上記ジンバル装置を支持するための支持部と、
上記第１、第２、第３モータを制御する制御部と、
を有し、
上記カメラマウント部の上記取付面は、上記第１連結部材と上記第２連結部材が直角を為す状態において、上記第１の軸線及び上記第２の軸線を含む第１平面に対して傾斜した方向に向けられ、且つ上記取付面に沿って延びる、上記第１平面に平行な軸線は、上記第１平面に直交する方向から見て、上記第１の軸線及び上記第２の軸線に対して斜めに向けられていることを特徴とするジンバル装置。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
上記第１連結部材と上記第２連結部材が直角を為す状態において、上記取付面に沿って延びる、上記第１平面に平行な軸線が、上記第１の軸線と為す角は、上記第１平面に直交する方向から見て１５度乃至７５度である請求項１記載のジンバル装置。
【請求項３】
上記第１連結部材と上記第２連結部材が直角を為す状態において、上記カメラマウント部の上記取付面と、上記第１平面が為す角は１５度乃至７５度である請求項１又は２に記載のジンバル装置。
【請求項４】
上記制御部は、上記第３の軸線を所定角度傾け、上記取付面を水平方向に向けたとき、上記第２連結部材と上記第３連結部材が直角を為すように、上記第１、第２、第３モータを制御する請求項１又は２に記載のジンバル装置。
【請求項５】
上記制御部は、上記第３の軸線が鉛直に向けられ、上記取付面が水平方向に向けられたとき、上記第２連結部材と上記第３連結部材の為す角度が９０度よりも小さくなるように、上記第１、第２、第３モータを制御する請求項１又は２に記載のジンバル装置。
【請求項６】
上記カメラマウント部の上記取付面の前縁は、上記取付面に沿って上記第１平面に平行に延びるように構成されている請求項１又は２に記載のジンバル装置。
【請求項７】
カメラを支持するジンバル装置を備えたカメラシステムであって、
請求項１又は２に記載のジンバル装置と、
このジンバル装置に取り付けられたカメラと、
を有することを特徴とするカメラシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジンバル装置に関し、特に、カメラを取り付けて使用するジンバル装置、及びそれを備えたカメラシステムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
カメラを取り付けて使用し、カメラの光軸が常に所定の方向に向けられるように制御するジンバル装置が知られている。このようなジンバル装置は、略Ｌ字形の第一、第二、第三アーム、及び各アームとベース部（支持部）を連結する第一、第二、第三モータを備えている。そして、ジンバル装置に取り付けられたカメラを所望の向きに向ける際は、各モータを回動させ、各Ｌ字形のアーム間の相対的な角度を変化させる。
【０００３】
ここで、一般的な構造のジンバル装置では、各アーム及びモータ等の質量がカメラの質量に対して十分に小さい場合には、第一、第二、第三モータの各回転軸の延長線が、カメラの重心点近傍を通るように調整しておくことにより、各モータの負担を減じることができる。即ち、各モータの回転軸の延長線がカメラの重心点近傍を通る場合には、カメラを如何なる向きに向けた際にも、カメラがその姿勢を維持するために各モータが発生する必要があるトルクを極めて小さくすることができる。なお、各アーム、モータ等の質量を無視することができない場合にも、これらの質量を加味して重心点の位置を設定することにより、各モータが発生するトルクを十分小さくすることができる。
【０００４】
しかしながら、例えば、ズーム機能を備えたカメラをジンバル装置に取り付けた場合には、カメラの重心点の位置が変化してしまうという問題がある。このため、或る画角において、各モータが発生すべきトルクが小さくなるようにカメラの重心点が調整されたとしても、カメラの画角を変化させることにより、重心点が移動されると、各モータが発生すべきトルクが増大してしまう、という問題が発生する。
【０００５】
本件発明者は、この問題を特開２０２１－１０３２１４号公報（特許文献１）記載の発明により解決した。即ち、特許文献１記載の発明においては、カメラの光軸と直交する軸線を、第１モータの回転軸の延長線に対して斜めに向けることにより、この問題を軽減することに成功した。特許文献１記載のジンバル装置においては、カメラの重心点の位置が変化したとき、カメラの姿勢を維持するために必要とされるトルクが複数のモータに分散されるため、各モータの負担を軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２１－１０３２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載のジンバル装置においては、使用中にジンバル装置が、所謂「ジンバルロック」の状態に陥りやすいという問題が発生した。ジンバルロックとは、ジンバル装置のカメラを回動させるための２つの回転軸がほぼ平行になった状態を意味する。このジンバルロックは、３つのモータのうちの中間に設けられたモータが、このモータから延びる２本のアームが一直線になる位置に回動されたとき発生する。この状態では、カメラを３つの回転軸の周りに回動させることができなくなるため、ジンバル装置によってカメラを所望の方向に回動させることができなくなる。また、完全なジンバルロックに至らない場合でも、ジンバルロックの状態が近づくと、カメラの有効な姿勢制御が困難となり、ジンバル装置の制御が不安定になるという問題がある。
【０００８】
従って、本発明は、カメラの重心位置が変化した場合でも、各モータにかかる負担を抑制しながら、通常の使用状態においてジンバルロックの状態に陥りにくいジンバル装置、及びそれを備えたカメラシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明は、カメラを取り付けて使用するジンバル装置であって、カメラの光軸を所定の方向に向けて固定する取付面を備えたカメラマウント部と、このカメラマウント部を、第１の軸線を中心に回動させる第１モータと、カメラマウント部と第１モータを連結する第１連結部材と、カメラマウント部を、第２の軸線を中心に回動させる第２モータと、第１モータと第２モータを連結する第２連結部材と、カメラマウント部を、第３の軸線を中心に回動させる第３モータと、第２モータと第３モータを連結する第３連結部材と、第３モータに連結され、ジンバル装置を支持するための支持部と、第１、第２、第３モータを制御する制御部と、を有し、カメラマウント部の取付面は、第１連結部材と第２連結部材が直角を為す状態において、第１の軸線及び第２の軸線を含む第１平面に対して傾斜した方向に向けられ、且つ取付面に沿って延びる、第１平面に平行な軸線は、第１平面に直交する方向から見て、第１の軸線及び第２の軸線に対して斜めに向けられていることを特徴としている。
【００１０】
このように構成された本発明によれば、取付面に沿って延びる第１平面に平行な軸線が、第１平面に直交する方向から見て、第１の軸線及び第２の軸線に対して斜めに向けられているので、カメラの光軸方向の重心移動に対し、より低出力なモータで対応することができる。即ち、従来のジンバル装置においては、カメラマウント部に連結された第１モータの回転軸が、カメラの光軸に直交する方向に向けられている。このため、カメラの重心点が光軸方向に移動すると、この移動によって発生するモーメントを打ち消すために、第１モータのみがトルクを発生する。従って、カメラの重心点が移動した場合には、第１モータは、カメラの姿勢を維持するために、重心の移動距離とカメラの重量を乗じたトルクを余分に発生させる必要がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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