JP2010026271A - カメラスタビライザーおよび撮影補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
ヘリコプター等の乗り物に搭乗したカメラマンが建造物や景色の撮影をするときに、当該乗り物の揺れの影響を機械式ジャイロにより解消し、さらに振動の影響を振動吸収部材により抑制する。
【解決手段】
カメラが搭載されるカメラスタビライザー２Ａ、カメラマンに装着される肩ハーネス３と、吊下材４１，４２とを備えた撮影補助装置であって、カメラスタビライザーは、カメラ搭載部２１、把手部２２１，２２２、および機械式ジャイロ２３１，２３２からなる姿勢保持装置を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえばヘリコプター等の乗り物に搭乗したカメラマンが建造物や景色の撮影をするときに、当該乗り物の揺れや振動の影響を抑制ないし解消することができるカメラスタビライザーおよび撮影補助装置に関する。

従来、歩行・走行しながらでも高品質の撮影ができるように、手持ちカメラに伝えられる揺れを抑制するスタビライザーが知られている。この種のスタビライザーの駆動方式はいくつかあるが、中でも、構造が比較的簡単な機械式ジャイロ（本明細書では、ジャイロ効果を利用した慣性維持装置）が普及している。

図１０に示すように、機械式ジャイロを用いたスタビライザー８として、ウェストハーネス８１から前方にアーム８２が突き出し、このアーム８２の先端に鉛直ロッド８３が取り付けられたものが知られている。鉛直ロッド８３の上部にはカメラ８４が支持され、下部には２つの機械式ジャイロ８５ａ，８５ｂが吊り下げられている。このスタビライザー８では、カメラマン１００が歩行・走行した場合でもカメラ８４の揺れを抑制ないし解消することができる（非特許文献１参照）。

一方、シャッターを押したときの「手ブレ」の影響を解消するための装置として、手ブレ補正用アクチュエータが知られている。このアクチュエータでは、電子式のジャイロ（加速度計）がカメラの動き情報を取得し、「手ブレ」が生じた場合には撮像デバイスやレンズ群を、カメラの動きの影響が無い方向に動かすことで当該「手ブレ」を補正することができる。
"ｍｅｍｂｅｒｓ．ａｏｌ．ｃｏｍ／ａｎａｍｉｋａｉｇａｉｋｋ／ｐａｇｅｓ／２＿ｇｙｒｏ．ｈｔｍｌ"

ところで、たとえば商業写真の業界では、建造物や自然物を鮮明に空撮したいという要求がしばしばあり、このような場合には、通常、撮影者がヘリコプターに搭乗して空撮にのぞむことになる。

しかし、ヘリコプターからの空撮では以下のような問題が生じる。すなわち、撮影の際には、ヘリコプターをホバーリングさせることになるが、この場合に、搭乗者には（すなわち、搭乗者が持っているカメラには）、ホバーリング時の上下の揺れ、およびロータ回転やエンジン駆動に依存する振動が与えられる。

図１０のスタビライザー８では、揺れ防止ができるが、振動の防止には効果が少ないであろうし、また、上述した「手ブレ」防止装置では、カメラ自体が揺れることは想定してはいないため、ヘリコプターにおいて生じるような揺れに対しては効果がないと考えられる。
以上の事情から、従来では、ヘリコプターからの空撮では、高品質の写真を撮ることができないという問題がある。

本発明の目的は、たとえばヘリコプター等の乗り物に搭乗したカメラマンが建造物や景色の撮影をするときに、当該乗り物の揺れや振動の影響を抑制ないし解消することができるカメラスタビライザーおよび撮影補助装置を提供することにある。

本発明のカメラスタビライザーは、（１）または（２）を要旨とする。
（１）
カメラ搭載部、
前記カメラ搭載部の左右に位置する２つの把手部、および、
前記カメラ搭載部にリジッドに連結され、揺れを抑制する少なくとも２つの機械式ジャイロ（ジャイロの軸方向が異なる）を有する姿勢保持装置、
を備えた、
ことを特徴とするカメラスタビライザー。
本発明のカメラスタビライザーでは、２つの機械式ジャイロの軸方向を異ならせることで、二軸の揺れ（たとえば、ピッチ揺れやロール揺れ）を抑制できる。

（２）
内側フレームと外側フレームと前記内側フレームと前記外側フレームとの間に介在した振動吸収部材からなるカメラスタビライザーであって、
前記内側フレームに前記カメラ搭載部が形成されるとともに前記少なくとも２つの機械式ジャイロが取り付けられ、
前記外側フレームに前記２つの把手部が形成され、
ていることを特徴とする（１）に記載のカメラスタビライザー。

本発明のカメラスタビライザーでは、振動吸収部材は、典型的には、弾性体を含んで構成される。
機械式ジャイロが２つの場合に、これらを三次元直交座標（ｘ軸を前後水平方向、ｙ軸を左右水平方向、ｚ軸を上下方向とする三次元座標）上で、一方のジャイロの回転軸がｙ軸に平行、他方のジャイロの回転軸がｚ軸に平行方向）となるように配置（交差配置，非交差配置を含む）することができる。この場合に、２つの機械式ジャイロを、回転軸が三次元座標上で相互に０・以外の角度（たとえば３０・以上の角度）となるように配置してもよい。また、機械式ジャイロが３つの場合に、これらを三次元座標上で相互に９０・の角度を持つように配置（ｘ，ｙ，ｚ軸にそれぞれ平行に交差配置はたは非交差配置）できるし、各機械式ジャイロを回転軸が相互に０・以外の角度（たとえば３０・以上の角度）となるように配置してもよい。３つ目のジャイロは、ピッチ揺れ、ロール揺れを効率よく抑制するために追加してもよいし、さらにヨー揺れを抑制するために追加してもよい。

本発明の撮影補助装置は、（３）から（５）を要旨とする。
（３）
カメラマンに装着される肩ハーネスと、
（１）または（２）に記載のカメラスタビライザー（通常、重心より下の位置）と、前記肩ハーネスの正面両肩部との間に設けられる吊下材と、
を備えたことを特徴とする撮影補助装置。

（４）
前記吊下材には、肩ハーネスから前記カメラスタビライザーに伝えられる振動を吸収する振動吸収部材が備えられていることを特徴とする（３）に記載の撮影補助装置。

（５）
ヘリコプター内で使用される撮影補助装置であって、
前記カメラスタビライザーおよび搭載カメラの重量の一部を、前記ヘリコプターの内装と前記カメラスタビライザーとの間に接続されている吊下補助材により負担したことを特徴とする（３）または（４）に記載の撮影補助装置。

（３）から（５）の何れかに記載の撮影補助装置を用いたヘリコプターからの空撮は、以下のようにして行なわれる。
まず、当該カメラスタビライザーまたは前記カメラの空間座標および向きを測定・記憶する装置を内蔵した、カメラスタビライザーまたは当該カメラスタビライザーに搭載したカメラを用意しておく。そして、日没の少なくとも２０分から日没前に離陸し、建造物または景色を撮影するための候補地点を特定し、当該撮影候補地点の空間座標および向きを測定・記憶しておく。この後、日没後の５分から１５分後の間に、前記記憶した空間座標および向きに基づき前記撮影候補地点に再来し、前記建造物または景色の撮影を行なう。
この空撮では、撮影補助装置に仮撮影時の空間座標および向きを検出するので、最適な空間位置を確保することができる。

本発明のカメラスタビライザーおよび撮影補助装置によれば、振動する環境において撮影をする際、たとえばヘリコプターから空撮をする際に、カメラに伝わる揺れや振動の影響を同時になくすことができる。
特にヘリコプターでは、あらゆる方向に揺れが生じるとともに、連続的かつ不規則な振動が生じるので、本発明のように、揺れと振動とを同時に解消できるスタビライザー及び撮影補助装置は、高品質撮影に好適である。
また、本発明の撮影補助装置を用いることで、ヘリコプターの短い飛行時間中に、所望の空間位置から目的とする夜景等を撮影することができる。

図１は、本発明の撮影補助装置の一実施形態を示す図である。図１において、撮影補助装置１は、カメラスタビライザー２Ａと、肩ハーネス３と、吊下材４１，４２と、カメラ５とからなる。

カメラスタビライザー２Ａは、カメラ搭載部２１、カメラ搭載部２１の左右に設けられた２つの把手部２２１，２２２、および、二軸の揺れ（本実施形態ではピッチ揺れおよびロール揺れ）を抑制する２つの機械式ジャイロ２３１，２３２からなる姿勢保持装置を備えている。

吊下材４１，４２は、カメラスタビライザー２Ａの２つ下端と肩ハーネス３の正面両肩部との間に設けられる。
カメラ搭載部２１に搭載されたカメラ５には、手ブレ補正装置を内蔵することができる。

図２（Ａ）の正面図，（Ｂ）の背面図に、肩ハーネス３を装着したカメラマン１００の上半身を示す。図２（Ａ）に示すように肩ハーネス３の肩ストラップ３１１，３１２には吊下材接続部３２１，３２２が設けられている。

図３（Ａ），（Ｂ）は、カメラスタビライザー２Ａの具体例を示す図である。カメラスタビライザー２Ａは、把手部２２１，２２２と、水平ステー２１１，２１２と、垂直ステー２１３，２１４と、係止部２１５，２１６とを備えている。
把手部２２１，２２２の一方（図３では２２１）には、撮影者が把持したときに押し易い位置にシャッターボタン５１が設けられている。シャッターボタン５１は、カメラ５のシャッターポート（図示せず）に接続されている。

水平ステー２１１，２１２は、把手部２２１，２２２間にわたされる。水平ステー２１１は、カメラ搭載部２１を構成している。
機械式ジャイロ２３１，２３２は、カメラ搭載部２１にリジッドに取り付けられる。たとえば、機械式ジャイロ２３１は、下側の水平ステー２１１に設けられており、カメラ５の前傾および後傾を抑制し（横水平軸を軸心とするピッチ揺れを抑制し）、たとえば機械式ジャイロ２３２は、上側の水平ステー２１２に設けられている。ｘ軸を前後水平方向、ｙ軸を左右水平方向、ｚ軸を上下方向とする三次元座標上で、機械式ジャイロ２３１の回転軸がｙ軸に平行、機械式ジャイロ２３２の回転軸がｚ軸に平行となるように配置されている。これにより、カメラ５の右傾および左傾を抑制する（前後軸を軸心とするロール揺れを抑制する）ことができる。

垂直ステー２１３，２１４は把手部２２１，２２２の下に設けられるもので、垂直ステー２１３，２１４の下端には、係止部２１５，２１６が設けられている。
前述した吊下材４１，４２（図１参照）は、カメラスタビライザー２Ａの下端（垂直ステー２１３，２１４の下端部）の係止部２１５，２１６と、肩ハーネス３の肩ストラップ３１１，３１２に設けた吊下材接続部２３２１，２３２２（図２（Ａ）参照）との間に設けられる。すなわち、図１に示すように、吊下材４１，４２は、肩ハーネス３をカメラマン１００の正面部において下方に引き下げるように、カメラスタビライザー２Ａおよびカメラ５を吊り下げている。

吊下材４１，４２と係止部２１５，２１６との結合、あるいは吊下材４１，４２と肩ハーネス３の吊下材接続部３２１，３２２との結合機構として既存技術が適宜採用できる。図４（Ａ）に吊下材４１，４２の先端部４１１，４２１の一例を、図４（Ｂ）に係止部２１５，２１６の一例を、図４（Ｃ）に吊下材４１，４２と係止部２１５，２１６との結合状態を示す。なお、吊下材４１，４２と肩ハーネス３の吊下材接続部３２１，３２２との結合についても図４（Ａ）〜（Ｃ）と同様の結合構造を採用することができる。

図１に示されるように撮影補助装置１は、ヘリコプターに搭乗したカメラマン１００に好適に使用される。ヘリコプターのホバーリング時には、たとえば、地面に対してヘリコプター４には、ロール揺れ、ピッチ揺れ等が生じる。この揺れは機械式ジャイロ２３１，２３２の作用によりカメラ５には伝わることはない。また、機械式ジャイロ２３１，２３２の効果は、高い周波数（たとえば、１０Ｈｚ以上）の振動に対して低くなる。この振動は、人体が吸収するようにもできるが、図４（Ｄ）に示すように吊下材４１，４２に振動吸収部材（図ではゴム）４４を設け、当該振動吸収部材４４が吸収するようにもできる。振動吸収部材４４は、ゴムのほか、コイルスプリング、エアースプリング等を用いることができる。

図５（Ａ），（Ｂ）は、図３（Ａ），（Ｂ）で説明した撮影補助装置に空気緩衝装置（エアーシリンダ）を設けた実施形態を示す図である。図５（Ａ），（Ｂ）のカメラスタビライザー２Ｂも、図３（Ａ），（Ｂ）で説明したカメラスタビライザー２Ａとほぼ同様であるが以下の点で、カメラスタビライザー２Ａとは異なる。すなわち、カメラスタビライザー２Ｂでは、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、把手部２１１，２１２の下の垂直ステー２１３，２１４には、空気緩衝装置７１１，７１２による振動吸収部材が取り付けられている。本変形実施形態でも、ヘリコプターの振動が空気緩衝装置７１１，７１２により吸収されるので高品質な写真が撮影できる。
また、図示はしないが、ヘリコプターの天井や窓枠に図４（Ｄ）に示したようなストラップを取り付け、これによりカメラマンが受ける撮影補助装置の重量負荷を低減することもできる。

図６（Ａ），（Ｂ）は、本発明の他の実施態様を示す図である。図６（Ａ），（Ｂ）のカメラスタビライザー２Ｃは、内側フレーム２８，外側フレーム２９を備えており、機械式ジャイロ２３１，２３２は、内側フレーム２８と外側フレーム２９との間に設けられている。図６（Ａ），（Ｂ）では、機械式ジャイロ２３１，２３２は非交差直交している例を示しているが、必ずしも直交させなくてもよい。

把手２２１，２２２は外側フレーム２９に設けられており、カメラ搭載部２１は内側フレーム２８に形成され、このカメラ搭載部２１にはカメラ５が取り付けられて、把手２２１にはカメラ５のシャッターポート（図示せず）に接続されたシャッターボタン５１が設けられている。

連結ステー２４１，２４２，２４３，２４４は、内側フレーム２８と外側フレーム２９とを連結するもので、連結ステー２４１，２４２には、係止部２１５，２１６が設けられている。このカメラスタビライザー２Ｃは、係止部２１５，２１６に吊下材４１，４２（図１参照）を接続せずに使用できるが、通常は、肩ハーネス３の吊下材接続部３２１，３２２（図２（Ａ）参照）に吊り下げて使用される。

図７（Ａ），（Ｂ）は、図６（Ａ），（Ｂ）において、３つの機械式ジャイロ２３１，２３２，２３３を設けた実施形態を示す図である。図７（Ａ），（Ｂ）では、カメラスタビライザー２Ｃの上側に１つの機械式ジャイロ２３１が設けられ、下側に２つの機械式ジャイロ２３２，２３３が設けられている。図７（Ａ），（Ｂ）では、機械式ジャイロ２３１，２３２は非交差非直交としてある。
本発明では、カメラスタビライザーに搭載する機械式ジャイロの回転軸の向きは適宜調整できる。図６（Ａ），（Ｂ）、図７（Ａ），（Ｂ）では、各機械式ジャイロ（２３１，２３２，２３３）は、外側フレーム２９を摺動でき、かつ当該機械式ジャイロを回転固定できるジグＺにより固定されている。

図８（Ａ），（Ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態を示す図である。図８（Ａ），（Ｂ）のカメラスタビライザー２Ｄは、内側フレーム２８，外側フレーム２９を備えており、機械式ジャイロ２３１，２３２は、内側フレーム２８に取り付けられている。本実施形態では、機械式ジャイロ２３１は、回転軸がｙ軸を向き、機械式ジャイロ２３２は回転軸がｚ方向を向いている。
把手２２１，２２２は外側フレーム２９に設けられており、カメラ搭載部２１は内側フレーム２８に形成され、このカメラ搭載部２１にはカメラ５が取り付けられて、把手２２１にはカメラ５のシャッターポート（図示せず）に接続されたシャッターボタン５１が設けられている。

内側フレーム２８と外側フレーム２９との間には振動吸収部材２５１，２５２，２５３，２５４が介在している。本実施形態では、振動吸収部材２５１，２５２，２５３，２５４は引っ張りコイルバネであり、本実施形態では内側フレーム２８と外側フレーム２９とを引張している。本実施形態では振動吸収部材２５１，２５２，２５３，２５４は、内側フレーム２８と外側フレーム２９との間の４箇所に設けられているが、２箇所または３箇所、あるいは５以上の箇所に設けることもできる。また、振動吸収部材２５１，２５２，２５３，２５４として、圧縮コイルバネ、引っ張りゴム材、圧縮ゴム材、引っ張りエアースプリング、圧縮エアースプリング等を用いることができる。

振動吸収部材２５１，２５２には、係止部２１５，２１６が設けられている。このカメラスタビライザー２Ｄも、係止部２１５，２１６に吊下材４１，４２（図１参照）を接続せずに使用できるが、通常は、肩ハーネス３の吊下材接続部３２１，３２２（図２（Ａ）参照）に吊り下げて使用される。
次に、本発明の空撮方法の実施形態を、飛行中のヘリコプターから夜景を撮影補助装置１を用いて撮影する場合を例に説明する（図９参照）。
この場合に使用されるカメラ５には、カメラ５の空間座標および向きを測定・記憶する装置が内蔵または付属している。カメラ５にはＧＰＳ端末としての機能およびコンパスとしての機能が内蔵されており、カメラ５の空間座標は、ＧＰＳにより特定できる。また、カメラ５には向きを測定するためのコンパスが内蔵されており、方位を特定することができる。

まず、日没の少なくとも２０分前に離陸し（Ｓ１０１）、第１時間帯（明るい時間帯）に、目的とする建造物または景色（候補地点）を特定し（Ｓ１０２）、仮撮影しておく（Ｓ１０３）。
次に、カメラ５の空間座標およびカメラ方位を、カメラ５に内蔵したＧＰＳおよびコンパスにより検出して、記憶装置に記憶する（Ｓ１０４）。この記憶装置は、カメラのメモリ等を利用することができ、所定の操作によりメモリへの書き込みおよび読み出しを行なうことができる。

この後、飛行を継続し、において、記憶装置から空間座標およびカメラ方位を読み出し（Ｓ１０５）、先ほど飛行した地点に再来し（Ｓ１０６）、第２時間帯（日没前後の薄暗い時間帯または暗い時間帯：日没後の５分から１５分後の間に）において本撮影を行い（Ｓ１０７）、帰還する（Ｓ１０８）。

本発明の撮影補助装置の一実施形態を示す図である。 （Ａ）は肩ハーネスを装着したカメラマンの上半身を示す正面図，（Ｂ）は同じく背面図である。 本発明のカメラスタビライザーの一実施形態を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 （Ａ）は吊下材の先端部の一例を示す図、（Ｂ）は係止部の一例を示す図、（Ｃ）は吊下材と係止部との結合状態を示す図、（Ｄ）は振動吸収部材を設けた吊下材を示す図である。 図３のカメラスタビライザーにエアーシリンダ（振動吸収部材）を設けた実施形態を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明のカメラスタビライザーの他の実施形態を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 図６のカメラスタビライザーに機械的ジャイロを追加搭載した例を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明の撮影補助装置のさらに他の実施形態を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明の空撮方法の実施形態を示す流れ図である。 従来のジャイロスコープ方式のカメラスタビライザーを示す図である。

符号の説明

１ 撮影補助装置
２Ａ、2Ｂ，2Ｃ，2D カメラスタビライザー
３ 肩ハーネス
５ カメラ
２１ カメラ搭載部
２８ 内側フレーム
２９ 外側フレーム
４１，４２ 吊下材
４４ 振動吸収部材
５１ シャッターボタン
１００ カメラマン
２２１，２２２ 把手部
２３１，２３２，２３３ 機械式ジャイロ
２１１，２１２ 水平ステー
２１３，２１４ 垂直ステー
２１５，２１６ 係止部
２４１，２４２，２４３，２４４ 連結ステー
２５１，２５２，２５３，２５４ 振動吸収部材
３１１，３１２ 肩ストラップ
３２１，３２２ 吊下材接続部
４１１，４２１ 吊下材の先端部
７１１，７１２ 空気緩衝装置
２３２１，２３２２ 吊下材接続部
Ｚ ジグ

Claims (5)

1. カメラ搭載部、
   前記カメラ搭載部の左右に位置する２つの把手部、および、
   前記カメラ搭載部にリジッドに連結され、揺れを抑制する少なくとも２つの機械式ジャイロを有する姿勢保持装置、
   を備えた、
   ことを特徴とするカメラスタビライザー。
2. 内側フレームと外側フレームと前記内側フレームと前記外側フレームとの間に介在した振動吸収部材からなるカメラスタビライザーであって、
   前記内側フレームに前記カメラ搭載部が形成されるとともに前記少なくとも２つの機械式ジャイロが取り付けられ、
   前記外側フレームに前記２つの把手部が形成され、
   ていることを特徴とする請求項１に記載のカメラスタビライザー。
3. カメラマンに装着される肩ハーネスと、
   請求項１または請求項２に記載のカメラスタビライザーと、前記肩ハーネスの正面両肩部との間に設けられる吊下材と、
   を備えたことを特徴とする撮影補助装置。
4. 前記吊下材には、肩ハーネスから前記カメラスタビライザーに伝えられる振動を吸収する振動吸収部材が備えられていることを特徴とする請求項３に記載の撮影補助装置。
5. ヘリコプター内で使用される撮影補助装置であって、
   前記カメラスタビライザーおよび搭載カメラの重量の一部を、前記ヘリコプターの内装と前記カメラスタビライザーとの間に接続されている吊下補助材により負担したことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の撮影補助装置。