(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部に対する駆動信号と位置検出器からの位置信号とを比較する比較器を用いる位置制御モードと、上記比較器を用いないスピード制御モードの両者を切替えて使用可能に構成されたカメラ駆動用雲台装置において、
上記スピード制御モードから位置制御モードへ切り替えられたとき、駆動信号を供給する制御ラインからモータを切り離して不作動状態にするためのモータ切離し手段と、
上記スピード制御モードから位置制御モードへ切り替えられたとき、上記比較器から出力された駆動信号を入力し、この駆動信号がモータ停止の駆動信号と一致するように修正制御すると同時に、上記駆動信号がモータ停止の駆動信号と一致したとき、上記モータ切離し手段の切離し状態を解除する制御部と、を備えたことを特徴とするカメラ駆動用雲台装置。
【請求項２】
上記モータ切離し手段では、切離し中にモータ停止の駆動信号を別の制御ラインからモータへ与えるようにしたことを特徴とする上記第１請求項記載のカメラ駆動用雲台装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカメラ駆動用雲台装置、特にテレビカメラ等を遠隔操作する装置における駆動用モータの駆動制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
テレビカメラ等を遠隔操作するために、リモコン雲台が用いられており、この種の雲台装置におけるモータの制御方式として、速度（スピード）制御方式と位置制御方式が採用されている。このスピード制御方式は、低コストで滑らかな作動が可能であるが、プリセットショット動作が不可能である。即ち、このプリセットショットとは、カメラのパン、チルト、ズーム及びフォーカスの動作位置（ショット位置）を前以てセットしておき、操作釦の押し操作により、自動的にショット位置へカメラを動かすものである。
【０００３】
このため、上記プリセットショットの動作を可能とするためには、駆動部の動作位置を位置検出器（ポテンショメータ）で逐次検出しながら制御を行う位置制御方式が最適である。しかし、この位置制御方式は、逆に滑らかな動作が不得意であり、滑らかに作動させるためには付加機構が必要となり、コストがかかるという欠点がある。
【０００４】
従って、これらの両制御方式を採用し、マニュアル操作時にスピード制御を行い、プリセットショット時には位置制御を行うようにすれば、両者の利点を享受できることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように両制御方式を採用する雲台装置では、スピード制御方式から位置制御方式へ移行するとき、微少量ではあるがモータが動き、駆動対象も瞬間的に微妙に動くことがある。即ち、装置内ではアナログ信号とデジタル信号の相互間の変換が行われており、Ａ／Ｄ変換器として１２ビットのものを使用し、Ｄ／Ａ変換器として１６ビットのものを使用することが多いため、両者間の分解能が異なり（これに加えて、ポテンショメータの分解能も影響する）、また同じ分解能のものでも動作の直線性に相違がある。従って、切替え時におけるポテンショメータの出力位置信号と位置制御のための駆動信号が一致せず、比較器（差動アンプ）から小さなレベルの駆動（電圧）信号が出力されることがある。この結果、モータが僅かに動くことになる。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スピード制御方式から位置制御方式へ切替える際に生じる微妙な動きをなくすことができるカメラ駆動用雲台装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１請求項記載の発明は、駆動部に対する駆動信号と位置検出器からの位置信号とを比較する比較器を用いる位置制御モードと、上記比較器を用いないスピード制御モードの両者を切替えて使用可能に構成されたカメラ駆動用雲台装置において、上記スピード制御モードから位置制御モードへ切り替えられたとき、駆動信号を供給する制御ラインからモータを切り離して不作動状態にするためのモータ切離し手段と、上記スピード制御モードから位置制御モードへ切り替えられたとき、上記比較器から出力された駆動信号を入力し、この駆動信号がモータ停止の駆動信号と一致するように修正制御すると同時に、上記駆動信号がモータ停止の駆動信号と一致したとき、上記モータ切離し手段の切離し状態を解除する制御部と、を備えたことを特徴とする。
第２請求項記載の発明は、上記モータ切離し手段では、切離し中にモータ停止の駆動信号を別の制御ラインからモータへ与えるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】
上記第１請求項記載の構成によれば、スピード制御モードから位置制御モードへの切替え時では、モータが駆動信号を伝送する制御ラインから切り離されると同時に、切替え時の位置制御モードで微小量動作を指令する駆動信号が出力されたとしても、この駆動信号は停止の駆動信号に修正される。従って、再びモータへ制御ラインを接続したときには、必ず停止の駆動信号がモータ側へ与えられることになり、微妙に動くことがなくなる。
【０００９】
上記第２請求項記載の構成によれば、上記においてモータを制御ラインから切り離している間は、停止の駆動信号がモータへ与えられるようにしたので、モータにはブレーキがかり、モータの電力供給端を開放状態とする場合に比べると、モータの停止動作が確実に行われるという利点がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の実施形態として最適なカメラ駆動用雲台装置の構成が示されている。一般に、雲台装置では、テレビカメラのパン（左右方向）及びチルト（上下方向）の駆動と、カメラレンズ部のズーム及びフォーカスの駆動が実行されるが、図の説明では、１つの駆動系についてのみ示す。まず、リモート操作部には、操作位置を検出するポテンショメータ１１、アナログ信号をデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換器１２が配置されており、このＡ／Ｄ変換器１２の出力は、ＣＰＵ１４へ供給される。
【００１１】
一方、駆動対象であるパン、チルト、ズーム及びフォーカスの駆動部を動かすためのモータ１５がそれぞれに配置され、各駆動部には現在の位置を検出するポテンショメータ１６が設けられる。また、このポテンショメータ１６で検出された位置信号を上記ＣＰＵ１４に供給するために、Ａ／Ｄ変換器１７が設けられる。更に、図の下側に示されるように、スピード制御モードと位置制御モードを切り替えるためのモード切替えスイッチ１８がＣＰＵ１４に接続して配置される。
【００１２】
そして、上記操作部のポテンショメータ１１に基づいてＣＰＵ１４から出力される制御信号を、デジタル信号をアナログ信号へ変換するＤ／Ａ変換器２０が設けられ、このＤ／Ａ変換器２０には、比較器である差動アンプ２１が接続される。この差動アンプ２１は、上記駆動部のポテンショメータ１６から出力された位置信号と、上記Ｄ／Ａ変換器２０から出力された駆動信号を比較し、その差の電圧を位置制御モードの駆動信号として出力する。この差動アンプ２１の後段には、上記モード切替えスイッチ１８の切替えによりスピード制御ライン（端子Ａ）と位置制御ライン（端子Ｂ）とを切り替えるライン切替え回路２２と、スピード制御モードから位置制御モードへ切り替えられたときのみ開動作し、上記モータ１５側と上記差動アンプ２１の出力側の位置制御ラインとをＣＰＵ１４の制御により切り離すための切離し用スイッチ２３が設けられる。
【００１３】
上記ライン切替え回路２２と切離し用スイッチ２３との間には、上記差動アンプ２１の出力を取り出すように抽出ラインＬが設けられ、この抽出ラインＬで取り出される駆動信号は、Ａ／Ｄ変換器２４を介してＣＰＵ１４へ供給される。
【００１４】
そうして、上記ＣＰＵ１４はスピード制御モード及び位置制御モードでのモータ駆動を統轄制御することになるが、スピード制御モードから位置制御モードへ切り替えられたときは、上記のＡ／Ｄ変換器２４から入力された駆動信号に基づいて、差動アンプ２１から出力される駆動信号を停止の駆動信号と一致するように修正する。即ち、例えば０度から３６０度のパンの駆動を、０Ｖ〜３．６Ｖの絶対値の電圧に割り当てて制御し、差動アンプ２１からは現在の位置から操作位置までの駆動量に相当する差の電圧が出力されるが、その際には０Ｖ（その他の電圧でもよい）の駆動電圧を停止の駆動信号とすることができる。そして、ＣＰＵ１４に、上記差動アンプ２１から例えば０．０２Ｖの駆動信号が抽出ラインＬ、Ａ／Ｄ変換器２４を介して入力されたとすると、この０．０２Ｖが０Ｖとなるように、Ｄ／Ａ変換器２０（ＣＰＵ１４）から出力される制御信号（制御電圧）を修正することになる。
【００１５】
また、上記切離し用スイッチ２３の後段に、アンプ２５が設けられ、このアンプ２５の電圧が直接モータ１５へ与えられる。更に、このアンプ２５の入力ラインには、電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ１  と抵抗Ｒ２  で分圧する分圧点が接続されており、これによって、上記切離し用スイッチ２３が開状態のとき、モータの停止電圧としてＶｃｃ×｛Ｒ２  ／（Ｒ１  ＋Ｒ２  ）｝の電圧が与えられるようになっている。なお、上記の抵抗Ｒ１  ，Ｒ２  は、前段の差動アンプ２１の負荷とならないように、１００ｋΩ〜１ＭΩ程度の高抵抗値のものが用いられる。
【００１６】
当該雲台装置は以上の構成からなり、以下にその作用を図２及び図３に基づいて説明する。図２には、ＣＰＵ１４での動作フローチャートが示されており、例えばモード切替えスイッチ１８により、スピード制御モードが選択されているときは、上記ライン切替え回路２２がＡ端子へ接続され、かつ切離し用スイッチ２３は閉状態とされる。従って、操作部のツマミ等によるマニュアル操作が行われると、操作ツマミの操作量がポテンショメータ１１で検出され、この検出値に基づいたスピード制御モードの制御信号（駆動電圧）がＣＰＵ１４から出力され、この制御信号がＤ／Ａ変換器２０から駆動信号としてアンプ２５を介してモータ１５へ与えられる。この結果、スピード制御モードでは、差動アンプ２１を用いずに、操作ツマミの操作量に応じたパン、チルト等の円滑な駆動が実行される。
【００１７】
一方、上記モード切替えスイッチ１８により、スピード制御モードから位置制御モードへ切り替えられると、この切替え信号がＣＰＵ１４へ入力される（ステップ１０１）。図２の次のステップ１０２では、上記ライン切替え回路２２により、端子Ａから端子Ｂへ切り替えられ、かつ切離し用スイッチ２３が開状態となり、モータ１５側が前段の制御ラインから切り離される。このとき、図１の抵抗Ｒ１  ，Ｒ２  によれば、Ｖｃｃ×｛Ｒ２  ／（Ｒ１  ＋Ｒ２  ）｝で決定される停止の駆動電圧（当該例では０Ｖ）がアンプ２５を介してモータ１５に与えられるので、モータ１５はブレーキがかけられた状態で停止することになる。
【００１８】
一方、差動アンプ２１では、駆動部のポテンショメータ１６から供給された位置信号と、Ｄ／Ａ変換器２０から出力される駆動信号が比較され、その差の電圧が位置制御モードの駆動信号として出力される。そして、この駆動信号は抽出ラインＬにより、Ａ／Ｄ変換器２４を介してＣＰＵ１４へ供給される。
【００１９】
図２のステップ１０３では、上記の差動アンプ２１の出力である駆動電圧が停止の駆動電圧、例えば０Ｖであるか否かが検出され、”ＮＯ”のときは、ステップ１０４により、上記駆動電圧が０Ｖに一致するように、Ｄ／Ａ変換器２０から出力される制御電圧を修正することになる。
【００２０】
図３には、Ａ／Ｄ変換器１７等に１２ビットのもの、Ｄ／Ａ変換器２０に１６ビットのものを使用した場合の修正動作が示されている。例えば、図の横線の密度が各変換器の出力の分解能に対応していると仮定すると、切替え時のポテンショメータ１６の出力電圧Ｖａに対応した正確な（本来の）Ｄ／Ａ変換器２０の出力駆動電圧はＶａであるが、Ａ／Ｄ変換器１７等の分解能が低いために、実際のＤ／Ａ変換器２０の出力駆動電圧がＶｂとなり、差の電圧Ｖｃが駆動電圧として差動アンプ２１から出力される。従って、ＣＰＵ１４では、この駆動電圧Ｖｃが０Ｖとなるように、Ｄ／Ａ変換器２０へ出力する制御電圧を少しずつ変化させることになり、その結果Ｄ／Ａ変換器２０の出力駆動電圧がＶａとされる。
【００２１】
上記の動作の後には、ステップ１０３で駆動電圧が停止電圧に一致したことが判定され、ステップ１０５へ移行すると、切離し用スイッチ２３が閉動作され、位置制御が許容される状態となる。従って、位置制御モードへの切替え時では、差動アンプ２１の出力は必ず停止の駆動信号に設定されることになり、各駆動部が微妙な動きをすることはない。
【００２２】
図４には、モータ切離し手段として上記の例とは異なる構成例が示されている。即ち、この例ではアンプ２５とモータ１５との間に、切離し用スイッチ２６，２７を配置し、この切離し用スイッチ２６，２７をＣＰＵ１４により制御することとしている。この図４の例によれば、モータ１５の電力供給端が直接的に開放されることになり、これによってモータ１５は不作動状態となる。
【００２３】
上記構成例では、１つの駆動系について説明したが、上記の構成例はパン、チルト、ズーム等のそれぞれに適用されることになる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、第１請求項記載の発明によれば、スピード制御モードから位置制御モードへ切り替えられたとき、モータを制御ラインから切り離すと共に、位置制御をするための比較器から出力された駆動信号がモータ停止の駆動信号と一致するように修正制御するようにしたので、スピード制御方式から位置制御方式へ切替える際に生じる微妙な動きをなくすことが可能となる。
【００２５】
第２請求項記載の発明によれば、上記モータを制御ラインからの切離している間、モータ停止の駆動信号を別の制御ラインからモータへ与えるようにしたので、モータにブレーキがかかって、停止動作が確実に行われるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態として最適なカメラ駆動用雲台装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２】図１の構成例におけるＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
【図３】図１の構成例のＣＰＵから出力される制御電圧の修正動作を示す説明図である。
【図４】実施形態である構成例のモータ切離し手段の他の構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
１１，１６  …  ポテンショメータ、
１２，１７，２４  …  Ａ／Ｄ変換器、
１４  …  ＣＰＵ、
１５  …  モータ、
２０  …  Ｄ／Ａ変換器、
２１  …  差動アンプ、
２２  …  ライン切替え回路、
２３，２６，２７  …  切離し用スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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