(57)【要約】【課題】省電力化が充分に得られるようにしたビデオカメラ装置を提供すること。【解決手段】固定部１に水平回転部２とカメラ筐体３を備え、水平回転用パルスモータ４と垂直回転用パルスモータ５により、カメラ筐体３に収納されたビデオカメラの撮像方向を遠隔操作するようにしたビデオカメラ装置において、モータ制御回路用電源ユニット４０に対して電力を供給する経路にリレー４２を設け、待機状態のとき、水平回転用パルスモータ４と垂直回転用パルスモータ５に対する電力の供給が遮断できるようにしたもの。【選択図】  図１
2004289426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオカメラの撮像方向が遠隔操作できるようにしたビデオカメラ装置において、
前記ビデオカメラの撮像方向を変えるためのパルスモータに対する電力の供給経路にリレーを設け、
前記パルスモータに対する電力の供給が、待機状態のとき前記リレーにより遮断されるように構成したことを特徴とする遠隔操作型ビデオカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラの撮像方向が遠隔制御によりプリセットできるようにしたビデオカメラ装置に係り、特に監視システムに好適なビデオカメラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオカメラ（テレビジョンカメラ）を用い、離れた場所から画像による監視するようにした監視システムが汎用されるようになっているが、このとき、撮像方向が遠隔操作でプリセットできるようにしたビデオカメラ装置が知られている。
【０００３】
ここで、図４は、このようなビデオカメラ装置の従来技術による一例で、この図において、１は固定部、２は水平回転部、３はカメラ筐体（カメラケース）であり、固定部１の上に水平回転部２を配置し、この水平回転部２の上部側面にカメラ筐体３を配置し、このカメラ筐体３の中にカメラレンズを備えた撮像装置、つまりビデオカメラが収納されている。
【０００４】
このとき、固定部１は、このカメラ装置を必要な場所に設置するための台座となるもので、これに水平回転用シャフト６が垂直に取付けてあり、これにより水平回転部２が任意の方位角位置に回動できるようになっている。
【０００５】
そして、この水平回転部２に垂直回転用シャフト８を回動可能に水平に保持させ、この垂直回転用シャフト８にカメラ筐体３を取付けることにより、カメラ筐体３が、任意の仰角位置に回動できるようになっている。
【０００６】
このため、水平回転部２の中には、水平回転用パルスモータ４と垂直回転用パルスモータ５、水平回転用シャフト６、水平回転用ウォームギヤ７、垂直回転用シャフト８、カメラ制御回路１０、垂直回転用ベルト１３、水平回転用エンコーダ１５、垂直回転用エンコーダ１６、モータ制御回路用電源ユニット４０、カメラ制御回路用電源ユニット４１、原点位置読取用センサ４４、４５、水平回転用モータ駆動回路４６、それに垂直回転用モータ駆動回路４７などが収納されている。
【０００７】
このとき、水平回転用シャフト６は中空に作られていて、これにより信号ケーブル９と電力ケーブル４３の２本のケーブルが外部から水平回転部２の中に引き込まれている。
【０００８】
ここで信号ケーブル９は映像信号とコントロール信号の伝送用で、外部から引き込まれた後、カメラ制御回路１０に接続され、ここから更にケーブル１４により、同じく中空に作られている垂直回転用シャフト８を介してカメラ筐体３内のテレビジョンカメラに接続されている。
【０００９】
一方、電力ケーブル４３はＡＣ電源供給用で、モータ制御回路用電源ユニット４０と、カメラ制御回路用電源ユニット４１に接続され、これらに電力を供給する。そして、電源ユニット４０の出力はモータ駆動回路４６、４７を介してパルスモータ４、５に供給され、他方、カメラ制御回路用電源ユニット４１の出力はカメラ制御回路１０に供給される。
【００１０】
そこで、水平回転用パルスモータ４は、カメラ制御回路１０と水平回転用モータ駆動回路４６から水平回転用モータケーブル１１を介して供給されるパルスにより制御され、垂直回転用パルスモータ５は、カメラ制御回路１０と垂直回転用モータ駆動回路４７から垂直回転用パルスモータケーブル１２を介して供給されるパルスにより制御される。
【００１１】
次に、動作について説明すると、まず、水平回転用パルスモータ４に水平回転用モータ駆動回路４６から駆動パルスが供給されると、この水平回転用パルスモータ４により水平回転用ウォームギヤ７が回転され、水平回転部２が回動し、図５に示すように、任意の方位角に動かすことができる。ここで、この図５は、図４を上側から見た図である。
【００１２】
同様に、垂直回転用パルスモータ５に垂直回転用モータ駆動回路４７から駆動パルスが供給されると、この垂直回転用パルスモータ５により垂直回転用ベルト１３を介して垂直回転用シャフト８が回転され、カメラ筐体３が回動し、図６に示すように、任意の仰角に動かすことができる。ここで、この図６は、図４を右側から見た図である。
【００１３】
従って、信号ケーブル９を介して外部から所定の制御信号を供給することにより、カメラ筐体３内にあるビデオカメラの撮像方向を任意に遠隔制御し、予め所定の撮像方向にプリセットすることができる。
【００１４】
そして、このときのカメラ筐体３の方向は、水平回転用パルスモータ４の回転を検出する水平回転用エンコーダ１５と、垂直回転用パルスモータ５の回転を検出する垂直回転用エンコーダ１６により検出され、これによりビデオカメラの撮像方向を知ることができる。
【００１５】
このため、水平回転用エンコーダ１５の出力端子は、水平回転用エンコーダケーブル１７を介してカメラ制御回路１０に接続され、垂直回転用エンコーダ１６の出力端子は、垂直回転用エンコーダケーブル１８を介して、同じくカメラ制御回路１０に接続されている。
【００１６】
次に、このビデオカメラの撮像方向の制御と検出について、更に詳細に説明する。この場合、電源が投入され、カメラ装置の動作が立ち上げられたとすると、始めにイニシャル処理が実行される。
【００１７】
このイニシャル処理は、カメラ制御回路１０により、水平回転用パルスモータ４と垂直回転用パルスモータ５を回動駆動させ、原点位置読取用センサ４４、４５により方位角と仰角が原点にくるようにするものである。
【００１８】
このときの原点としては、例えば方位角については真北をとり、仰角については、カメラ筐体３を水平位置から最大限の角度まで下向き（又は上向き）にしたときの位置を原点とすればよい。
【００１９】
イニシャル処理が終わったら、ここで上記した撮像方向のプリセット動作に入ることができるようになる。そこで、次に信号ケーブル９を介して水平回転角度（方位角）又は水平回転時間及び垂直回転角度（仰角）又は垂直回転時間を表わす情報を含んだ信号、すなわち水平回転角指令及び垂直回転角指令をカメラ制御回路１０に供給する。
【００２０】
そこでカメラ制御回路１０は、水平回転角度指令と垂直回転角指令のそれぞれに対応した個数のステップパルスを発生して水平回転用パルスモータ４と垂直回動用パルスモータ５に供給する。
【００２１】
これにより水平回転用パルスモータ４と垂直回動用パルスモータ５が回転を開始し、カメラ筐体３の中にあるビデオカメラが指令された方位角方向と仰角方向に向けて動きだす。そして最終的にはステップパルスの個数分回転してから停止し、この結果、ビデオカメラは指令された方向を向いて停止されることにる。
【００２２】
一方、カメラ制御回路１０は、水平回転用パルスモータ４と垂直回動用パルスモータ５が回転中、水平回転用エンコーダ１５と、垂直回転用エンコーダ１６から出力されるパルスをカウントし、指令されたステップパルス数とエンコーダから出力されてくるパルスの個数を突合せ、パルス数が合っているかを監視している。
【００２３】
そして、エンコーダのパルス数が少なかった場合は、脱調、つまり指令したパルスの個数に対応した位置までモータが回転しなかったものと判断し、モータステップパルスの出力を停止し、信号ケーブル９を介して脱調が発生したことを外部に通知し、プリセット動作が正しく得らたか否かが確認できるようにするのである。
【００２４】
次に、カメラ制御回路１０による水平回転用エンコーダ１５と垂直回転用エンコーダ１６からのパルスの処理について説明すると、ここで、まず、図７はカメラ制御回路１０の内部に実装されているＣＰＵからなるエンコーダ読取回路で、図８はそのタイムチャートである。
【００２５】
このとき、水平回転用エンコーダ１５の読取回路と垂直回転用エンコーダ１６の読取回路は同じであるので、いずれか一方を代表して説明すると、まず、これら水平回転用エンコーダ１５と垂直回転用エンコーダ１６は、何れもＡ相とＢ相の２組のパルスを発生し、これにより回転方向も検出できるようにした、いわゆる２相形エンコーダが用いられている。
【００２６】
そして、図７と図８において、７１がＡ相のエンコーダ出力（Ａ相出力）で、７２がＢ相のエンコーダ出力（Ｂ相出力）であり、これらは、それぞれ水平回転用エンコーダ１５と垂直回転用エンコーダ１６の出力の何れかである。
【００２７】
図７において、６７は読取回路を構成するＣＰＵで、位置管理用のカウンタを備え、サンプリングＣＬＫ１０１の立上りで割込みを発生し、エンコーダのＡ相出力７１とＢ相出力７２の状態を読取り、当該位置管理用カウンタのカウントアップとカウントダウンを制御する働きをる。
【００２８】
なお、このときの位置管理用カウンタは、ＣＰＵ６７のプログラム上に存在するソフトカウンタとしても良く、ＣＰＵ６７の内部又は外部にハードとして存在するもにでもよいが、何れにしても、水平回転用と垂直回転用の双方が必要なことはいうまでもない。
【００２９】
次に、動作について図８により説明する。ここで、まず、期間ＣＷは、エンコーダが時計回り（右回り）方向に回転している期間を表わし、期間ＣＣＷは、エンコーダが反時計回り（左回り）方向に回転している期間を表わしている。
【００３０】
このとき、Ａ相出力７１とＢ相出力７２は、図示のように位相がずれていて、この位相のずれが回転方向を表わす。つまりＡ相出力７１の立上り（又は立下り）に続いてＢ相出力７２の立上り（又は立下り）が現れたときはＣＷ回転を表わし、Ａ相出力７１の立下り（又は立上り）に続いてＢ相出力７２の立上り（又は立下り）が現れたときはＣＣＷ回転を表わす。
【００３１】
そこで、前記の原点位置で位置管理用カウンタをリセットした後、Ａ相出力７１とＢ相出力７２により回転方向を判別し、ＣＷ（時計回り）方向の回転期間では位置管理用カウンタをカウントアップし、ＣＣＷ（反時計回り）方向の回転期間ではカウントダウンしてやれば、この位置管理用カウンタのカウント値がビデオカメラの方位角、又は仰角を表わすことになり、ビデオカメラの撮像方向を知ることができる。
【００３２】
この場合、水平回転用位置管理用カウンタのカウント値がビデオカメラの方位角を表わし、垂直回転用位置管理用カウンタのカウント値がビデオカメラの仰角を表わすことは言うまでもない。
【００３３】
ここで、図７に示されているように、Ａ相出力７１とＢ相出力７２はＣＰＵ６７のポートに直接入力され、それらの読取りタイミングをサンプリングＣＬＫ１０１の立上りにすることにより、Ａパルス（ＣＰＵ読取）１０２とＢパルス（ＣＰＵ読取）１０３としてＣＰＵ６７に読取られ、これに基づいて位置管理用カウンタのカウントアップとカウントダウンを行うよになっている。
【００３４】
しかし、このとき、エンコーダから出力されるＡ相出力７１とＢ相出力７２には、それらの立上り部分と立下り部分に、図８に破線の楕円で囲った部分９４で代表して示したように、レベルが極く短い周期で“Ｌ”⇔“Ｈ”と交互に反転してしまう現象、いわゆるチャタリングが発生することがある。
【００３５】
このチャタリングは、例えばエンコーダの出力レベルが“Ｌ”から“Ｈ”、或いは“Ｈ”から“Ｌ”に移行する変化点の近傍で当該エンコーダが停止した場合や、低速状態で振動が加わった場合に発生することが多く、発生した場合にはＣＰＵ６７によるＡ相出力７１とＢ相出力７２のサンプリングに支障が生じてしまう。
【００３６】
そこで、このチャタリングの影響を受けないようにするため、サンプリングＣＬＫ１０１の周期Ｔｓを、チャタリング期間よりは長く、エンコーダのパルス周期Ｔｓよりは短くし、これにより、Ａパルス１０２とＢパルス１０３が、図８に示すように、正しく読取れるようにしている。
【００３７】
そして、このときの割込み周期、つまりサンプリングＣＬＫ１０１の周期Ｔｓは、Ａパルス１０２とＢパルス１０３の論理が取れるようにするため、エンコーダ出力信号の周期Ｔｅ１０５の１／４以下、つまり（Ｔｓ＝Ｔｅ／４）となる。
【００３８】
一方、このチャタリングの影響を受けないようにする方法として、図９に示すように、シュミットトリガを使用する方法も従来技術として知られている。
【００３９】
この図９の場合は、エンコーダから出力されるＡ相出力７１とＢ相出力７２をそのままＣＰＵ６７のポートに入力するのではなく、それぞれローパスフィルタ１１０、１１１と、シュミットトリガ回路１１４、１１５を介して入力するようになっている。
【００４０】
このとき、ローパスフィルタ１１０、１１１は、Ａ相出力７１とＢ相出力７２の高域成分に減衰を与え、レベル変化を緩やかにし、チャタリングが除去されたＡ’パルス信号１１２、Ｂ’パルス信号１１３を出力する働きをし、シュミットトリガ回路１１４、１１５は、Ａ’パルス信号１１２、Ｂ’パルス信号１１３を入力して、急峻な立上りと立下りを持ったＡ”パルス信号１１６、Ｂ”パルス信号１１７に整形する働きをする。
【００４１】
そこで、これらシュミットトリガ回路１１４、１１５から出力されるＡ”パルス信号１１６とＢ”パルス信号１１７を、ＣＰＵ６７のポートに入力し、これにより、ＣＰＵ６７は、Ｂ”パルス信号１１７を割込み入力として、Ａ”パルス信号１１６のレベルを読取るようにする。
【００４２】
そして、図示のように、Ｂ”パルス信号１１７の立上りによる割込み時にＡ”パルス信号１１６のレベルが“Ｈ”であった場合、位置管理用のカウンタをカウントアップし、Ｂ”パルス信号１１７の立下りによる割込み時にＡ”パルス信号１１６のレベルが“Ｈ”であった場合にはカウントダウンするのである。
【００４３】
この場合、ＣＰＵ６７の割込み周期Ｔｓ１０４は、エンコーダ出力信号の周期Ｔｅの１／２、すなわち（Ｔｓ＝Ｔｅ／２）となる。
【００４４】
なお、本件に関連する先行特許文献は見つけられなかった。
【００４５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、撮像方向をプリセット動作した後、待機状態に入ったときの電力消費について配慮がされておらず、省電力化に問題があった。
【００４６】
このようなビデオカメラを用いた監視システムでは、撮像方向を一旦、プリセットした後、撮像を中止して待機状態（スタンバイ状態）にし、必要に応じて撮像を開始するという使い方をする場合があるが、このとき、従来技術では、パルスモータの電源がそのまま保持されるようにしている。
【００４７】
これは、このようなカメラ装置では、突風などにより、カメラに何らかの力が加わったとき、カメラの撮像方向がプリセット位置からずれて脱調してしまう虞れがある。そこで、このようにカメラに力が加わったときでも、それに対抗して撮像方向が保持できるように、待機中もパルスモータに通電し、停止トルクを発生させておく必要があるからである。
【００４８】
そして、この結果、従来技術では、待機中もパルスモータに通電されていて、電力が消費されていることになり、従って、省電力化に問題が生じてしまうのである。
【００４９】
また、上記従来技術は、エンコーダのチャタリング除去方法の可否についての配慮がされているとは言えず、以下の問題があった。
【００５０】
従来技術では、エンコーダのチャタリングを除去するため、チャタリング期間よりも長い間隔でサンプリングしたり、或いはローパスフィルタを使用する必要があり、このため、予めエンコーダの特性、回路構成、使用回転数などによって決まるチャタリング期間を調べておき、それに適応したサンプリング周期やローパスフィルタの時定数を決定する必要がある。
【００５１】
従って、従来技術では、使用する回路やソフトプログラムの共通化が図れないので、コスト高になるという問題がある上、このようにして設定したチャタリング期間も、経時変化などにより変化するので、誤動作の要因が残ってしまい、信頼性の保持が難しいという問題があった。
【００５２】
また、従来技術では、割込み間隔をエンコーダ出力信号の周期より短くする必要があるため、高速回転させたとき、又はサンプリング期間やローパスフィルタの時定数以上のチャタリングが発生したときに、ＣＰＵの割込み処理が間に合わなくなり、処理能力不足によるハングアップ等の誤動作やカウントもれが発生する虞れがあり、このため、ＣＰＵに高性能が要求されるので、同じくコスト高になってしまうという問題があった。
【００５３】
まず、本発明の第１の目的は、省電力化が充分に得られるようにしたビデオカメラ装置を提供することにある。
【００５４】
次に、本発明の第２の目的は、コストの上昇や信頼性の低下を伴うことなく、エンコーダのチャタリングによる影響が充分に除去できるようにした監視システム用のカメラ装置を提供することにある。
【００５５】
【課題を解決するための手段】
まず、上記第１の目的は、ビデオカメラの撮像方向が遠隔操作できるようにしたビデオカメラ装置において、ビデオカメラの撮像方向を変えるためのパルスモータに対する電力の供給経路にリレーを設け、パルスモータに対する電力の供給が、待機状態のとき前記リレーにより遮断されるようにして達成される。
【００５６】
このとき、ビデオカメラの撮像方向を管理するエンコーダが備えられ、待機状態から通常の動作状態に切換えられたとき、ビデオカメラの撮像方向が待機状態に入る前の状態に復帰するようにしても、上記目的が達成される。
【００５７】
次に、上記第２の目的は、ビデオカメラの撮像方向を検出する２相出力型のエンコーダと、当該エンコーダの検出結果に応じて前記ビデオカメラの撮像方向を制御するカメラ制御回路を備えたビデオカメラ装置において、前記カメラ制御回路は、エンコーダから出力される２相の信号の一方の信号のレベル変化点で他方の信号のレベル状態を読取った後、続く他方の信号のレベル変化点で前記一方の信号のレベル状態を読み取って回転方向を確定するようにして達成される。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による遠隔操作型ビデオカメラ装置について、図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５９】
図１は、本発明の一実施形態で、図において、４２はリレー（継電器）で、その他の構成は、図４で説明した従来技術によるビデオカメラ装置と同じである。そして、このリレー４２は、図示のように、電力ケーブル４３からモータ用電源ユニット４０に至る経路に挿入された常開接点を備え、カメラ制御回路１０により制御されるようになっている。
【００６０】
従って、この実施形態の場合、リレー４２を備え、モータ用電源ユニット４０に対する電力の供給が、カメラ制御回路１０によりオンオフ制御できるようになっている点で、図４で説明した従来技術によるカメラ装置とは異なってるが、その他の点では同じである。
【００６１】
従って、この図１の実施形態も、信号ケーブル９を介して外部から所定の制御信号を供給することにより、カメラ筐体３内にあるビデオカメラの撮像方向を図５と図６に示したように任意に遠隔制御し、所定の撮像方向にプリセットすることができる。
【００６２】
そして、このときの具体的な制御と動作についても、図４の従来技術によるカメラ装置と同じなので、具体的な説明は割愛し、以下、リレー４２による制御と動作に重点をおいて説明する。
【００６３】
まず、この図１の実施形態では、信号ケーブル９を介して外部の監視センター（図示してない）から、必要に応じて省エネ（低消費電力）モード指令がカメラ制御回路１０に入力されるようになっている。ここで、この省エネモード指令は、カメラ装置が動作モードから上記した待機状態（待機モード）になったとき現われるようになっている。
【００６４】
そして、これに応じて、カメラ制御回路１０は、この省エネモード指令に応じてリレー４２をオンオフ制御し、動作モードにあるときはリレー４２をオンに制御し、省エネモードが入力されたときには、リレー４２をオフに制御するように構成してある。
【００６５】
そこで、待機状態になって省エネモードになると、モータ用電源ユニット４０に対する電力の供給が遮断され、カメラ制御回路１０にだけ電力が供給されている状態にされ、この結果、水平回転用パルスモータ４と垂直回転用パルスモータ５には電力が供給されなくなって、無励磁状態にされる。
【００６６】
このとき、カメラ制御回路１０の電力消費量と水平回転用パルスモータ４及び垂直回転用パルスモータ５を励磁したときの電力消費量を比較してみると、後者の方が断然多いので、省エネモードにすることにより電力消費量が大幅に抑えられる。
【００６７】
ところで、この省エネモードでは、パルスモータ４、５の励磁が切られてしまうため、風などによりカメラに何らかの力が加わったとき、カメラの撮像方向がプリセット位置からずれて脱調してしまう虞れがある。
【００６８】
しかし、このときでも、カメラ制御回路１０に対する電力の供給は継続されているので、水平回転用と垂直回転用の２個の位置管理用カウンタはエンコーダのパルスによりアップダウンされていて、カメラの撮像方向、つまり方位角と仰角は常に正確に把握されている。
【００６９】
そこで、たとえカメラの撮像方向がプリセット位置からずれ、脱調していたとしても、省エネモード解除の指令が入力されたとき、カメラ制御回路１０により元のプリセット位置に容易に復帰させることができ、この後、直ちに通常の動作に入ることができる。
【００７０】
このため、カメラ制御回路１０には、省エネモードが指令された時点で２個の位置管理用カウンタの各々のカウント値を取り込んで記憶する２個のレジスタを備え、省エネモードが解除された時点で、２個の位置管理用カウンタの各々のカウント値をレジスタのそれぞれにに保持してあるカウント値と比較してプリセット位置からのずれ量を検出し、このずれ量に対応した個数のパルスを各パルスモータ４、５に供給するように構成してある。
【００７１】
そこで、この図１に示した実施形態によれば、待機状態から通常の動作状態にしたときは、常に確実に元のプリセット位置が保持されていていることになり、この結果、この実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
【００７２】
第１に、待機状態でパルスモータをホールドさせるための電流が不要になるため、例えば低消費電力が求められるエコロジー発電装置である太陽光発電、風力発電などの電源と組合せた場合、それら発電装置の出力容量が少なくてすむ。
【００７３】
第２に、待機モードでパルスモータの電源を遮断しても、再起動時に再度イニシャル動作を行い回転位置を読取る必要がないため、例えばセンサによって異常を検知した時、直ちにカメラからの映像の監視や記録が開始できる。
【００７４】
第３に、プリセット動作中に脱調が発生したときでも、再度イニシャル動作を行う必要がないため、必要な映像を逃すことがない。
【００７５】
次に、この実施形態におけるエンコーダ１５、１６の信号処理について、図２により説明する。ここで、この図２に示した信号処理回路は、上記した図７、又は図９の従来技術において、ＣＰＵ６７がＡ相出力７１とＢ相出力７２を受け入れるための入力回路に相当する。
【００７６】
そして、この図２において、まずＤＦＦ（遅延フリップフロップ）５１、５２は非同期入力を同期化させるためのフリップフロップで、次にＤＦＦ５３、５４はメタステーブル（ｎｅｔａ−ｓｔａｂｌｅ）の発生を抑えるためのフリップフロップであり、これらはクロックＣＬＫ７０で同期がとられている。なお、このクロックＣＬＫ７０は、図７の従来技術におけるサンプリングクロックとは異なり、単に後段の論理回路と同期を取るだけのものである。
【００７７】
次に、ＤＦＦ５５、５６は、ＣＫ入力の立上り時点でＤ入力が“Ｈ”であった場合、Ｑ出力を“Ｈ”にするためのフリップフロップで、ＯＲゲート５９、６０は、ＤＦＦ５５、５６の一方のＱ＿出力が“Ｌ”、つまりＱ出力が“Ｈ”であった場合、又はＤＦＦ５３のＱ＿出力が“Ｌ”のとき、他方のＤＦＦのＱ出力を“Ｌ”にする論理和回路である。
【００７８】
次に、ＤＦＦ６１、６２は、ＣＫ入力の立上り時点でＤ入力が“Ｈ”になっていたとき、そのＱ出力を“Ｈ”にするフリップフロップで、ＡＮＤゲート６３は、ＤＦＦ５３のＱ＿出力７５とＤＦＦ５４のＱ出力７４の双方が“Ｈ”となったとき、その立上り時点でＤＦＦ６１に当該ＤＦＦ６１のＤ入力を取り込ませ、且つＤＦＦ６２のＱ出力を“Ｌ”にするための信号を発生する論理積回路である。
【００７９】
同じくＡＮＤゲート６４は、ＤＦＦ５３のＱ＿出力７５とＤＦＦ５４のＱ＿出力７６の双方が“Ｈ”となったとき、その立上り時点でＤＦＦ６１に当該ＤＦＦ６１のＤ入力を取り込ませ、且つＤＦＦ６２のＱ出力を“Ｌ”にするための信号を発生する論理積回路で、インバータ６５、６６は、ＡＮＤゲート６３、６４の出力とＤＦＦ６１、６２のＲＳＴ＿入力の論理を合わせるための反転回路である。
【００８０】
そして、これらＤＦＦ６１、６２のＱ出力がＣＰＵ６７のポートにそのまま入力され、これによりＣＰＵ６７は、これらＤＦＦ６１、６２の出力信号の立上りにより位置管理用カウンタを制御し、ＤＦＦ６１のＱ出力８３でカウントアップし、ＤＦＦ６２のＱ出力８４でカウントダウンしてビデオカメラの撮像方向を検出し、管理することになる。
【００８１】
次に、この図２の回路の動作について、図３により説明する。なお、このときも、水平回転用エンコーダ１５の読取回路と垂直回転用エンコーダ１６の読取回路は同じであるので、いずれか一方を代表して説明する。
【００８２】
図３のタイムチャートにおいて、まず、ここでも期間ＣＷは時計回り方向での回転のタイミングを表わし、期間ＣＣＷは反時計回り方向での回転のタイミングを表わしている。
【００８３】
まず、この図３のタイムチャートでは、一番上にタイミング用のクロックＣＬＫ７０が示されているが、これは、図７の従来技術におけるサンプリングクロックとは異なり、単に後段の論理回路と同期を取るだけのものであることは、前述の通りである。
【００８４】
そして、ここでも、エンコーダのＡ相出力７１とＢ相出力７２は、図示のように位相がずれていて、このタイミングによって回転方向が判別されるようになっている点と、これらには、何れもチャタリングを伴っている点は、図７の従来技術の場合と同じである。
【００８５】
ここで、これらＡ相出力７１とＢ相出力７２は、図２に示したように、ＤＦＦ５１、５２、５３、５４によってクロックＣＬＫ７０の立上りタイミングに同期化され、Ａ信号７３、Ｂ信号７４と、それぞれの反転論理であるＡ＿信号７５、Ｂ＿信号７６が出力される。
【００８６】
ここで、まずＤＦＦ５５は、ＣＷ方向の回転を認識する働きをし、このため、Ｂ信号７４の立上り時点でＡ信号７３をラッチする。そうすると、ＤＦＦ５３のＡ信号７３が期間ＣＷでは“Ｈ”であるので、このときＤＦＦ５５の▲１▼出力信号７７は“Ｈ”を示し、期間ＣＣＷ９２ではＡ信号７３が“Ｌ”なので、▲１▼出力信号７７は“Ｌ”を出力している。
【００８７】
このとき、ＤＦＦ５５のリセットは、Ｂ信号７４の立上りと離れたタイミングにする必要があるので、ＯＲゲート５９の▲３▼出力信号７９の“Ｌ”期間にリセットされ、▲１▼出力信号７７が“Ｌ”となる。
【００８８】
更にまた、このＤＦＦ５５は、Ａ信号７３が“Ｌ”になったときは必ずリセットされ、且つＤＦＦ５６がＣＣＷ方向の回転を認識した時点ではＣＷ方向の回転を認識しないようにするため、このときはＤＦＦ５５をリセット信号でマスクしている。
【００８９】
これは、ＤＦＦ５３のＡ信号７３が“Ｈ”のとき、一度だけ、ＣＷ方向かＣＣＷ方向のいずれか一方だけを認識し、これによりチャタリングをなくすことができるようにするためである。
【００９０】
同様に、ＤＦＦ５６は、ＣＣＷ方向の回転を認識するためのフリップフロップであり、動作はＤＦＦ５５と同じであるが、ラッチのタイミングがＢ信号７４の立下がり時点になる。
【００９１】
次に、ＤＦＦ６１は、ＤＦＦ５５の出力結果から、▲７▼で示すＣＷ方向でのカウントアップ信号８３を発生させるためのフリップフロップで、このためＣＷ方向の回転期間でＢ信号７４が“Ｈ”の状態のとき、Ａ信号７３が立下がった時点でＤＦＦ５５の▲１▼出力信号７７の“Ｈ”をラッチし、同じく“Ｈ”を出力してカウントアップ信号８３とする。
【００９２】
このとき、ＣＣＷ方向の回転では、ＤＦＦ５５の▲１▼出力信号７７が“Ｌ”であるので関係ない。また、リセットはＡ信号７３の立下りとはタイミングが離れている必要があり、Ａ信号７３とＢ信号７４が両方“Ｌ”となった期間で行う。ここでＤＦＦ６１の▲５▼ＣＫ入力８１と▲１▼出力信号７７のタイミングは、ＤＦＦ５５の入出力遅延分、この▲１▼出力信号７７が遅れることによりホールド時間が確保されていることになる。
【００９３】
同様にＤＦＦ６２もＤＦＦ５６の出力結果から、▲８▼で示すＣＣＷ方向でのカウントダウン信号８４を発生させるためのフリップフロップであり、従って動作はＤＦＦ６１と同じであるが、ラッチのタイミングは、ＤＦＦ５４のＢ出力信号７４が“Ｌ”の状態で、Ａ出力信号７３が立下がった時点となる。
【００９４】
そして、ＣＰＵ６７はＤＦＦ６１の▲７▼出力をカウントアップ信号８３として入力し、ＤＦＦ６２の▲８▼出力をカウントダウン信号８４として入力し、各々の立上りを割込み信号として位置管理用のカウンタのカウントアップとカウントダウンを実行するのである。
【００９５】
ここで、以上の動作についてみると、これは、Ｂ相（エンコーダのＢ相出力７２）の立上りでＡ相（エンコーダのＡ相出力７１）が“Ｈ”の場合、カウントアップであることをＤＦＦ５５で仮決定し、次のＡ相の立下りでＢ相が“Ｈ”になったらＤＦＦ６１でカウントアップであることを最終決定するが、このときＡ相の立下りで、もしもＢ相が“Ｌ”であったなら、仮決定は無効にするという処理が得られていることになる。
【００９６】
同様に、これは、Ｂ相（エンコーダのＢ相出力７２）の立下りでＡ相（エンコーダのＡ相出力７１）が“Ｈ”の場合、カウントダウンであることをＤＦＦ５６で仮決定し、次のＡ相の立下りでＢ相が“Ｌ”になったらＤＦＦ６２でカウントダウンであることを最終決定するが、このときＡ相の立下りで、もしもＢ相が“Ｈ”であったなら、仮決定は無効にするという処理が得られていることになる。
【００９７】
そこで、この図２の実施形態によれば、ＣＰＵ６７には、図３に示すように、何れもチャタリングのないＣＷ方向でのカウントアップ信号８３とＣＣＷ方向でのカウントダウン信号８４がそれぞれ入力されることになり、この結果、ＣＰＵ６７によるＡ相出力７１とＢ相出力７２のサンプリングに支障が生じてしまう虞れがなくなり、撮像方向の把握が正確に得られることになる。
【００９８】
そして、このときのＣＰＵ６７の割込み周期Ｔｓ１０５は、図３から明らかなように、エンコーダ出力信号の周期Ｔｅ１０４と同じ、つまり（Ｔｓ＝Ｔｅ）になることが判る。
【００９９】
従って、この図２の実施形態によれば、チャタリングのない信号をＣＰＵ６７に入力させることができ、このときＡ相とＢ相の一方が変化しただけでは割込みが発生しないので、ＣＰＵ６７ではチャタリング対策を施す必要がない。
【０１００】
また、この図２の実施形態では、割込み周期がエンコーダ出力信号の周期と同じになり、割込み処理間隔が従来技術のときより長くなるので、処理能力不足によるハングアップやカウント落ちによる誤動作の虞れをなくすことができる。
【０１０１】
更に、この図２の実施形態によれば、チャタリング期間よりも長い間隔でサンプリングしてエンコーダのチャタリングを除去したり、或いはローパスフィルタを使用してチャタリングを除去したりする必要がない。
【０１０２】
従って、予めエンコーダの特性、回路構成、使用回転数などによって決まるチャタリング期間を調べておき、それに適応したサンプリング周期やローパスフィルタの時定数を決定したりする必要もない。
【０１０３】
この結果、この図２の実施形態によれば、使用する回路やソフトプログラムの共通化が容易になり、コストが抑えられる上、経時変化の虞れもないので、信頼性の保持も容易である。
【０１０４】
また、この図２の実施形態では、割込み間隔がエンコーダ出力信号の周期と同程度で済むので、サンプリング期間やローパスフィルタの時定数以上のチャタリングが発生したときでも、ＣＰＵの割込み処理が間に合わなくなってしまう虞れが少なくなり、この結果、高性能のＣＰＵが不要になり、コストを抑えることができる。
【０１０５】
【発明の効果】
本発明によれば、待機中の電力消費を抑えることができるので、省エネ化を容易に図ることができる。
【０１０６】
また、本発明によれば、エンコーダのチャタリングによる影響が充分に除去できるので、コストの上昇や信頼性の低下を伴うことなく大きなコスト削減が得られることになる。
【０１０７】
すなわち、本発明によれば、チャタリングを除去するためにチャタリング期間よりも長い間隔でサンプリングしたり、ローパスフィルタを使用したりする必要が無い。
【０１０８】
このため、予めエンコーダの特性、回路構成、使用回転数等によって決まるチャタリング期間を調べ、それに適応したサンプリング周期、ローパスフィルタの時定数を決定するなどの必要がなく、従って、回路、ソフトプログラムの共通化が図れる。
【０１０９】
更に、本発明によれば、割込み間隔がエンコーダ出力信号の周期と同じで、且つＡ相、Ｂ相の一方の変化だけでは割込みが発生しないため、特に高速回転時、又は変化点で停止した場合や低速時の振動等によるチャタリングが発生した場合でも、ＣＰＵの割込み処理が間に合い、処理能力不足によるハングアップ等の誤動作やカウントもれが発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるビデオカメラ装置の一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】本発明によるビデオカメラ装置の一実施形態における信号処理回路の一例を示す回路図である。
【図３】本発明によるビデオカメラ装置の一実施形態における信号処理回路の動作を説明するためのタイミング図である。
【図４】従来技術によるビデオカメラ装置の一例を示す全体構成図である。
【図５】ビデオカメラ装置による撮像方向の制御の一例を示す説明図である。
【図６】ビデオカメラ装置による撮像方向の制御の他の一例を示す説明図である。
【図７】従来技術によるビデオカメラ装置における入力信号処理回路の一例を示す回路図である。
【図８】従来技術によるビデオカメラ装置における入力信号処理回路の一例の動作を説明するためのタイミング図である。
【図９】従来技術によるビデオカメラ装置における入力信号処理回路の他の一例を示す回路図である。
【図１０】従来技術によるビデオカメラ装置における入力信号処理回路の他の一例の動作を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
１  固定部
２  水平回転部
３  カメラ筐体（カメラケース）
４  水平回転用パルスモータ
５  垂直回転用パルスモータ
６  水平回転用シャフト
７  水平回転用ウォームギヤ
８  垂直回転用シャフト
９  信号ケーブル
１０  カメラ制御回路
１３  垂直回転用ベルト
１５  水平回転用エンコーダ
１６  垂直回転用エンコーダ
４０  モータ制御回路用電源ユニット
４１  カメラ制御回路用電源ユニット
４２  リレー（常開接点型継電器）
４３  電力ケーブル
４４  原点位置読取用センサ（水平回転用）
４５  原点位置読取用センサ（垂直回転用）
４６  水平回転用モータ駆動回路
４７  垂直回転用モータ駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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