(57)【要約】【課題】減電検出のための特別な負荷回路を必要とせず、精度よく電池の減電検出を行うことができるようにする。【解決手段】電池駆動が可能なステッピングモータで回転力を発生させる電動雲台（１０１）は、電池電圧を検出する検出手段と、前記ステッピングモータの駆動を行う駆動手段と、第一の電圧閾値と、前記第一の電圧閾値より低い第二の電圧閾値とが格納される記憶手段と、前記ステッピングモータに電圧を印加しない状態で第一の電池電圧測定を行い、前記第一の電池電圧が前記第一の電圧閾値以上の場合は、前記ステッピングモータに固定電圧を印加した状態で第二の電池電圧測定を行い、前記第二の電池電圧が前記第二の電圧閾値未満の場合は、電池の減電と判定する制御手段とを有する。【選択図】図１
2018072402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池駆動が可能なステッピングモータで回転力を発生させる電動雲台であって、
電池電圧を検出する検出手段と、
前記ステッピングモータの駆動を行う駆動手段と、
第一の電圧閾値と、前記第一の電圧閾値より低い第二の電圧閾値とが格納される記憶手段と、
前記ステッピングモータに電圧を印加しない状態で第一の電池電圧測定を行い、前記第一の電池電圧が前記第一の電圧閾値以上の場合は、前記ステッピングモータに固定電圧を印加した状態で第二の電池電圧測定を行い、前記第二の電池電圧が前記第二の電圧閾値未満の場合は、電池の減電と判定する制御手段と
を有することを特徴とする電動雲台。
【請求項２】
前記第二の電池電圧測定の後、前記第二の電圧閾値より低い第三の電圧閾値により減電検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の電動雲台。
【請求項３】
前記ステッピングモータの回転位置を検出するモータ回転位置検出手段をさらに有し、
前記第一の電池電圧が前記第一の電圧閾値を検出した後、前記制御手段は、前記モータ回転位置検出手段の検出結果に応じて、前記ステッピングモータに印加する電圧を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の電動雲台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池が電力源であり、ステッピングモータを用いて動作を行う電動雲台に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、市販の円筒形電池を使用可能な、撮像装置用の電動雲台が開発されている。これらの電動雲台は、アルカリ乾電池や、ニッケル水素二次電池が使用可能となっており、外出先でも手軽に電力源を調達できるように工夫されている。しかしながら、市販のアルカリ乾電池は多品種が存在しており、負荷の変動に対する電圧の変化量が大きく異なるため、減電電圧の設定が適切でないと、負荷の変動時に制御マイコンにハードリセットがかかる誤動作、或いは制御マイコンの再起動の誤動作を生じることもあった。
【０００３】
また、アルカリ乾電池とニッケル水素二次電池では、負荷電流が発生した時の平均電圧が異なるため、この減電電圧の設定が適切でない場合であれば、電動雲台の使用可能時間が大きく影響を受けてしまうことになっていた。そこで、電池の残容量を精度よく検出するための技術が求められていた。特許文献１には、ステッピングモータを使用する電子機器において、モータの回転中に複数回電圧検出を行い、平均化して電池電圧とする技術の開示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２８４４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、ステッピングモータの回転中に電池電圧を測定するものであるため、電動雲台の電源投入時にこの技術を適用すると、ユーザに誤動作と思われる事態が生ずるおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、減電検出のための特別な負荷回路を必要とせず、精度よく電池の減電検出を行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電動雲台は、電池駆動が可能なステッピングモータで回転力を発生させる電動雲台であって、電池電圧を検出する検出手段と、前記ステッピングモータの駆動を行う駆動手段と、第一の電圧閾値と、前記第一の電圧閾値より低い第二の電圧閾値とが格納される記憶手段と、前記ステッピングモータに電圧を印加しない状態で第一の電池電圧測定を行い、前記第一の電池電圧が前記第一の電圧閾値以上の場合は、前記ステッピングモータに固定電圧を印加した状態で第二の電池電圧測定を行い、前記第二の電池電圧が前記第二の電圧閾値未満の場合は、電池の減電と判定する制御手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、減電検出のための特別な負荷回路を必要とせず、精度よく電池の減電検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１及び２における電動雲台１０１の構成の一例を説明するためのブロック図である。
【図２】電池電圧と第一の閾値及び第二の閾値との関係の一例を示す図である。
【図３】実施形態１における電動雲台１０１で行われる処理の手順の一例を説明するためのフローチャートである。
【図４】電池電圧と第一の閾値、第二の閾値及び第三の閾値との関係の一例を示す図である。
【図５】実施形態２における電動雲台１０１で行われる処理の手順の一例を説明するためのフローチャートである。
【図６】実施形態３における電動雲台の構成の一例を説明するためのブロック図である。
【図７】実施形態３における電動雲台２０１で行われる処理の手順の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１１】
［実施形態１］
図１は、実施形態１及び２における電動雲台１０１の構成の一例を説明するためのブロック図である。図１において、１０１は電動雲台、１０２は制御部、１０３はモータ制御部、１０４は記憶部、１０５は減電検出部、１０６は制御信号、１０７はモータ駆動部、１０８はステッピングモータ、１０９は回転軸、１１０はスライドスイッチである。１１１及び１１４は正極端子、１１２及び１１５は負極端子、１１３は電池、１１６は電子機器である。電子機器１１６は、例えば、撮像装置として機能することができる電子機器である。
【００１２】
電動雲台１０１の回転軸１０９には、電子機器１１６が固定される。動雲台１０１には電池１１３が装着され、電池１１３の正極端子１１４と電動雲台１０１の正極端子１１１が接続される。また、電池１１３の負極端子１１５と電動雲台１０１の負極端子１１２が接続され、電池１１３から電動雲台１０１に電力が供給される。スライドスイッチ１１０がＯＮポジションに設定されると、制御部１０２は、ステッピングモータ１０８に電圧を印加しない状態で正極端子１１１と負極端子１１２間の電圧を測定する。
【００１３】
減電検出部１０５は、記憶部１０４に記憶されている第一の電圧閾値を参照し、第一の電圧と第一の電圧閾値の比較を行う。第一の電圧が第一の電圧閾値より低い場合、電池１１３が減電状態であると判定し、電池減電時の処理を行う。電池減電時の処理は一般に、以後の動作を禁止するとともに、表示部（非図示）への表示を行う。
【００１４】
第一の電圧が第一の電圧閾値以上の場合、制御部１０２は第二の電圧測定を行う。第二の電圧測定は、制御部１０２がモータ駆動部１０７に対して予め設定された条件で制御信号を出力する。モータ駆動部１０７は、ステッピングモータ１０８に固定電圧を出力し、ステッピングモータ１０８に保持電流を発生させた状態で正極端子１１１と負極端子１１２間の電圧を測定する。
【００１５】
減電検出部１０５は、記憶部１０４に記憶されている第二の電圧閾値を参照し、第二の電圧と第二の電圧閾値の比較を行う。第二の電圧が第二の電圧閾値より低い場合、電池１１３が減電状態であると判定し、電池減電時の処理を行う。第二の電圧が第二の電圧閾値以上の場合、制御部１０２は電池の残量が正常範囲であるとして、通常の動作に移行する。
【００１６】
図２は、電池電圧と第一の閾値及び第二の閾値との関係の一例を示す図である。第一の閾値は、第二の閾値より高い電圧で設定されている。第二の閾値は、電動雲台の動作可能電圧より高い電圧で設定される。
【００１７】
図３は、実施形態１における電動雲台１０１で行われる処理の手順の一例を説明するためのフローチャートである。図３において、Ｓ（ステップ）１０１はＳＴＡＲＴ、Ｓ１０２は減電判定を第一閾値に設定、Ｓ１０３は第一閾値≦Ｖｂａｔ、Ｓ１０４は保持電流発生、Ｓ１０５は減電判定を第二閾値に設定、Ｓ１０６は第二閾値≦Ｖｂａｔ、Ｓ１０７は通常モードである。
【００１８】
Ｓ１０８はＥＮＤ、Ｓ１０９は減電モードである。Ｓ１０１でスライドスイッチ１１０がＯＮポジションに設定されると、Ｓ１０２に移行する。Ｓ１０２では、制御部１０２が記憶部１０４に記憶されている第一の閾値を参照し、減電判定電圧を第一の閾値に設定する。
【００１９】
Ｓ１０３では、制御部１０２の減電検出部１０５が第一の電池電圧測定を行い、第一の減電判定を行う。Ｓ１０３で、電池電圧が第一の閾値より低い場合、Ｓ１０９に移行し、減電処理を行う。Ｓ１０３で、電池電圧が第一の閾値以上の場合、Ｓ１０４に移行する。Ｓ１０４では、制御部１０２がモータ駆動部１０７に対して、ステッピングモータ１０８に予め設定してある条件で保持電流を発生させる。
【００２０】
Ｓ１０５では、制御部１０２が記憶部１０４に記憶されている第二の閾値を参照し、減電判定電圧を第二の閾値に設定する。Ｓ１０６では、制御部１０２の減電検出部１０５が第二の電池電圧測定を行い、第二の減電判定を行う。Ｓ１０６で、電池電圧が第二の閾値より低い場合、Ｓ１０９に移行し、減電処理を行う。Ｓ１０６で、電池電圧が第二の閾値以上の場合、Ｓ１０７に移行する。Ｓ１０７で通常モードに設定され、Ｓ１０８で減電判定処理を終了する。
【００２１】
［実施形態２］
図４は、電池電圧と第一の閾値、第二の閾値及び第三の閾値との関係の一例を示す図である。第一の閾値は、第二の閾値より高い電圧で設定されている。第二の閾値は、第三の閾値より高い電圧で設定されている。第三の閾値は、電動雲台の動作可能電圧より高い電圧で設定される。
【００２２】
図５は、実施形態２における電動雲台１０１で行われる処理の手順の一例を説明するためのフローチャートである。図５において、前述の図３と共通の構成は同一の符号を付けて説明を省略する。
【００２３】
Ｓ２０１は、減電判定を第三閾値に設定である。Ｓ１０７で通常モードに移行した後、制御部１０２が記憶部１０４に記憶されている第三の閾値を参照し、減電判定電圧を第三の閾値に設定する。第三の閾値は、例えば制御部１０２に内蔵するマイコンのハードリセット電圧より僅かに高い電圧に設定され、マイコンが動作途中でハードリセットされることを防止する。
【００２４】
以上の構成により、通常動作時に電池の残容量を使い切ることが可能になり、動作時間の延長が可能になる。
【００２５】
［実施形態３］
図６は、実施形態３における電動雲台２０１の構成の一例を説明するためのブロック図である。図６において、前述の図３と共通の構成は同一の符号を付けて説明を省略する。
【００２６】
２０１は電動雲台、２０２は制御部、２０３はモータ制御部、２０４はモータ回転位置検出部、２０５はモータ回転位置信号である。モータ回転位置検出部２０４は、ステッピングモータ１０８、及びモータ制御部２０３と電気的に接続されている。モータ回転位置検出部２０４は、例えばロータリーエンコーダ等であり、モータの回転位置を検出する。
【００２７】
前述の実施形態１で示した第二の電圧測定の際、制御部２０２のモータ制御部２０３は、モータ回転位置検出部２０４のモータ回転位置信号２０５の情報により、ステッピングモータ１０８に印加する電圧を設定して保持電流を流すように構成する。
【００２８】
図７は、実施形態３における電動雲台２０１で行われる処理の手順の一例を説明するためのフローチャートである。図７において、前述の図５と共通の構成は同一の符号を付けて説明を省略する。
【００２９】
Ｓ３０１は、モータ回転位置検出、Ｓ３０２は保持電流条件設定である。Ｓ１０３で、電池電圧が第一の閾値以上の場合、Ｓ３０１に移行する。Ｓ３０１では、制御部２０２のモータ制御部２０３が、モータ回転位置検出部２０４のモータ回転位置信号２０５を受信し、その結果に応じてモータ駆動部１０７に制御信号を送信する。モータ駆動部１０７は、この制御信号１０６に応じてステッピングモータ１０８に印加する電圧を設定して保持電流を発生させる。
【００３０】
以上の構成により、マイクロステップ駆動を行うステッピングモータに保持電流を流した瞬間の回転動作を抑えることが可能になり、電源起動時でもユーザに違和感を与えることなく、電池の減電検出を行うことが可能になる。ステッピングモータのマイクロステップ駆動については、一般的な技術のため説明を省略する。
【００３１】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１０１  電動雲台
１１３  電池
１１６  電子機器
【図１】
2018072402.tif 000003
【図２】
2018072402.tif 000004
【図３】
2018072402.tif 000005
【図４】
2018072402.tif 000006
【図５】
2018072402.tif 000007
【図６】
2018072402.tif 000008
【図７】
2018072402.tif 000009