JP4058392B2 - 2軸回転台装置および被駆動体回転制御システム - Google Patents

2軸回転台装置および被駆動体回転制御システム Download PDF

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Description

本発明は、撮影装置等の被駆動体を2軸回転させる2軸回転台装置に関するものである。
監視カメラ等の被駆動体を2軸方向(例えば、パン方向およびチルト方向)に回転駆動可能とした雲台装置が従来用いられている。
図4に従来の雲台装置を示す。この雲台装置は不図示の監視カメラが搭載される支持部材406を備えており、パン方向(矢印B方向)とチルト方向(矢印A方向)に支持部材406を回転させることができる(例えば、特許文献1参照)。
チルト用モータ411には減速機構417が連結され、減速機構417には支持部材406が結合されている。支持部材406は、減速機構417を介してチルト用モータ411からの駆動力を受けることで回転軸L1を中心にチルト方向に回転する。
また、パン用モータ401には減速機構407が連結され、減速機構407には、支持部材406が固定されたケース421が連結されている。パン用モータ401を駆動すると、ケース421がチルト用モータ411および減速機構417とともに回転軸L2を中心にパン方向に回転する。
図5には、従来の別の雲台装置を示す。この雲台装置も、監視カメラが搭載される支持部材506を備えており、図4に示した雲台装置とは、チルト方向の回転を行うための機構が異なる。
すなわち、図4に示した雲台装置では、チルト用モータ411およびパン用モータ401が互いに直交するように配置されているが、図5に示した雲台装置では、パン用モータ501およびチルト用モータ511が回転軸L2に対して略平行に並んで配置されている。これは、雲台装置のパン方向の回転によって生じる空間(動作スペース)をなるべく小さくするためである。
図5において、チルト用モータ511には減速機構517A、517Bが連結され、減速機構517Bには支持部材506が結合されている。また、パン用モータ501には減速機構507が連結され、減速機構507には支持部材506が固定されたケース521が連結されている。
チルト用モータ511を駆動すると、チルト用モータ511の出力(パン方向の回転出力)が減速機構517A、517Bによってチルト方向の回転出力に変換されて、被駆動体506がチルト方向に回転する。パン用モータ501を駆動すると、被駆動体506が固定されたケース521がチルト用モータ511、減速機構517A、517Bとともにパン方向に回転する。
特開2000−47292号公報(第2頁、第4図)
上述した従来の雲台装置において、支持部材に監視カメラを搭載して用いる場合、カメラはパンおよびチルトの回転軸(L1、L2)上に配置されることが好ましい。カメラを意図する方向に容易に回転させることができるとともに、装置全体を小型化しやすいからである。
図4に示した雲台装置において、カメラをパンおよびチルトの回転軸(L1、L2)上に配置し、パン用モータ401を駆動すると、チルト用モータ411がカメラと共にパン方向に回転することになる。このため、チルト用モータ411のパン方向の回転が妨げられないように、チルト用モータ411の回転軌跡上とは異なる位置にパン用モータ401を配置している。
一方、図5に示した雲台装置では、パン方向の回転時にチルト用モータ511の移動によって占められる空間(動作スペース)を小さくするために、パン用モータ501とチルト用モータ511を略平行に配置している。したがって、この雲台装置では、図4に示した雲台装置に比べて装置全体の動作スペースを小さくすることができる。
しかし、図5に示した雲台装置のように、パン用モータ501およびチルト用モータ511を同じ方向に配置したからといって、チルト用モータ511の回転軌跡が占める空間とは別に、パン用モータ501を配置する空間を設ける必要があることには変わりがない。
つまり、図4および図5に示した雲台装置において、カメラ等の被駆動体が占める空間以外に最低限必要な空間としては、パン用モータを収納する空間、チルト用モータを収納する空間およびチルト用モータの回転軌跡を確保するための空間がある。
また、図4および図5に示した雲台装置において、チルト用モータがパン用モータの出力軸に対して片側にのみ配置されているため、パン用モータの出力軸を中心とした左右の質量バランスが悪くなる。したがって、精度の高い駆動を行うことが難しい。
例えば、ハイビジョンカメラでは、より精彩な画像を得るためにレンズが大型化する傾向にある。そしてこれに伴い、雲台装置に組み込まれるモータ自体の大きさも増加している。
これを解決するために、チルト用モータの反対側に重りを設け、パン用モータの出力軸周りの質量バランスを調整する方法が考えられる。しかし、重りを追加した分だけパン用モータの駆動トルクが大きく必要となり、パン用モータ自体の小型化が妨げられてしまう。
これらの課題は、チルト用モータを駆動したときに、パン用モータが被駆動体と共に回転する構成の雲台装置についても、同様に言える。
上記の課題を解決するために、本発明の2軸回転台装置は、第1の軸回りで互いに独立して回転可能な第1の回転部材および第2の回転部材と、第1の回転部材を介して被駆動体が装着される支持部材を第1の軸回りで回転駆動する第1の駆動源と、第2の回転部材を回転駆動する第2の駆動源と、第2の回転部材の回転を第1の軸とは異なる方向に延びる第2の軸回りでの回転に変換して支持部材を第2の軸回りで回転させる変換機構と、第1の駆動源の駆動量を検出する第1の検出器と、第2の駆動源の駆動量を検出する第2の検出器とを有する。そして、この装置では、第1の駆動源と第2の駆動源とが第1の軸上に配置されている。また、支持部材と第1の回転部材との連結部と第1および第2の検出器とが、第1の軸の方向における第1および第2の駆動源を挟んで互いに反対側に設けられている。
本発明によれば、2つの駆動源が同軸(第1の軸)上に配置されるため、従来に比べて両駆動源の第2の軸回りでの配置バランスの良い(質量バランスや回転スペースの重畳度が良い)配置をとり易い。しかも、第1および第2の検出器を、支持部材と第1の回転部材との連結部に対して第1および第2の駆動源を挟んだ反対側にまとめて配置するため、両検出器と連結部の第2の軸回りでの回転に必要なスペースを両者で効率良く利用することができる。したがって、小型で、高精度に回転駆動を行うことができる2軸回転台装置を実現することが可能となる。
特に、2つの駆動源が互いに隣り合って(好ましくは隣接して)配置されるようにすれば、装置全体をより小型化することができる。
また、第1の駆動源と第2の駆動源とが第2の軸を挟んだ両側に配置されることにより、両駆動源の配置バランスを第2の軸を中心として略均等にすることができる。
また、第1および第2の回転部材のうち一方を他方の内側に配置することで、小さなスペースで2つの駆動源の同軸上への配置と上述したような両検出器の配置とを容易に実現することができる。
さらに、変換機構を、2つの駆動源と2つの検出器との間の空間および駆動源の外周面に沿った空間を用いて配置することにより、変換機構を効率良く配置でき、変換機構を有することによる装置の大型化を抑えることができる。
また、支持部材における被駆動体の装着部を、第1および第2の駆動源の外周面に沿って第1の軸回りで回転させるように構成することにより、第2の軸を中心とした配置バランスをより良好なものとすることができる。
また、第1および第2の駆動源として、電気−機械エネルギ変換により振動が励起される振動体と該振動体に圧接する接触体とが相対回転する振動型モータを用い、振動体と接触体とを圧接させるための押圧力を発生する加圧機構を、両振動型モータに対して共用することにより、両振動型モータに対して個々に加圧機構を設ける場合に比べて加圧機構によって占められるスペースが削減される。振動体と接触体との押圧力を微調整するためにはバネ定数が小さいほうが好ましく皿バネよりもコイルバネのほうが好んで用いられるが、コイルバネは変位量が大きな分、収納スペースも必要になる。そのためコイルバネが1つで足りる構成は装置の小型化に大きく貢献する。また、両振動型モータに対して加圧機構を共用することにより、両振動型モータに作用する押圧力が均等になる。そのため、両振動型モータの振動体と接触体との間で生じる摩耗量に偏りがなくなり、装置の寿命を長持ちさせることが可能となる。
以下、図面を参照しながら実施の形態について説明する。
図1には、本発明の実施例1である2軸回転台装置の断面図を示す。101はパン用の電磁モータ、102はパン用モータ101に隣り合って(隣接)して配置されたチルト用の電磁モータである。
103はパン用モータ101の出力を伝達する中空形状のパン回転軸(第2の回転部材)、104はパン回転軸103の内周に配置されてチルト用モータ102の出力を伝達するチルト回転軸(第1の回転部材)である。チルト回転軸103はハウジング106の上部に固定された不図示の軸受けによって回転可能に支持されている。
115は2軸回転台装置によってパン方向(図中のB方向)およびチルト方向(図中のA方向)に向きを変化させられる支持部材である。この支持部材115は、カメラ(ビデオカメラ、テレビカメラ、監視カメラ等)105が装着(搭載)される搭載台部115aと、該搭載台部115aの一端から下方に延びる連結部115bとを有する。連結部115bには、チルト用回転軸104の一端が固定(連結)されている。
107は2軸回転台装置全体を支えるベース、108はハウジング106に固定され、後述する第2のかさ歯歯車110に対してハウジング106を回転可能に支持する軸受である。
109はパン回転軸103の他端側(モータ101,102を挟んだ連結部115bの反対側を意味する:以下同様)に固定され、パン回転軸103と一体回転する第1のかさ歯歯車であり、第2のかさ歯歯車110に噛み合っている。この第2のかさ歯歯車110は、径方向の中心部に軸部を有し、この軸部がベース107に固定されている。
111は第1のかさ歯歯車109に固定され、第1のかさ歯歯車109およびパン回転軸103と一体回転するパン−エンコーダスケール、112はパン−エンコーダスケール111と対向する位置にてハウジング106に固定されたヘッドである。このパン−エンコーダスケール111とヘッド112とによりパン用モータ101の駆動量を検出するエンコーダユニットが構成される。
113はチルト回転軸104の他端に固定され、チルト回転軸104と一体回転するチルト−エンコーダスケール、114はチルト−エンコーダスケール113と対向する位置にてハウジング106に固定されたヘッドである。このチルト−エンコーダスケール113とヘッド114とによりチルト用モータ102の駆動量を検出するエンコーダユニットが構成される。
なお、この2軸回転台装置には、両モータ102,103を駆動する駆動回路150が設けられている。該装置から離れた場所には、制御装置としてのコントロールユニット(パーソナルコンピュータや操作ユニット等)160が設置されており、このコントロールユニット160から、LAN回線(有線、無線)やインターネット、イーサネット(登録商標)又は専用回線等の通信回線を通じてパン駆動やチルト駆動を指示する制御信号が駆動回路150に入力される。駆動回路150は、入力された制御信号および各エンコーダユニットからの検出信号に基づいて各モータ101,102を駆動する。
また、コントロールユニット160からカメラ105の動作(ズーミングやフォーカシング、撮影の開始,停止等)の制御も行うことができる。これにより、撮影システム(被駆動体回転制御システム)が構成される。このような構成は、図示はしないが以下に説明する実施例2でも同様である。
チルト用モータ102を駆動すると、その出力はチルト軸T回りで回転するチルト回転軸104を介して支持部材115に伝達され、支持部材115およびカメラ105はチルト方向に回転する。
パン用モータ101を駆動すると、チルト回転軸104と同軸(チルト軸T)上で回転するパン回転軸103の出力が第1のかさ歯歯車109に伝達される。第2のかさ歯歯車110はベース107に固定されているため、第1のかさ歯歯車109は第2のかさ歯歯車110に対してパン軸P回りで公転する。すなわち、パン回転軸103のチルト軸T回りでの回転が、チルト軸Tに直交するパン軸Pを中心とした回転に変換される。そして、軸受108によってハウジング106が第2のかさ歯歯車110に対して回転可能に支持されているため、第1のかさ歯歯車109の公転によって両モータ101,102、両回転軸103,104、支持部材115およびカメラ105もパン軸Pを中心に一体的に回転する。
ここで、本実施形態の2軸回転台装置では、パン用モータ101とチルト用モータ102とがチルト軸T上にて隣り合って(特に互いに接するように)配置されているため、両モータ101,102の装置内で占めるスペース(体積)が最小となる。しかも、パン回転軸103の内側にチルト回転軸104を配置しているため、装置内でこれら2つの回転軸103,104が占めるスペース(体積)も最小となる。したがって、装置全体の大きさを小さくすることができる。
また、本実施形態では、パン用モータ101とチルト用モータ102をパン軸Pを挟んだ(中心とした)両側に配置しているため(さらに言えば、支持部材115およびカメラ105をモータ101,102の外周面上部に沿ってチルト回転させるようパン軸Pの近くに配置しているため)、別途重り等を設けなくても両モータ101,102(さらには装置全体)のパン軸Pを中心とした重量バランスが均等に近くなり、従来に比べてパン回転時の揺れや停止精度の悪化等を抑制することができる。
さらに、パン用モータ101とチルト用モータ102を隣接させることによって、これら2つのモータ101,102をパン方向の実際の軸を形成する第2のかさ歯歯車110の内径側に配置することができる。したがって、これら2つのモータ101,102の回転軌跡を重畳させることもできる。
また、パン回転軸103の内側にチルト回転軸104を配置することで、チルト軸Tの片側(他端側)に両回転軸103,104を同軸で延ばすことができるので、これら回転軸103,104の回転(つまりは両モータ101,102の回転)を検出する2つのエンコーダユニットをチルト軸Tの片側(他端側)に同軸上に集めて配置することができる。そして、これらの反対側であるチルト回転軸104の一端側にて支持部材115と連結することにより、エンコーダユニットと連結部115bとの回転軌跡(回転スペース)が概ね重畳する。
さらに、本実施形態では、2つのかさ歯歯車109,110を、2つのモータ101,102とエンコーダユニットとの間の空間およびモータ101,102の外周面下側に沿った空間を用いて配置している。つまりは、2つのかさ歯歯車109,110が、上記両空間を埋めるように配置されている。このため、比較的大きな部材であるかさ歯歯車109,110を有することによる本装置の大型化を抑えることができる。
したがって、従来に比べて、より小型で、より高精度に回転駆動を行うことができる2軸回転台装置を実現することができる。
なお、本実施例では、チルト軸上に配置した2つのモータをエンコーダユニット側からパン用モータおよびチルト用モータの順で配置したが、この順番は逆でもよい。また、本実施例では、パン回転軸の内側にチルト回転軸を配置したが、チルト回転軸の内側にパン回転軸を配置してもよい。さらに、本実施例では、2つのモータをチルト軸上に配置したが、2つのモータをパン軸上に配置してもよい。
また、被駆動体としてのカメラ105の位置も、図1に示した位置に限定されるわけではなく、例えば図2に示すように、チルト回転軸104の一端側への延長線上に設けてもよい。
図3には、本発明の実施例2である2軸回転台装置の断面図を示す。実施例1では、2軸回転台装置の駆動源として電磁モータを使用したが、本実施例では駆動源として振動型モータ(超音波モータ等とも称する)を使用している。
本実施例にて用いる振動型モータは、円環状に形成された金属等からなる弾性体(振動体)と、この弾性体の底面に固定された、所定の電極パターンを有する圧電素子(電気−機械エネルギ変換素子)からなる振動体を有し、圧電素子に互いに位相が異なる複数の周波信号を印加することによって、弾性体の表面に進行波を発生させるものである。
具体的には、複数の周波信号によって形成される複数の定在波に所定の時間的位相差(2つの定在波の場合は90度、3つの定在波の場合は120度)を与えることで、これら複数の定在波の合成によって弾性体の表面には円環に沿って進む進行波が発生する。このとき、弾性体の表面の各質点は楕円運動を行っており、この弾性体の表面にロータ(接触体)を圧接させれば、楕円運動する弾性体の表面とロータ間の摩擦力によって、ロータは進行波の進む方向とは反対側に回転移動する。これにより、モータ出力が得られる。
ロータを弾性体に圧接させる方法としては、バネによってロータを弾性体に加圧するのが最も容易であり、加圧力も調整しやすい。
パン用の駆動源とチルト用の駆動源をチルト軸上にて隣接配置した点、エンコーダユニットをチルト軸の片側(モータを挟んで支持部材とチルト回転軸との連結部の反対側)にまとめて配置した点、かさ歯歯車を用いてチルト軸回りでの回転をパン軸回りでの回転に変換する点等、基本的な構成は実施例1と同様である。以下、実施例1とは異なる構成を中心に説明を行う。なお、実施例1と共通する構成要素には実施例1と同符号を付して説明に代える。
上述したように、本実施例でも駆動源である2つの振動型モータは隣接配置されており、かつ本実施例では、2つの振動型モータが互いに対向するように(弾性体側が向き合うように)配置されている。
具体的に図3を用いて説明すると、201は第1の振動体、211は第2の振動体であり、それぞれ上述したように金属等からなる弾性体に圧電素子が固定されて構成されている。圧電素子には、駆動信号(周波信号)を供給するためのフレキシブルプリント基板が固定されている。そして、振動体201、211はともにハウジング106に固定されている。
202は第1の振動体201の弾性体の表面に設けられた摺動部材(符号は付さず)に接触するロータであり、212は第2の振動体の表面に設けられた摺動部材(符号は付さず)に接触するロータである。
第1の振動体201とロータ202とによりパン用振動型モータが構成され、第2の振動体211とロータ212とによりチルト用振動型モータが構成される。
203はロータ202に固定された第1のかさ歯歯車であり、実施例1と同様に、ベース107に固定された第2のかさ歯歯車110と噛み合う。
213は第1の振動体201、ロータ202および第1のかさ歯歯車203の内側を貫通して延びるチルト回転軸である。チルト回転軸213の一端側には、チルト用振動型モータのロータ212が一体回転可能に連結されているとともに、支持部材115が連結されている。支持部材115には、被駆動体としてのカメラ105が固定されている。
また、チルト回転軸213の他端側には、円筒状のケース214が固定されている。チルト回転軸213はハウジング106にそれぞれ固定された振動体201,211の中心部に配置されたブッシュ216によって、スラスト方向に移動が許容された状態で回転可能なように支持されている。
第1のかさ歯歯車203の中心部には、ベアリング204が配置され、このベアリングの外輪は第1のかさ歯歯車203に固定されている。また、内輪はチルト回転軸213に対してスラスト方向に移動可能なように嵌り合っている。
ベアリング204の内輪とケース214との間には、バネケース215とコイルバネ205とが配置されている。コイルバネ205によってケース214およびチルト回転軸213は、図3の左方向に付勢され、バネケース215を介してベアリング204および第1のかさ歯歯車203が図3の右方向に付勢される。これにより、両振動型モータにて共用される加圧機構が構成され、この加圧機構によってチルト回転軸213に固定されたロータ212は第2の振動体211に押圧され、また同時に第1のかさ歯歯車203に固定されたロータ202が第1の振動体201に押圧される。コイルバネ205は、例えば皿バネに比べてバネ定数が小さいため、押圧力の微調整が容易な加圧機構として好んで用いられる。
従来、振動型モータ毎に加圧機構が必要とされていたが、図3に示す構成によれば、1つのコイルバネ205によって2つの振動型モータのロータを同時に振動体に圧接させることが可能である。また、2つの振動型モータのロータに作用する押圧力が均等になるため、2つの振動型モータの振動体とロータの間に生じる摩耗も均一になり、装置の寿命を長持ちさせることが可能である。
なお、両振動型モータはそれぞれ、シール部材221,222,223および蓋224,225によって密閉されている。
本実施例でも、実施例1と同様に、パン用振動型モータによって駆動されるパン回転軸203の内側にチルト用振動型モータによって駆動されるチルト回転軸213が配置されている。これにより、コイルバネ205、バネケース215、ケース214、エンコーダユニット(エンコーダスケール111,113とヘッド112,114)をチルト軸T上の片側に同軸上に集めて配置することが可能になる。
なお、ロータ202,212にそれぞれ連結された第1のかさ歯歯車203とチルト回転軸213とはベアリング204を介して配置されているため、これらは互いに独立して回転することが可能である。
そして、パン用振動型モータを駆動して第1のかさ歯歯車203を回転させることにより、これが第2のかさ歯歯車110回りで公転し、ハウジング106、両振動型モータ、支持部材115およびカメラ105がパン方向に回転する点およびチルト用振動型モータを駆動してチルト回転軸213を回転させると、支持部材115およびカメラ105がチルト方向に回転する点は、実施例1と同様である。
さらに、実施例1にて説明した、モータのパン軸Pを中心とした重量バランスが均等に近くなる点、両モータの回転軌跡を重畳させることができる点、エンコーダユニットと支持部材およびチルト回転軸の連結部との回転軌跡が概ね重畳する点、かさ歯歯車を有していても装置の大型化を抑えることができる点、さらにはこれらにより、装置の小型化と高精度な回転駆動が行える点も本実施例について同様のことが言える。
なお、本実施例では、チルト軸上に配置した2つのモータをエンコーダユニット側からパン用モータおよびチルト用モータの順で配置したが、この順番は逆でもよい。また、本実施例では、パン回転軸の内側にチルト回転軸を配置したが、チルト回転軸の内側にパン回転軸を配置してもよい。さらに、本実施例では、2つのモータをチルト軸上に配置したが、2つのモータをパン軸上に配置してもよい。
また、被駆動体としてのカメラ105の位置も、図3に示した位置に限定されるわけではなく、例えば図2に示すように、チルト回転軸104の一端側への延長線上に設けてもよい。
さらに、上記各実施例では、被駆動体としてのカメラを駆動する2軸回転台装置について説明したが、本発明の2軸回転台装置は、カメラ以外の被駆動体を装着してこれを駆動することも可能である。
本発明の実施例1である2軸回転台装置を示す断面図。 実施例1の2軸回転台装置の変形例を示す断面図。 本発明の実施例2である2軸回転台装置を示す断面図。 従来の2軸回転第装置の断面図。 従来の2軸回転第装置の断面図。
符号の説明
101,102 電磁モータ
103 パン回転軸
104,213 チルト回転軸
105 カメラ
106 ハウジング
107 ベース
108 軸受
109,110,203 かさ歯歯車
111,113 エンコーダスケール
112,114 ヘッド
115,226 支持部材

Claims (11)

  1. 第1の軸回りで互いに独立して回転可能な第1の回転部材および第2の回転部材と、
    前記第1の回転部材を介して、被駆動体が装着される支持部材を前記第1の軸回りで回転駆動する第1の駆動源と、
    前記第2の回転部材を回転駆動する第2の駆動源と、
    前記第2の回転部材の回転を前記第1の軸とは異なる方向に延びる第2の軸回りでの回転に変換して前記支持部材を前記第2の軸回りで回転させる変換機構と、
    前記第1の駆動源の駆動量を検出する第1の検出器と、
    前記第2の駆動源の駆動量を検出する第2の検出器とを有し、
    前記第1の駆動源と前記第2の駆動源とが前記第1の軸上に配置され、
    前記支持部材と前記第1の回転部材との連結部と、前記第1および第2の検出器とが、前記第1の軸の方向における前記第1および第2の駆動源を挟んで互いに反対側に設けられていることを特徴とする2軸回転台装置。
  2. 前記第1の駆動源と前記第2の駆動源とが前記第1の軸上にて互いに隣り合って配置されていることを特徴とする請求項1に記載の2軸回転台装置。
  3. 前記第1の駆動源と前記第2の駆動源とが前記第1の軸上にて前記第2の軸を挟んだ両側に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の2軸回転台装置。
  4. 前記第1および第2の回転部材のうち一方が他方の内側に配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の2軸回転台装置。
  5. 前記変換機構を、前記第1および第2の駆動源と前記第1および第2の検出器との間の空間および前記第1および第2の駆動源の外周面に沿った空間を用いて配置したことを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の2軸回転台装置。
  6. 前記支持部材における前記被駆動体の装着部が、前記第1および第2の駆動源の外周に沿って前記第1の軸回りで回転することを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の2軸回転台装置。
  7. 前記第1および第2の駆動源が、電気−機械エネルギ変換により振動が励起される振動体と該振動体に圧接する接触体とが相対回転する振動型モータであり、
    前記振動体と接触体とを圧接させるための押圧力を発生する加圧機構が、前記両振動型モータに対して共用されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の2軸回転台装置。
  8. 請求項1から7のいずれか1つに記載の2軸回転台装置と、
    前記支持部材に搭載される被駆動体とを有することを特徴とする被駆動体回転制御システム。
  9. 前記被駆動体が撮影装置であることを特徴とする請求項に記載の被駆動体回転制御システム。
  10. 前記第1および第2の駆動源の作動を制御する制御装置を有することを特徴とする請求項8又は9に記載の被駆動体回転制御システム。
  11. 前記制御装置は、前記被駆動体の作動も制御することを特徴とする請求項10に記載の被駆動体回転制御システム。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100102959A (ko) * 2009-03-12 2010-09-27 삼성테크윈 주식회사 광축이 정렬되는 카메라 유닛을 구비한 사격 시스템
WO2011025273A2 (ko) * 2009-08-25 2011-03-03 주식회사 제우스 카메라 교번 장치를 구비한 태양 전지의 듀얼 라인 생산 장치 및 그 생산 방법
GB2492625B (en) * 2011-06-06 2014-12-03 Canon Kk Driving apparatus, camera platform apparatus and driving method of controlling the driving apparatus
KR101918340B1 (ko) * 2012-04-30 2018-11-13 쓰렛 스펙트럼 인코포레이티드 위치 결정 디바이스
CN103581514A (zh) * 2012-08-06 2014-02-12 苏州工业园区凯艺精密科技有限公司 自动追踪录播设备
JP6075996B2 (ja) * 2012-08-24 2017-02-08 日本電産サンキョー株式会社 カメラモジュール
US9106814B2 (en) * 2012-11-14 2015-08-11 The United States of America as represented by the Federal Bureau of Investigation, Dept. of Justice Apparatuses for rotating a sensing device
DE202013000087U1 (de) * 2013-01-04 2014-01-08 Vitec Videocom GmbH Schärfezieheinrichtung
JP2016070303A (ja) * 2014-09-26 2016-05-09 日本パルスモーター株式会社 ワーク体動作装置
CN105817905B (zh) * 2016-05-28 2017-12-22 陈春良 一种可变速回转装置
JP7150492B2 (ja) * 2017-08-31 2022-10-11 キヤノン株式会社 撮像装置
JP2020067155A (ja) * 2018-10-25 2020-04-30 株式会社エアロネクスト ジンバル機構
JP7373326B2 (ja) * 2018-11-01 2023-11-02 キヤノン株式会社 撮影装置
EP3657249A1 (en) * 2018-11-01 2020-05-27 Canon Kabushiki Kaisha Imaging apparatus
TWI786712B (zh) * 2021-07-07 2022-12-11 明泰科技股份有限公司 以單馬達實現多向轉動的轉動裝置及使用其的攝影設備
CN115493039B (zh) * 2022-09-22 2024-06-04 上海勤芸电子科技有限公司 传动机构以及电子设备
CN117346017A (zh) * 2023-11-15 2024-01-05 邹鲁承祥(山东)信息技术有限公司 一种可扩展的监控设备云台及其使用方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4353110A (en) * 1980-09-12 1982-10-05 Ellis Richard D Search and warning light system
US4379624A (en) 1981-04-13 1983-04-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Laser beam steering device
US4945367A (en) * 1988-03-02 1990-07-31 Blackshear David M Surveillance camera system
US5028997A (en) * 1989-07-20 1991-07-02 Elbex Video Kabushiki Kaisha Television camera apparatus
JPH05281370A (ja) * 1992-03-31 1993-10-29 Seiko Instr Inc アナログ電子時計
FR2704050B1 (fr) 1993-04-15 1995-06-09 Giat Ind Sa Système de support orientable d'un équipement de mission monté sur un porteur fixe ou mobile.
US6098484A (en) * 1995-07-10 2000-08-08 Kensington Laboratories, Inc. High torque, low hysteresis, multiple link robot arm mechanism
JP3715718B2 (ja) * 1996-07-17 2005-11-16 キヤノン株式会社 撮像装置
US5850579A (en) * 1997-06-09 1998-12-15 Addco, Inc. Pan/tilt support with concentric drive shafts
US6027257A (en) 1998-03-26 2000-02-22 Basic Telepresence Inc Pan and tilt unit
US6356308B1 (en) * 1998-06-11 2002-03-12 Polycom, Inc. Device for rotatably positioning a camera or similar article about two orthogonal axes
JP2000047292A (ja) 1998-07-30 2000-02-18 Yokogawa Electric Corp パンチルトカメラ装置
JP2000047202A (ja) 1998-07-31 2000-02-18 Kyocera Corp 反射型液晶表示装置
US6679490B2 (en) * 2002-01-25 2004-01-20 Bowe Bell + Howell Scanners, L.L.C. PIC roller with clutch

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