JP7532222B2 - 雲台、撮像装置及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、カメラユニットを所定方向に回転するための雲台等に関する。

レンズ鏡筒が回転するレンズ鏡筒回転型の撮像装置として、テレビ会議用のビデオカメラや、監視カメラがある。これらのカメラは、周囲を見渡すために水平方向（以下、パン方向）及び垂直方向（以下、チルト方向）に回転できるようになっている。また、被写体を撮影画角の中心にとらえるように、レンズ鏡筒を被写体に向けてパン方向及びチルト方向に回転できるようにするとともに、レンズ鏡筒の回転状態（回転の有無や回転の現在位置）を検知できるようにしている。

特許文献１では、カメラユニットをチルト方向に回転させるチルト駆動機構を、カメラユニットを支えるひとつの支柱内に配置して、カメラユニットを支えるもう一方の支柱内に大型のエンコーダ機構を配置している。それによって、高精度にカメラユニットの回転状態を検知する技術が開示されている。

特開２０１３－１０１３９７号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、カメラユニットをチルト方向に回転させるチルト回転機構を、カメラユニットを支える支柱内に配置して、もう一方の支柱内にエンコーダ機構を配置している。よって、エンコーダを配置するためのスペースが必要となり、装置全体が大型化してしまうおそれがある。

本発明の目的は、上記の問題を改良し、大型化することなく、高精度な回転検知が可能な雲台や撮像装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明における雲台は、
カメラユニットを所定方向に回転させるための回転駆動部を有し、
前記回転駆動部は、駆動源と、駆動伝達手段を介して前記駆動源に係合する第１の減速機構と、前記第１の減速機構に係合し、前記カメラユニットを前記所定方向に回転させる第２の減速機構と、前記第１の減速機構に配置され、前記第１の減速機構の回転角度を検出する回転角度検出手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、大型化することなく、高精度な回転検知が可能な雲台や撮像装置を得ることができる。

本発明の実施例における撮像装置の正面斜視図である。 本発明の実施例における撮像装置の内部構造を示す部分斜視図である。 本発明の実施例における撮像装置の内部構造を示す底面図である。 本発明の実施例における撮像装置のチルト回転検知部を示す斜視図である。 本発明の実施例における撮像装置のフォトインタラプタとチルト回転検知リングの関係を示す図である。 本発明の実施例における撮像装置のチルト回転検知リングが時計回りに回転したときのフォトインタラプタの受光状態と遮光状態を示す説明図である。 本発明の実施例における撮像装置において意図せず回転動作をしたこと検知するフローを示すフローチャートである。 本発明の実施例における撮像装置のパン回転検知部を示す斜視図である。 本発明の実施例における撮像装置のフォトインタラプタとチルト回転検知リングの関係を示す図である。 本発明の実施例における撮像装置のパン回転検知リングが時計回りに回転したときのフォトインタラプタの受光状態と遮光状態を示す説明図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について実施例を用いて説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素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。
また、実施例においては、撮像装置としてライブ配信等に用いるネットワークカメラにパン、チルト用の雲台を組み合わせた例について説明する。しかし、撮像装置はデジタルスチルカメラ、デジタルムービーカメラ、カメラ付きのスマートフォン、カメラ付きのタブレットコンピュータ、車載カメラなどの撮像機能を有する電子機器等を含む。

以下、図１～１０を参照して、本発明の実施例における撮像装置及び回転検知機構について説明する。
図１は、本発明の実施例における撮像装置の正面斜視図である。
撮像装置としてのビデオカメラ（ネットワークカメラ）１は、ベース部３０の下面（設置面）を卓上や天井に設置することによって取り付けられ、ネットを介してライブ配信等に用いられる。

ベース部３０は回転部２０を水平方向（パン方向）に回転可能に支持している。また、回転部２０はレンズユニット１０を垂直方向（チルト方向）に回転可能に支持している。ここでベース部３０、回転部２０によってカメラユニットをパン、チルト回転させるための雲台が構成されている。なお、カメラユニットは雲台から簡単に着脱できる構成にしてもよい。

そして、レンズユニット１０には、撮像用のレンズ鏡筒１１等が取り付けられている。なお、本実施例ではベース部３０の下面（設置面）に対して水平方向（パン方向）の回転軸が垂直になるように設定されている。しかし、ベース部３０の下面（設置面）に対して水平方向（パン方向）の回転軸が垂直でなくてもよいのは言うまでもない。

また、水平方向（パン方向）、垂直方向（チルト方向）の回転とは、ビデオカメラ１の設置面が例えば卓上や天井等の略水平面に取り付けられた場合に、略水平方向、略垂直方向に回転するように設定されていることを意味している。仮にビデオカメラ１の設置面が、水平に対して所定角度傾いた面に取り付けられた場合には、水平方向（パン方向）、垂直方向（チルト方向）の回転はそれぞれ水平または垂直に対して前記所定角度傾いた回転となる。

回転部２０は図１における垂直軸を回転中心として水平方向（パン方向）に回転する。また、レンズユニット１０は図１に示す水平軸を回転中心として垂直方向（チルト方向）に回転する。このとき、垂直軸および水平軸はレンズ鏡筒１１の光軸と交差するように設定されている。従って、回転部２０の回転にともなってレンズユニット１０が回転してもレンズ鏡筒１１の光軸は常に垂直軸と水平軸を通る。

次に、本実施例におけるビデオカメラ１のレンズユニット１０の回転駆動機構について図２を用いて説明する。なお、回転駆動機構はカメラユニットを所定方向に回転させるための回転駆動部として機能している。また本実施例ではパン方向の回転とチルト方向の回転の両方ができる構成について説明するが一方の方向の回転だけができるものであってもよい。
図２は、本実施例における撮像装置の内部構造を示す部分斜視図である。説明上不要で図が煩雑になるものは省略している。

図２に示すように、レンズユニット１０は、レンズ鏡筒１１の光軸が水平軸（チルト方向の回転中心軸）と交差するようにしてレンズシャーシ１２に支持されており、レンズシャーシ１２は、チルト方向への回転のための回転軸１３を備えている。そして、回転軸１３は、チルト方向の回転中心軸である水平軸と一致するように回転部２０に備えられたチルトシャーシ２１に回転可能に支持されている。

そのため、レンズシャーシ１２の回転軸１３を介してチルトシャーシ２１に支持されているレンズ鏡筒１１は、レンズシャーシ１２と一体となってチルトシャーシ２１に対してチルト方向に回転する。

また、チルトシャーシ２１は、パン方向の回転中心軸である垂直軸を中心として、ベース部３０に対して回転可能に支持されている。したがって、レンズ鏡筒１１は、レンズ鏡筒１１の光軸が垂直軸（パン方向の回転中心軸）と交差しつつ、レンズシャーシ１２、チルトシャーシ２１と一体となってベース部３０に対してパン方向に回転する。

このように、レンズ鏡筒１１は、水平軸を中心に、図１に示すベース部３０に対して、レンズシャーシ１２と一体となってチルト方向に回転可能になっている。また、レンズ鏡筒１１は、垂直軸を中心に、図１に示すベース部３０に対して、レンズシャーシ１２及びチルトシャーシ２１と一体となってパン方向に回転可能になっている。

レンズ鏡筒１１の後方には不図示の撮像素子が取り付けられる。撮像素子は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）デバイスやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）等である。レンズ鏡筒１１をチルト方向やパン方向に回転させれば、光軸方向に沿ってレンズ鏡筒１１に入射した光が撮像素子の撮像面に結像する。そして、光学像が電荷分布に変換されて蓄積され、電気信号として読出される。これによって、レンズ鏡筒１１の向いている方向の被写体を撮像し出力することができる。

ここで、チルト回転駆動機構４０について説明する。
チルト回転駆動機構４０は、駆動源としてのチルトモータ４１、防振ダンパ４２、チルトモータ４１に係合する駆動伝達手段としてのタイミングベルト４３、歯付きプーリ４４、テンションプーリ４５、第１チルト歯車４６、第２チルト歯車４７等からなる。そして、チルト回転駆動機構４０はすべてチルトシャーシ２１の左側面（図２中右手前側）に配置されており、チルトモータ４１が防振ダンパ４２を介してチルトシャーシ２１に取り付けられている。

チルトモータ４１から発生する回転駆動力はタイミングベルト４３を介して歯付きプーリ４４に伝達される。このとき、タイミングベルト４３の張力は、テンションプーリ４５によって調整されている。
また、歯付きプーリ４４の回転軸に設けられた歯車６８（図４参照）と第１チルト歯車４６及び第２チルト歯車４７とが噛み合っており、第１チルト歯車４６は、レンズシャーシ１２の回転軸１３に連結されている。

ここで、歯付きプーリ４４の歯車６８と第１チルト歯車４６及び第２チルト歯車４７の歯合部は、はすば歯車形状をしており、第１チルト歯車４６及び第２チルト歯車４７はそれぞれ第１のはすば歯車、第２のはずば歯車として機能している。

第１チルト歯車４６及び第２チルト歯車４７は、歯付きプーリ４４の歯車６８にそれぞれ歯合するとともに平行に配置されている。また、第２チルト歯車４７は、回転軸１３に沿って移動可能に配置され、不図示のばねによって第１チルト歯車４６の方向に付勢されている。即ち、第１のはすば歯車と第２のはすば歯車を相対的に付勢する付勢手段（ばね等）を有する。したがって、歯付きプーリ４４の歯車６８と第１チルト歯車４６及び第２チルト歯車４７は、どちらの方向に回転した場合でも常に歯車同士が噛み合いバックラッシを発生させずに駆動を伝達することができる。

したがって、チルト回転駆動機構４０のチルトモータ４１を駆動させれば、その駆動力がタイミングベルト４３によって歯付きプーリ４４に伝達される。チルトモータ４１から歯付きプーリ４４にかけて回転速度が減速（一段目）され、さらに歯付きプーリ４４から第１チルト歯車４６及び第２チルト歯車４７にかけて回転速度が減速（二段目）される。ここでタイミングベルト４３、歯付きプーリ４４によって第１の減速機構が構成されており、歯付きプーリ４４の歯車６８、第１チルト歯車４６及び第２チルト歯車４７によって第２の減速機構が構成されている。

それによって、回転軸１３を中心としてレンズシャーシ１２及びレンズ鏡筒１１をチルト方向に細かい回転角度で回転させることが可能になる。また、二段減速したうえでチルトモータ４１の駆動力が伝達されるので、レンズ鏡筒１１が４Ｋ画質等の高画質に対応した大きくて重い構成であっても、チルト方向にスムーズに回転駆動することができる。
また、防振ダンパ４２及びタイミングベルト４３によって駆動による振動や騒音の発生を低減することが出来る。

なお、６６は、フォトインタラプタ、６７は、レンズシャーシ１２と一体となって可動する遮光部であり、両者によって、レンズ鏡筒１１のチルト方向の回転の基準となる水平基準位置を検知するように構成されている。なお、この実施例では、ベース部３０の下面（設置面）に対してレンズ鏡筒１１が平行となる回転位置が水平基準位置として設定されている。

次に、パン回転駆動機構５０について説明する。
図３は、実施例における撮像装置の内部構造を示す底面図である。
パン回転駆動機構５０は、駆動源としてのパンモータ５１、防振ダンパ５２、パンモータ５１に係合する駆動伝達手段としてのタイミングベルト５３、歯付きプーリ５４、テンションプーリ５５、第１パン歯車５６、第２パン歯車５７等からなる。

また、パン回転駆動機構５０はベース部３０の内部に配置されており、パンモータ５１が防振ダンパ５２を介してベース部３０に取り付けられ、パンモータ５１から発生する回転駆動力はタイミングベルト５３を介して歯付きプーリ５４に伝達される。このとき、タイミングベルト５３の張力はテンションプーリ５５によって調整されている。

また、歯付きプーリ５４の回転軸に設けられた歯車７６（図８参照）と第１パン歯車５６及び第２パン歯車５７とが噛み合っており、第１パン歯車５６は、チルトシャーシ２１の垂直軸に連結されている。ここで、歯付きプーリ５４の歯車７６と第１パン歯車５６及び第２パン歯車５７の歯合部は、はすば歯車形状をしており、第１パン歯車５６及び第２パン歯車５７はそれぞれ第１のはすば歯車、第２のはずば歯車として機能している。

第１パン歯車５６及び第２パン歯車５７は、歯付きプーリ５４の歯車７６にそれぞれ歯合するとともに平行に配置されている。また、第２パン歯車５７は、チルトシャーシ２１の垂直軸に沿って移動可能に配置され、不図示のばねによって第１パン歯車５６の方向に、付勢されている。

このように第１のはすば歯車と第２のはすば歯車を相対的に付勢するばね等の付勢手段を有する。したがって、歯付きプーリ５４の歯車７６と第１パン歯車５６及び第２パン歯車５７は、どちらの方向に回転した場合でも常に歯車同士が噛み合いバックラッシを発生させずに駆動を伝達することができる。

したがって、パン回転駆動機構５０のパンモータ５１を駆動させれば、その駆動力がタイミングベルト５３によって歯付きプーリ５４に伝達される。パンモータ５１から歯付きプーリ５４にかけて回転速度が減速（一段目）され、さらに歯付きプーリ５４から第１パン歯車５６及び第２パン歯車５７にかけて回転速度が減速（二段目）される。

ここでは、タイミングベルト５３、歯付きプーリ５４によって第１の減速機構が構成されており、歯付きプーリ５４の歯車７６、第１パン歯車５６及び第２パン歯車５７によって第１の減速機構に係合する第２の減速機構が構成されている。それによって、垂直軸を中心としてチルトシャーシ２１及びレンズ鏡筒１１をパン方向に細かい回転角度で回転させることが可能になる。

また、二段減速したうえでパンモータ５１の駆動力が伝達されるので、レンズ鏡筒１１が４Ｋ画質等の高画質に対応した大きくて重い構成であっても、パン方向にスムーズに回転駆動することができる。
また、防振ダンパ５２及びタイミングベルト５３によって駆動による振動や騒音の発生を低減することが出来る。
このように、本実施例のビデオカメラ１は、レンズ鏡筒１１がチルト回転駆動機構４０によってチルト方向に回転し、パン回転駆動機構５０によってパン方向に回転する。

次に、チルト回転検知部６０について説明する。また、パン回転検知部７０については後述する。なお、チルト回転検知部６０とパン回転検知部７０は、第１の減速機構の回転角度を検出する回転角度検出手段として機能している。
図４は、本発明の実施例における撮像装置のチルト回転検知部を示す斜視図である。
図４に示すように、チルト回転検知部６０は、２つのフォトインタラプタ６４、６５を備えている。

また、第１の減速機構としての歯付きプーリ４４の回転中心に対して所定の角度ごとに設けられ、フォトインタラプタの発光部の発した光を遮ることが可能な複数の遮光部６２を備えている。また、複数の遮光部６２の間に透光部（スリット）６３を有し、遮光部６２と透光部６３によって回転検知リング６１が構成されている。
フォトインタラプタ６４，６５はそれぞれ発光部と、発光部に離間して対向する受光部を有し、歯付きプーリ４４の回転に伴って、発光部と受光部の間を、遮光部６２と透光部６３が通過するように構成されている。

回転検知リング６１は、歯付きプーリ４４と一体となって回転する。そのため、チルトモータ４１の回転駆動によって、タイミングベルト４３を介して駆動力が歯付きプーリ４４に伝達されると、回転検知リング６１が回転する。ここで回転検知リング６１に形成された遮光部６２と透光部６３が一定の幅で交互に配置され櫛歯状になっている。したがって、回転検知リング６１が回転すると、フォトインタラプタ６４、６５からでる発光を遮光部６２で遮光し、透光部６３で透光することを交互に繰り返す。

フォトインタラプタ６４、６５は回転検知リング６１の回転数と回転角度を検知可能なように、チルトシャーシ２１に所定の回転位相差を持って離間して配置されている。歯付きプーリ４４は、円筒部であり、フォトインタラプタ６４、６５は歯付きプーリ４４の円筒部の内部に配置されている。
なお、前述のように、図２に示す、チルトシャーシ２１に配置されたフォトインタラプタ６６と、レンズシャーシ１２と一体となって可動する遮光部６７によって、レンズ鏡筒１１のチルト方向の回転位置の基準位置（例えば水平基準位置）を検知する。

図５は、実施例における撮像装置のフォトインタラプタとチルト回転検知リングの関係を示す図である。
なお、図５に示すＸ軸及びＹ軸は、説明の便宜のために付記したもので、Ｘ軸が光軸と一致し、Ｘ軸の正方向がレンズ鏡筒１１の正面方向となる。ここで、遮光部６２の幅と透光部６３のそれぞれの角度の幅はθとする。なお、フォトインタラプタ６４、６５の配置は一例であり、これに限定されるものではない。

ここで、各遮光部６２及び各透光部６３のそれぞれの幅θは、回転検知リング６１の回転方向（チルト方向）を検知するために必要な分解能と、フォトインタラプタが十分に遮光状態と透光状態を検知可能かどうかによって決定される。本実施例のビデオカメラ１においては、幅θを１０°としている。

また、フォトインタラプタ６４はＸ軸から４５°の位置に配置され、さらに１０５°（＝１０θ＋θ／２）回転した位置にフォトインタラプタ６５が配置されている。なお、フォトインタラプタ６４とフォトインタラプタ６５の間の離間間隔である回転位相差は（ｎθ＋θ／２）°、ただしｎは整数、であればよい。

ここで、回転検知リング６１が時計回り又は反時計回りに回転すると、上記の回転検知リング６１の遮光部６２及び透光部６３の幅θ、フォトインタラプタ６４、６５の配置により、回転検知リング６１の回転状態を検知することができる。すなわち、フォトインタラプタ６４、６５が受光状態と遮光状態を繰り返すことで回転の有無、回転角度が検知される。

図６は、チルト回転検知部６０の回転検知リング６１が時計回りに回転したときのフォトインタラプタ６４、６５それぞれの受光状態と遮光状態を示す説明図である。
なお、以下では、便宜的にフォトインタラプタ６４、６５の発光体が発した光が透光部６３を透過し、受光体が受光状態となるときをＬｏ（Ｌｏｗ）、発光体が発した光が遮光部６２で遮られ、受光体が遮光状態となるときをＨｉ（Ｈｉｇｈ）とする。

図６に示すステップＳ１は、フォトインタラプタ６４が透光状態、フォトインタラプタ６５が透光状態に位置した状態を示している。そのため、フォトインタラプタ６４、６５の出力は（Ｌｏ、Ｌｏ）となる。

次に、回転検知リング６１の時計回りの回転によって遮光部６２及び透光部６３が移動するとステップＳ２に示す状態となり、フォトインタラプタ６４が透光状態、フォトインタラプタ６５が遮光状態となる。そのため、フォトインタラプタ６４、６５の出力は（Ｌｏ、Ｈｉ）となる。

さらに、時計回りに回転してステップＳ３の位置に移動すると、フォトインタラプタ６４が遮光状態、フォトインタラプタ６５が遮光状態となる。そのため、フォトインタラプタ６４、６５の出力は（Ｈｉ、Ｈｉ）となる。

その後、時計回りに回転してステップＳ４の位置に移動すると、フォトインタラプタ６４が遮光状態、フォトインタラプタ６５が透光状態となる。そのため、フォトインタラプタ６４、６５の出力は（Ｈｉ、Ｌｏ）となる。
そして、時計回りに回転してステップＳ５の位置に移動すると、フォトインタラプタ６４が透光状態、フォトインタラプタ６５が透光状態となり、ステップＳ１と同様の状態になる。

このように、回転検知リング６１が時計回りに回転すると、フォトインタラプタ６４、６５の出力は、ステップＳ１の（Ｌｏ、Ｌｏ）から（Ｌｏ、Ｈｉ）、（Ｈｉ、Ｈｉ）、（Ｈｉ、Ｌｏ）と変化していく。そしてステップＳ５でステップＳ１と同じ（Ｌｏ、Ｌｏ）に復帰し、その後は同じ変化パターンを繰り返す。

このとき、フォトインタラプタ６４とフォトインタラプタ６５は、図５に示すように、１０５°（＝１０θ＋θ／２）だけ角度が異なるので、前記のステップＳ１からステップＳ５は５°（＝θ／２）ごとにステップが切り替わっていく。すなわち、回転検知リング６１が搭載されている歯付きプーリ４４の回転を５°ごとの変化を検知することが可能である。

このとき、本実施例のビデオカメラ１のチルト回転駆動機構４０において、歯付きプーリ４４から第１チルト歯車４６及び第２チルト歯車４７への減速比は７倍である。よって、第１チルト歯車４６及び第２チルト歯車４７と一体となってチルト方向に回転するレンズ鏡筒１１の回転を０．７１°ごとに検知することが可能である。このように、比較的安価なフォトインタラプタを用い、高精度にチルト方向の回転を検知することができる。

このとき、図２で示しているように、チルトモータ４１の回転駆動を歯付きプーリ４４に伝達するのにタイミングベルト４３を用いている。したがって、チルトモータ４１から歯付きプーリ４４への駆動伝達の際にバックラッシが発生せず、チルトモータ４１の回転と実際の歯付きプーリ４４の回転に誤差が生じることがない。

また、歯付きプーリ４４から第１チルト歯車４６及び第２チルト歯車４７への駆動伝達では、前述のようにはすば歯車形状をした第１チルト歯車４６及び第２チルト歯車４７で歯付きプーリ４４の歯車６８を付勢力によって挟み込むように歯合させている。このように、バックラッシを発生させにくい構成としているので、歯付きプーリ４４に搭載したチルト回転検知部６０による回転検知と、レンズ鏡筒１１のチルト方向の回転に誤差が生じにくい。また、チルト回転検知部６０は、衝撃等でビデオカメラ１が意図せずチルト回転してしまった場合に、その回転を検知する手段としても利用できる。

図７は、本発明の実施例における撮像装置において意図せず回転動作をしたこと検知するフローを示すフローチャートである。このフローチャートにおけるフローは撮像装置内の不図示のＣＰＵがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって実現される。
ステップＳ７０において、ビデオカメラ１または雲台の起動状態で、レンズ鏡筒１１がチルト方向に回転したとき、ステップＳ７１において、チルト回転検知部６０が常に回転を検知している。

ステップＳ７２で、ビデオカメラ１において正常なチルト回転駆動命令（駆動信号）が出ていない状態で、レンズ鏡筒１１がチルト方向に回転していた場合にはＮＯと判断される。そしてステップＳ７３に進む。即ち、物や人がぶつかるなどの外的衝撃等でカメラユニットのレンズ鏡筒１１が意図せずに回転してしまったと判断し、ステップＳ７３において、「動かされ検知」を示すための信号（回転検知信号）を発生（ＯＮ）する。

「動かされ検知」の信号がＯＮの状態では、ステップＳ７４で、ビデオカメラ１にネットワークを介して接続された外部装置に、「動かされ検知」状態であると判断した検知結果を送信する。そして、図２に示すビデオカメラ１に搭載されたインジケータ３１や、ビデオカメラ１にネットワークを介して接続された操作端末の画面等でユーザーに「動かされ検知」状態であることを通知する。これにより、ユーザーはレンズ鏡筒１１が意図せず回転してしまっていることに気付くので、目標とする被写体の方向にカメラの向きを修正することができる。

次に本実施例のビデオカメラ１におけるパン回転検知部７０について説明する。なお、パン回転検知部７０は前述のチルト回転検知部６０との類似点が多いため、適宜説明を省略する。

図８は、実施例における撮像装置のパン回転検知部を示す斜視図である。
図８に示すように、パン回転検知部７０は、２つのフォトインタラプタ７４、７５を備えている。また、第１の減速機構としての歯付きプーリ５４の回転中心に対して所定の角度ごとに設けられ、フォトインタラプタの発光部の発した光を遮ることが可能な複数の遮光部７２を備えている。

また、複数の遮光部７２の間に透光部（スリット）７３を有し、遮光部７２と透光部７３によって回転検知リング７１が構成されている。
フォトインタラプタ７４、７５はそれぞれ発光部と、発光部に離間して対向する受光部を有し、歯付きプーリ５４の回転に伴って、発光部と受光部の間を、遮光部７２と透光部７３が通過するように構成されている。

このとき、回転検知リング７１は、歯付きプーリ５４の回転と一体となって回転する。そのため、パンモータ５１の回転駆動によって、タイミングベルト５３を介して駆動力が歯付きプーリ５４に伝達されると、回転検知リング７１が回転する。回転検知リング７１に形成された遮光部７２と透光部７３が一定の幅で交互に配置され櫛歯状になっている。したがって、回転検知リング７１が回転すると、フォトインタラプタ７４、７５からでる発光を遮光部７２で遮光し、透光部７３で透光することを交互に繰り返す。

フォトインタラプタ７４、７５は回転検知リング７１の回転数と回転角度を検知可能なように、ベース部３０に所定の回転位相差を持って離間して配置されている。
また、ベース部３０のチルトシャーシ２１に対向した面に配置された不図示のフォトインタラプタと、チルトシャーシ２１と一体となって可動する不図示の遮光部によって、レンズ鏡筒１１のパン方向の回転位置の基準となる基準位置を検知している。

図９は、実施例における撮像装置のフォトインタラプタとパン回転検知リングの関係を示す図である。
なお、図９に示すＸ軸及びＹ軸は、説明の便宜のために付記したもので、Ｘ軸が光軸と一致し、Ｘ軸の正方向がレンズ鏡筒１１の正面方向となる。また、遮光部７２と透光部７３のそれぞれの角度の幅はθとする。なお、フォトインタラプタ７４、７５の配置は一例であり、これに限定されるものではない。

各遮光部７２及び各透光部７３のそれぞれの幅θは、チルト回転検知部６０と同様にθ＝１０°である。
フォトインタラプタ７４はＸ軸から３５°の位置に配置され、さらに５５°（＝５θ＋θ／２）回転した位置にフォトインタラプタ７５が配置されている。なお、フォトインタラプタ７４とフォトインタラプタ７５の間の離間間隔である回転位相差は（ｎθ＋θ／２）°、ただしｎは整数、であればよい。

このようなパン回転検知部７０において、チルト回転検知部６０と同様にフォトインタラプタ７４、７５が受光状態と遮光状態を繰り返すことで回転の有無、回転角度が検知される。

図１０は、パン回転検知部７０の回転検知リング７１が時計回りに回転したときのフォトインタラプタ７４、７５それぞれの受光状態と遮光状態を示す説明図である。
図１０に示すように、チルト回転検知部６０と同様にパン回転検知部７０において、回転検知リング７１が時計回りに回転すると、フォトインタラプタ７４、７５は、ステップＳ１の（Ｌｏ、Ｌｏ）から（Ｌｏ、Ｈｉ）、（Ｈｉ、Ｈｉ）、（Ｈｉ、Ｌｏ）と変化していく。そしてステップＳ５でステップＳ１と同じ（Ｌｏ、Ｌｏ）に復帰し、その後は同じ変化パターンを繰り返す。

このとき、フォトインタラプタ７４とフォトインタラプタ７５は、図８に示すように、５５°（＝５θ＋θ／２）だけ角度が異なるので、前記のステップＳ１からステップＳ５は５°ごとにステップが切り替わっていく。すなわち、回転検知リング７１が搭載されている歯付きプーリ５４の回転を５°ごとに検知することが可能である。

このとき、本実施例のビデオカメラ１のパン回転駆動機構５０において、歯付きプーリ５４から第１パン歯車５６及び第２パン歯車５７への減速比は７倍である。よって、第１パン歯車５６及び第２パン歯車５７と一体となってパン方向に回転するレンズ鏡筒１１の回転を０．７１°ごとに検知することが可能である。このように、比較的安価なフォトインタラプタを用い、高精度にパン方向の回転を検知することができる。

このとき、図３で示しているように、パンモータ５１の回転駆動を歯付きプーリ５４に伝達するのにタイミングベルト５３を用いている。したがって、パンモータ５１から歯付きプーリ５４への駆動伝達の際にバックラッシが発生せず、パンモータ５１の回転と実際の歯付きプーリ５４の回転に誤差が生じることがない。

また、歯付きプーリ５４から第１パン歯車５６及び第２パン歯車５７への駆動伝達では、前述のようにはすば歯車形状をした第１パン歯車５６及び第２パン歯車５７で歯付きプーリ５４のはすば状の歯車７６を付勢力によって挟み込むように歯合させている。このように、バックラッシを発生にくい構成としているので、歯付きプーリ５４に搭載したパン回転検知部７０による回転検知と、レンズ鏡筒１１のパン方向の回転に誤差が生じにくい。

また、パン回転検知部７０においても、チルト回転検知部６０と同様に意図せずにパン回転してしまった場合に、図７で示したのと同様のフローを用いることによって意図しない回転を検知し表示することができる。

以上のように、本実施例では、回転駆動部はパン回転駆動部とチルト回転駆動部を含み、前記パン回転駆動部と前記チルト回転駆動部とは、それぞれ同様の構成からなる。即ち、それぞれが、駆動源と、第１の減速機構と、第２の減速機構と、回転角度検出手段と、を有するのでパン回転とチルト回転の両方を同様の精度で検知することが可能となる。

また、本実施例では、チルト回転検知部６０とパン回転検知部７０は、それぞれ一つの回転検知リング６１、回転検知リング７１により、安価で高精度な回転検知をすることが可能な構成となっている。また、歯付きプーリ４４、歯付きプーリ５４にそれぞれ回転検知リング６１、回転検知リング７１を配置することにより、チルト回転及びパン回転を同等の精度で検知することが可能になっている。

なお、実施例における撮像装置では、各遮光部６２及び各透光部６３（各遮光部７２及び各透光部７３）の幅θをそれぞれ１０°としているが、幅θはこれにかぎらず、チルト方向（パン方向）の回転を検知するために必要な分解能によって決定すればよい。
また、実施例ではカメラユニットをパン、チルト回転させるための雲台を構成するベース部３０、回転部２０はカメラユニットと結合されている。しかし、前述したように、雲台とカメラユニットとを簡単に着脱可能な構成とし、雲台に対して異なるカメラユニットを装着可能な構成としても良い。

以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
なお、本実施例における制御の一部または全部を上述した実施例の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワーク又は各種記憶媒体を介して雲台や撮像装置に供給するようにしてもよい。そしてその雲台や撮像装置におけるコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。

１：ビデオカメラ
１０：カメラユニット
２０：回転部
２１：チルトシャーシ
３０：ベース部
４０：チルト回転駆動機構
４１：チルトモータ
４３：タイミングベルト
４４：歯付きプーリ
４６：第１チルト歯車
４７：第２チルト歯車
６０：チルト回転検知部
６１：回転検知リング
６２：遮光部
６３：透光部
６４：フォトインタラプタ
６５：フォトインタラプタ

Claims (9)

1. カメラユニットを所定方向に回転させるための回転駆動部を有し、
   前記回転駆動部は、駆動源と、駆動伝達手段を介して前記駆動源に係合する第１の減速機構と、前記第１の減速機構に係合し、前記カメラユニットを前記所定方向に回転させる第２の減速機構と、前記第１の減速機構に配置され、前記第１の減速機構の回転角度を検出する回転角度検出手段と、を有することを特徴とする雲台。
2. 前記回転角度検出手段は、それぞれ発光部及び受光部を備える複数のフォトインタラプタと、前記第１の減速機構の回転中心に対して所定の角度ごとに設けられ、前記フォトインタラプタの前記発光部の発した光を遮ることが可能な複数の遮光部を備え、
   前記複数のフォトインタラプタは所定の回転位相差を持って離間して配置され、それぞれのフォトインタラプタの受光状態と遮光状態の組み合わせによって前記回転角度を検知することを特徴とする請求項１に記載の雲台。
3. 前記回転位相差は（ｎθ＋θ／２）°、ただしｎは整数、であることを特徴とする請求項２に記載の雲台。
4. 前記カメラユニットを前記所定方向に回転させるための駆動信号が出ていない状態において、
   前記カメラユニットが前記所定方向に回転したことを前記回転角度検出手段が検出した場合、回転検知信号を発することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の雲台。
5. 前記駆動源から前記第１の減速機構へ駆動力を伝達する前記駆動伝達手段はタイミングベルトを含むことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の雲台。
6. 前記第１の減速機構ははすば歯車を含み、
   前記第２の減速機構は前記第１の減速機構のはずば歯車に対して共に係合する、第１のはすば歯車と第２のはすば歯車を含み、
   前記第１の減速機構のはずば歯車の回転軸方向に沿って、前記第１のはすば歯車と前記第２のはすば歯車を相対的に付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の雲台。
7. 前記所定方向はパン方向とチルト方向の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の雲台。
8. 前記回転駆動部はパン回転駆動部とチルト回転駆動部を含み、前記パン回転駆動部と前記チルト回転駆動部とは、それぞれ前記駆動源と、前記第１の減速機構と、前記第２の減速機構と、前記回転角度検出手段と、を有することを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の雲台。
9. 請求項１～８のいずれか一項に記載の雲台に装着された前記カメラユニットを有する撮像装置。
   

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