專利名稱：用于攝影和攝像設(shè)備的全景頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主題是用于攝影和攝像設(shè)備的全景頭，該類型的全景頭包括主權(quán)利要求的
前序部分中所提及的各種特征。
背景技術(shù)：
包括如此特征的全景頭在市場上是公知的，其特別用來攝取全景的照片，其中，一 系列角度上連續(xù)不斷的景象整體上顯示出一相當(dāng)擴(kuò)展開的主題。如此公知的全景頭基本上 包括三個(gè)支承構(gòu)件，它們串聯(lián)地一個(gè)在另一個(gè)上地彼此鉸接起來，這樣，第一構(gòu)件可圍繞一 通常垂直于參照面(或水平面)的軸線(稱之為全景或"搖攝"軸線)轉(zhuǎn)動(dòng)，第二構(gòu)件可相 對(duì)于第一構(gòu)件圍繞一平行于參照面而垂直于前一軸線的第二軸線(稱之為方位或"傾斜" 軸線)轉(zhuǎn)動(dòng)，第三構(gòu)件可圍繞垂直于前兩個(gè)軸線的第三軸線(稱之為"水準(zhǔn)"軸線)定向。
然而，這些公知的全景頭具有某些缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)使得全景頭不能非常容易地進(jìn) 行操作。 第一個(gè)缺點(diǎn)在于，第三構(gòu)件的定向通常相當(dāng)受限制。這種傾向?qū)⑷绱说亩ㄏ蛳拗?在僅兩個(gè)位置上，這兩個(gè)位置彼此正交，稱之為全景畫和肖像畫。這是這些全景頭的第一個(gè) 不能接受的限制，這個(gè)限制又包括了其它的缺點(diǎn)。在一個(gè)如此的位置中，事實(shí)上，攝影裝置 以懸臂方式支承在三腳架上，當(dāng)裝置無論如何已經(jīng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)中時(shí)，就如在陡峭斜坡 地形上難于定位的情形中，潛在地包括著裝置的平衡問題。然而，通常地，裝置的光軸在所 有位置中并不與第三(水準(zhǔn))軸線相一致，因此，一方面，暗示著三腳架可能不平衡，另一方 面，對(duì)于全景頭的致動(dòng)有不均勻的聯(lián)接，由此，又會(huì)負(fù)面地影響全景頭操作的同質(zhì)性，尤其 是在攝影裝置是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的情形中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種全景頭，其在結(jié)構(gòu)上和功能上的設(shè)計(jì)彌 補(bǔ)了以上例舉現(xiàn)有技術(shù)中的諸多缺點(diǎn)。 借助于根據(jù)以下權(quán)利要求書所生產(chǎn)的全景頭，本發(fā)明解決了該問題。


參照附圖，借助于非限制性的實(shí)例圖示了本發(fā)明示范的實(shí)施例，從對(duì)本發(fā)明優(yōu)選 的、但不排外的示范實(shí)施例的詳細(xì)描述中，將會(huì)更加清楚地明白本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。附圖 中 圖1是本發(fā)明全景頭的示意立體圖；
圖2是圖1全景頭的前視圖；
圖3是圖1全景頭的示意截面圖；
圖4是圖3的放大詳圖； 圖5和6分別是前述圖中全景頭的側(cè)視圖和沿圖5中的線B-B截取的截面 圖7是沿圖2中的線A-A截取的截面圖； 圖8是沿圖5中的線C-C截取的截面圖； 圖9是圖7詳圖的更加詳細(xì)的視圖； 圖10是本發(fā)明全景頭的一個(gè)替代實(shí)施例的示意前視圖。
具體實(shí)施例方式
在附圖中，附圖標(biāo)記l表示用于攝影和攝像設(shè)備(未示出)的整個(gè)全景頭，攝影和 攝像設(shè)備能夠在滑動(dòng)件2處安裝到全景頭1上，使得攝影和攝像設(shè)備的光軸X相對(duì)于全景 頭1定位，這將在下文中作詳細(xì)地描述。 全景頭1包括第一支承構(gòu)件2，該支承構(gòu)件2包括固定元件3和可動(dòng)元件4，固定 元件3之所以如此稱呼在于，其要固定到諸如攝影三腳架(未示出)那樣的支承上?？蓜?dòng) 元件4本身包括第一叉5，該第一叉5被位于兩個(gè)相對(duì)的第一叉股7a、7b之間的底部6鉸接 到固定元件3上，以便能圍繞第一軸線P(稱之為全景軸線)轉(zhuǎn)動(dòng)。 圍繞軸線P的轉(zhuǎn)動(dòng)可通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)的微控致動(dòng)裝置進(jìn)行控制，該裝置整體用附圖 標(biāo)記8表示，其包括帶有相應(yīng)編碼器10的電動(dòng)機(jī)9，作用在循環(huán)的減速裝置11上，減速裝置 的齒輪12可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到底部6的軸頸13上，并插入由彈簧裝置14a加載的離合器14。 這樣，可防止任何可能的意外地鎖定第一構(gòu)件造成對(duì)全景頭的損壞或?qū)Π惭b在全景頭上攝 影設(shè)備的損壞，在必要時(shí)，或在需要快速地但粗略地定位全景頭1的時(shí)候，還可手工地致動(dòng) 第一支承構(gòu)件2的轉(zhuǎn)動(dòng)。 安裝在叉股7a自由端上的是第二支承構(gòu)件21的第二叉20。該叉20可圍繞軸 線T(稱之為"傾斜軸線")轉(zhuǎn)動(dòng)，以便調(diào)整全景頭1的方位位置(理解為相對(duì)于水平線的 高度)。為此緣故，該軸線也將用術(shù)語方位軸線來稱呼。此情形中的叉股7a起作為固定元 件，而第二叉起作為第二支承構(gòu)件的可動(dòng)元件。第二叉還包括從底部22延伸出的兩個(gè)叉股 20a、20b。在此情形中，還借助于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的微控致動(dòng)裝置23來實(shí)現(xiàn)第二叉20相對(duì)于軸線 T的定向，該微控致動(dòng)裝置23包括電動(dòng)機(jī)24和相應(yīng)編碼器25，其作用在循環(huán)的螺桿減速器 26上，減速器齒輪27可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到底部22的軸頸28上，插入由彈簧29a彈性加載的離 合器29。這樣，可阻止第二構(gòu)件任何意外的鎖定導(dǎo)致全景頭的損壞或安裝在頭上的攝影設(shè) 備的損壞，在需要的情況下，或需要快速地(盡管是大致地)定位全景頭1時(shí)，還可以手工 地致動(dòng)第二支承構(gòu)件21的轉(zhuǎn)動(dòng)。 還應(yīng)該指出的是，承受電源的電氣致動(dòng)裝置23的各個(gè)部分安裝在第一叉股7a上， 使得第一和第二支承構(gòu)件2、21的致動(dòng)裝置都承載在第一叉5上。同樣安裝在叉上的是電 源電池30和用于全景頭1的遙控單元31 (例如，射頻的)。這樣，獲得的結(jié)果是，用于電源 和全景頭1控制的主要電纜部分，包括電動(dòng)機(jī)的電源電路的電纜和連接到編碼器的反饋電 路的電纜，這樣的主要電纜部分與第一支承構(gòu)件一起移動(dòng)，因此，允許圍繞搖攝軸線P完全 地轉(zhuǎn)動(dòng)而沒有上述電纜的纏結(jié)，也不需要諸如滑動(dòng)接觸之類復(fù)雜而不是非?？煽康牟呗?。
第三支承構(gòu)件40呈環(huán)形中心軸承形狀，其通過兩個(gè)設(shè)置在叉股20a、20b自由端上 的支承點(diǎn)(例如用一對(duì)V形軸承32)、以及安裝在第一叉的叉股7b的自由端上的第三支承 點(diǎn)33支承在第二支承構(gòu)件21上。第三點(diǎn)33包括可圍繞軸線T轉(zhuǎn)動(dòng)的襯套34，以及具有兩 個(gè)V形軸承35a的彈簧支承35，由彈簧37形成一彈簧裝置，彈簧37將第三點(diǎn)33壓靠在中心軸承40上。 中心軸承40在圓周上具有與皮帶43接合的軌道42，皮帶被電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的微動(dòng)控 制的致動(dòng)裝置44致動(dòng)，致動(dòng)裝置44包括電動(dòng)機(jī)45，電動(dòng)機(jī)帶有作用在輪47上的相應(yīng)的編 碼器46，皮帶43閉合在該皮帶輪47上并插入離合器48。第三支承構(gòu)件可圍繞中心軸承40 的軸線L定向，該軸線L在下文中被稱之為用于大于36(T (較佳地大于90。)轉(zhuǎn)動(dòng)的水 準(zhǔn)軸線。 在中心軸承40的內(nèi)周界上，安裝了用于所想要的光學(xué)攝影或攝像設(shè)備的滑動(dòng)支
承件50。支承件50包括沿著平行于軸線L的導(dǎo)向件52以可調(diào)整方式位移的滑動(dòng)件51，其
目的在于平衡，以及可讓光學(xué)設(shè)備安裝在滑動(dòng)件上。相對(duì)的定位應(yīng)做到安裝在全景頭1上
的設(shè)備除了始終基本上位于全景頭上的重心位置之外，還須使其光軸基本上符合于水準(zhǔn)軸
線，這樣，設(shè)備可從全景位置(例如，水平位置)位移到肖像位置，例如，轉(zhuǎn)過9(T ，而不丟失
對(duì)對(duì)象的取景或?qū)埂?全景頭1的操作如下。 首先，由于三個(gè)定位軸線P、 T、 L的致動(dòng)控制的摩擦力，可用手工至少大致地定位 全景頭，然后，通過微動(dòng)控制器進(jìn)行要求定位的微動(dòng)。微動(dòng)控制器由于減速傳動(dòng)比很大并由 于閉環(huán)的反饋控制，允許定位精度達(dá)到十分之一度的量級(jí)，這一點(diǎn)在需要借助于高倍放大 的光學(xué)設(shè)備在遠(yuǎn)離所攝物體進(jìn)行定位時(shí)特別重要。 通過沿一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向或沿相反方向致動(dòng)各個(gè)電動(dòng)機(jī)，由此，借助于從單元31接收 到的信號(hào)，既可直接控制地也可或遙控地獲得相應(yīng)支承構(gòu)件相對(duì)于對(duì)應(yīng)軸線P、 L、 T的運(yùn) 動(dòng)。 應(yīng)該理解到，如此所述的全景頭中所用的離合器可用固定加載或可調(diào)整加載進(jìn)行 預(yù)加載，添加到相應(yīng)的彈簧、環(huán)或墊片上，以改變其彈性加載。 圖10借助于基本上概略的線條示出了本發(fā)明全景頭的一個(gè)替代的實(shí)施例80。類
似于前述附圖的細(xì)節(jié)具有類似的結(jié)構(gòu)，并用相同的附圖標(biāo)記表示。在此情形中，第二支承構(gòu)
件81具有環(huán)形的中心軸承結(jié)構(gòu)，其形成有內(nèi)圓周的導(dǎo)向件82，第三支承構(gòu)件83可在該導(dǎo)向
件82上移動(dòng)，第三支承構(gòu)件呈承載在所述圓周導(dǎo)向件82上滑架的形式并可圍繞第三軸線
轉(zhuǎn)動(dòng)通過一大于90。的角(較佳地，能夠圍繞第三軸線作全周轉(zhuǎn)動(dòng))。符號(hào)C表示安裝在
全景頭80上的照相機(jī)或其它光學(xué)裝置。致動(dòng)裝置在此情形中也是微動(dòng)的和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)類
型的。參照上述實(shí)例已經(jīng)描述過的其余的特征仍然有效。 因此，本發(fā)明解決了提出的問題，同時(shí)獲得了眾多優(yōu)點(diǎn)，包括-可圍繞軸線L在O。和360°之間連續(xù)地調(diào)整任何設(shè)定角，-維持所安裝裝置的重心定位，以及其后電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)裝置所需聯(lián)接的不變 性，這對(duì)致動(dòng)提供低的電耗以及均質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，而沒有載荷的峰值，-可圍繞軸線L調(diào)整定位，同時(shí)，維持設(shè)備的聚焦軸(光軸)在圖中物體上，
-可借助于摩擦致動(dòng)裝置快速地手工方式定位全景頭，這也起作防止意外碰撞全 景頭可動(dòng)部分和/或安裝在其上裝置的安全措施，
-調(diào)整精度，這借助于微動(dòng)致動(dòng)裝置來獲得，-由于減少了連接全景頭的可動(dòng)部分的電纜，可獲得障礙物的去除，所有電纜不必 求助于諸如滑動(dòng)接觸之類的花費(fèi)成本的謀略。
權(quán)利要求
用于攝影和攝像設(shè)備的全景頭(1、80)，包括第一支承構(gòu)件(2)、第二支承構(gòu)件(21、81)以及至少一個(gè)第三支承構(gòu)件(40)，它們分別圍繞第一、第二和至少一個(gè)第三定位軸線(P、T、L)彼此串聯(lián)地鉸接，三個(gè)定位軸線分別為搖攝軸線、方位軸線和水準(zhǔn)軸線，以便圍繞所述軸線(P、T、L)以可調(diào)整的方式定位，使安裝在所述第三構(gòu)件(40、83)上的攝影或攝像設(shè)備的光軸(X)實(shí)現(xiàn)三維定位，其特征在于，所述第二支承構(gòu)件(21、81)和所述第三構(gòu)件(40)中的至少一個(gè)包括環(huán)形支承構(gòu)件(40、81)，以使承載在所述環(huán)形支承構(gòu)件(40、81)上的所述構(gòu)件可圍繞所述第三軸線(L)轉(zhuǎn)動(dòng)。
2. 如權(quán)利要求l所述的全景頭，其特征在于，所述環(huán)形支承構(gòu)件(40)設(shè)置在所述第三 構(gòu)件(40)上并可轉(zhuǎn)動(dòng)地承載在所述第二支承構(gòu)件(21)上，以便圍繞所述第三軸線(L)轉(zhuǎn) 動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的全景頭，其特征在于，所述第三軸線(L)設(shè)置成至少近似地 與所述光軸(X)相一致。
4. 如權(quán)利要求1、2或3所述的全景頭，其特征在于，所述支承構(gòu)件(2、21、40)以摩擦方 式彼此互相鉸接。
5. 如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的全景頭，其特征在于，所述支承構(gòu)件(2、21、 40)中的一個(gè)或多個(gè)通過微動(dòng)控制的致動(dòng)裝置(8、23、44)運(yùn)動(dòng)學(xué)地彼此連接。
6. 如權(quán)利要求5所述的全景頭，其特征在于，所述支承構(gòu)件(2、21、40)中的一個(gè)或多個(gè) 通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)裝置(8、23、44)運(yùn)動(dòng)學(xué)地彼此連接。
7. 如權(quán)利要求6所述的全景頭，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)裝置(8、23、44)包 括閉環(huán)反饋位置控制器。
8. 如權(quán)利要求7所述的全景頭，其特征在于，所述微動(dòng)控制的致動(dòng)裝置(8、23、44)包括 帶有相應(yīng)編碼器(10、25、46)的電動(dòng)機(jī)(9、24、45)，所述編碼器(10、25、46)作用在所述微動(dòng) 控制的致動(dòng)裝置(8 、23 、44)上。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的全景頭，其特征在于，包括插入在所述微動(dòng)控制的致動(dòng)裝置 (8、23、44)和所述軸線(P，T，L)之間、由此可被電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的離合器(14、29、48)。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的全景頭，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)裝置(8、23、 44)連接到遙控單元(31)。
11. 如權(quán)利要求10所述的全景頭，其特征在于，所述單元(31)是無線電控制的。
12. 如權(quán)利要求9所述的全景頭，其特征在于，所述第一支承構(gòu)件(2)包括可圍繞所述 第一軸線(P)相對(duì)于固定元件(3)可動(dòng)的可動(dòng)元件(4)，其中，所述單元(31)和/或所述全 景頭(1、80)的電源電池(30)安裝在所述第一支承構(gòu)件(2)的所述可動(dòng)元件(4)上。
13. 如權(quán)利要求12所述的全景頭，其特征在于，在所述第一支承構(gòu)件(2)的所述可動(dòng)元 件(4)上，還支承著所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)裝置(23、44)和相對(duì)于所述搖攝軸線(P)和方 位軸線(T)的位置控制器。
14. 如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的全景頭，其特征在于，所述第一支承構(gòu)件(2) 包括形成所述可動(dòng)元件(4)的第一叉(5)，所述第一叉(5)被位于兩個(gè)相對(duì)的第一叉股 (7a、7b)之間的其底部(6)鉸接到所述固定元件(3)上。
15. 如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的全景頭，其特征在于，所述第二支承構(gòu)件 (21)包括形成所述第二構(gòu)件(21)的可動(dòng)元件的第二叉(20)，所述第二叉(20)被位于兩個(gè)相對(duì)的叉股(20a、20b)之間的其底部(22)鉸接到放置在所述第一叉股(7a、7b)的自由端 上的固定元件上。
16. 如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的全景頭，其特征在于，所述第三支承構(gòu)件 (40)包括圓環(huán)形中心軸承(40)，其可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在所述第二叉(20)上。
17. 如權(quán)利要求16所述的全景頭，其特征在于，所述中心軸承(40)通過作用在其外周 緣上的致動(dòng)裝置(42 、43 、44)被致動(dòng)。
18. 如權(quán)利要求17所述的全景頭，其特征在于，所述中心軸承(40)的所述致動(dòng)裝置 (42 、43 、44)包括皮帶傳動(dòng)器(42)。
19. 如權(quán)利要求16所述的全景頭，其特征在于，所述中心軸承(40)支承在三點(diǎn)處，其中 兩點(diǎn)是在所述第二叉(20)的叉股(20a、20b)的自由端，第三點(diǎn)(33)是安裝在所述構(gòu)件上， 并由彈簧(35)加載，所述彈簧可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在所述第一支承構(gòu)件(2)的與承載其所述致動(dòng) 裝置(21)的叉股(7a、7b)相對(duì)的叉股(7a、7b)的自由端上。
全文摘要
用于攝影和攝像設(shè)備的全景頭(1、80)包括第一支承構(gòu)件(2)、第二支承構(gòu)件(21、81)以及至少一個(gè)第三支承構(gòu)件(40)，它們分別圍繞第一、第二和至少一個(gè)第三定位軸線(P、T、L)彼此串聯(lián)地鉸接，三個(gè)定位軸線分別為搖攝軸線(P)、方位軸線(T)和水準(zhǔn)軸線(L)，以便圍繞軸線(P、T、L)以可調(diào)整的方式定位，使安裝在第三構(gòu)件(40)上的攝影或攝像設(shè)備的光軸(X)實(shí)現(xiàn)三維定位。第二支承構(gòu)件(21、81)和第三構(gòu)件(40)中的至少一個(gè)包括環(huán)形的支承構(gòu)件(40、81)，以使承載在所述環(huán)形支承構(gòu)件(40、81)上的所述構(gòu)件可圍繞所述第三軸線(L)轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)H04N5/225GK101772951SQ200880025217
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者D·格拉皮戈利亞, H·蘇德哈那, R·伯迪格農(nóng), S·查佩隆 申請(qǐng)人:林諾曼弗羅托股份有限公司