(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転の基準となる原点位置を検出するための原点検出装置において、
前記回転体に設けられた回転側原点位置が、前記回転体が固定された固定部に設けられた固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を出力する原点検出センサと、
前記回転体の回転位置に対応させたレベルの位置検出信号を出力する位置検出センサと、
あらかじめ、前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記位置検出センサから出力された第１の位置検出信号のレベルを記憶した記憶手段と、
前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記位置検出センサから出力された第２の位置検出信号のレベルと、前記記憶手段に記憶された前記第１の位置検出信号のレベルとを比較して、前記第２の位置検出信号のレベルが前記第１の位置検出信号のレベルとなる位置を前記原点位置として設定する原点設定手段とを、
備えたことを特徴とする原点検出装置。
【請求項２】
前記位置検出信号は、前記回転体の回転位置に対応させたレベルのサイン波又はコサイン波のいずれかによる信号であることを特徴とする請求項１記載の原点検出装置。
【請求項３】
回転体の回転の基準となる原点位置を検出するための原点検出装置において、
前記回転体に設けられた回転側原点位置が、前記回転体が固定された固定部に設けられた固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を出力する原点検出センサと、
前記回転体の回転位置に対応させたレベルのサイン波及びコサイン波による２相の位置検出信号を出力する位置検出センサと、
前記出力された位置検出信号からアークタンジェント信号を計算するアークタンジェント計算手段と、
あらかじめ、前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記アークタンジェント計算手段により計算された第１のアークタンジェント信号のレベルを記憶した記憶手段と、
前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記アークタンジェント計算手段により計算された第２のアークタンジェント信号のレベルと、前記記憶手段に記憶された第１のアークタンジェント信号のレベルとを比較して、前記第２のアークタンジェント信号のレベルが前記第１のアークタンジェント信号のレベルとなる位置であって、かつ前記第２のアークタンジェント信号のレベルに最も近い位置を前記原点位置として設定する原点設定手段とを、
備えたことを特徴とする原点検出装置。
【請求項４】
回転体の回転の基準となる原点位置を検出するための原点検出方法において、
あらかじめ、前記回転体に設けられた回転側原点位置が、前記回転体が固定された固定部に設けられた固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を生成すると共に、前記回転体の回転位置に対応させたレベルの第１の位置検出信号を生成する第１ステップと、
前記第１ステップにおいて生成された第１の位置検出信号を記憶する第２ステップとを有する一方、
前記回転体の回転側原点位置が、前記固定部の固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を生成すると共に、前記回転体の回転位置に対応させたレベルの第２の位置検出信号を生成する第３ステップと、
前記第３ステップにおいて生成された第２の位置検出信号のレベルと、前記第２ステップにおいて記憶された第１の位置検出信号のレベルとを比較して、前記第２の位置検出信号のレベルが前記第１の位置検出信号のレベルとなる位置を前記原点位置として設定する第４ステップとを、
有したことを特徴とする原点検出方法。
【請求項５】
前記位置検出信号は、前記回転体の回転位置に対応させたレベルのサイン波又はコサイン波のいずれかによる信号であることを特徴とする請求項４記載の原点検出方法。
【請求項６】
回転体の回転の基準となる原点位置を検出するための原点検出方法において、
あらかじめ、前記回転体に設けられた回転側原点位置が、前記回転体が固定された固定部に設けられた固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を生成すると共に、前記回転体の回転位置に対応させたレベルのサイン波及びコサイン波による２相の位置検出信号を生成する第１ステップと、
前記第１ステップにおいて生成された位置検出信号から第１のアークタンジェント信号を計算する第２ステップと、
前記第２ステップにおいて計算された第１のアークタンジェント信号を記憶する第３ステップとを有する一方、
前記回転体の回転側原点位置が、前記固定部の固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を生成すると共に、前記回転体の回転位置に対応させたレベルのサイン波及びコサイン波による２相の位置検出信号を生成する第４ステップと、
前記第４ステップにおいて生成された位置検出信号から第２のアークタンジェント信号を計算する第５ステップと、
前記第５ステップにおいて計算された第２のアークタンジェント信号のレベルと、前記第３ステップにおいて記憶された第１のアークタンジェント信号のレベルとを比較して、前記第２のアークタンジェント信号のレベルが前記第１のアークタンジェント信号のレベルとなる位置であって、かつ前記第２のアークタンジェント信号のレベルに最も近い位置を前記原点位置として設定する第６ステップとを、
有したことを特徴とする原点検出方法。
【請求項７】
直線方向に移動する移動体の移動基準となる原点位置を検出するための原点検出装置において、
前記移動体に設けられた原点位置が、前記移動体が固定された固定部に設けられた固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を出力する原点検出センサと、
前記移動体の移動位置に対応させたレベルのサイン波及びコサイン波による２相の位置検出信号を出力する位置検出センサと、
前記出力された位置検出信号からアークタンジェント信号を計算するアークタンジェント計算手段と、
あらかじめ、前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記アークタンジェント計算手段により計算された第１のアークタンジェント信号のレベルを記憶した記憶手段と、
前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記アークタンジェント計算手段により計算された第２のアークタンジェント信号のレベルと、前記記憶手段に記憶された第１のアークタンジェント信号のレベルとを比較して、前記第２のアークタンジェント信号のレベルが前記第１のアークタンジェント信号のレベルとなる位置であって、かつ前記第２のアークタンジェント信号のレベルに最も近い位置を前記原点位置として設定する原点設定手段とを、
備えたことを特徴とする原点検出装置。
【請求項８】
回転体又は直線方向に移動する移動体の移動基準となる原点位置を検出するための原点検出装置において、
前記回転体又は前記移動体の位置に対応させたシーケンス番号に基づいて前記回転体を回転させ、又は前記移動体を移動させるステッピングモータと、
前記回転体又は前記移動体に設けられた原点位置が、前記回転体又は前記移動体が固定された固定部に設けられた固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を出力する原点検出センサと、
あらかじめ、前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記ステッピングモータの第１のシーケンス番号を記憶した記憶手段と、
前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記ステッピングモータの第２のシーケンス番号と、前記記憶手段に記憶された前記第１のシーケンス番号とを比較して、前記第２のシーケンス番号が前記第１のシーケンス番号となる位置を前記原点位置として設定する原点設定手段とを、
備えたことを特徴とする原点検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体又は直線方向に移動する移動体の原点位置を検出するための原点検出装置及び原点検出方法に係り、特に監視用ドーム形状カメラなどに用いて好適な原点検出装置及び原点検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
街頭、遊技場、マンションなどにおける監視用途としてのカメラが一般的に普及している。また、治安への不安から個人住宅においても監視用途としてのカメラが設置されるようになってきた。監視用カメラの外観としては、箱型形状とドーム形状のものがよく知られている。ドーム形状は人が監視されているという印象を緩和し、かつ外観的に違和感のないよう配慮されたものである。
【０００３】
図３に監視用ドーム形状カメラ１の形状例を示す。カメラ１のベース部２は天井などに固定され、レンズ４を含めた撮像部（不図示）がパン及びチルト方向に移動して撮影する。そして、レンズ４と撮像部はドームカバー３で覆われている。広い範囲を監視するときは複数のカメラを設置すればよいが、一台のカメラでより広範囲を監視できればさらによい。そこでパン方向は３６０度のエンドレス回転が主流となり、チルト方向についても移動範囲は従来約９０度であったものが１８０度の範囲を要求されるようになった。このパン及びチルト駆動を行う手段としてＤＤ（Direct Drive）モータが使用されている。監視において対象物に対して速やかに撮像部を向け、かつ撮像ポイントを精度良く確定することが求められる。
【０００４】
カメラ１のパン及びチルト駆動を行うために、回転体の位置を検出して位置制御するためのセンサとして、ＭＲ（MagnetoResistance）センサやロータリ・エンコーダなどが用いられている。しかし、これらのセ ンサは回転方向の原点を検出できないので、別途に原点を検出する手段を設ける必要がある。この手段として、回転体などにフォトインタラプタなどの原点検出センサを備え、電源投入時に回転体をダミー回転させて原点検出センサの出力を得たポイントを原点として設定することが行われる。その後、パン及びチルト駆動は、この設定された原点を基準にして、位置検出センサを用いて位置制御される。したがって、原点の位置精度がパン及びチルト駆動の位置精度にも大きく影響することとなる。
【０００５】
ここで、位置精度を向上させる先行技術が下記の特許文献１に開示されている。下記の特許文献１には、シンクロナスモータにて回転駆動される回転体を備えて、この回転体に形成された開口の位置により、複数の流路選択を行うロータリ弁において、回転体の原点復帰を検出するためのフォトインタラプタを用いた原点検出センサと、この原点検出センサの出力を電源周波のゼロクロス時点で取り込んでモータの駆動制御を行う制御回路とを備えたロータリ弁を用いることにより、流路切換用の回転体の回転位置制御を精度よく行うことが可能な技術について記載されている。
【特許文献１】特開平６−２６５０４０号公報（要約書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術のように原点検出センサにフォトインタラプタを使用している場合、フォトインタラプタは、温度や経時変化によって感度が変化するため、これにより原点位置がずれやすいという問題があった。特に、上記従来技術を用いて監視カメラのパン・チルト駆動の原点位置の検出を行う場合、監視カメラの設置環境や運転条件によっては原点位置の検出精度が悪化しやすくなる。すなわち、監視カメラは、屋内のみならず屋外にも設置される場合があると共に、長期間にわたって設置運転される場合が多いという厳しい動作条件を伴うため、フォトインタラプタのみを用いた原点位置の検出手段には原点位置の精度確保という点において問題があった。また、ズームレンズやフォーカスレンズなどの直線方向に移動する移動体の原点位置を、フォトインタラプタのみを用いて検出する場合にも同様な問題があった。
【０００７】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、原点検出センサの検出レベルが変化しても原点位置を高精度で検出することでき、ひいてはこの原点位置から高精度に位置制御することができる原点検出装置及び原点検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために、回転体の回転の基準となる原点位置を検出するための原点検出装置において、
前記回転体に設けられた回転側原点位置が、前記回転体が固定された固定部に設けられた固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を出力する原点検出センサと、
前記回転体の回転位置に対応させたレベルの位置検出信号を出力する位置検出センサと、
あらかじめ、前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記位置検出センサから出力された第１の位置検出信号のレベルを記憶した記憶手段と、
前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記位置検出センサから出力された第２の位置検出信号のレベルと、前記記憶手段に記憶された前記第１の位置検出信号のレベルとを比較して、前記第２の位置検出信号のレベルが前記第１の位置検出信号のレベルとなる位置を前記原点位置として設定する原点設定手段とを、
備えたことを特徴とする。
【０００９】
また本発明は上記目的を達成するために、回転体の回転の基準となる原点位置を検出するための原点検出装置において、
前記回転体に設けられた回転側原点位置が、前記回転体が固定された固定部に設けられた固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を出力する原点検出センサと、
前記回転体の回転位置に対応させたレベルのサイン波及びコサイン波による２相の位置検出信号を出力する位置検出センサと、
前記出力された位置検出信号からアークタンジェント信号を計算するアークタンジェント計算手段と、
あらかじめ、前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記アークタンジェント計算手段により計算された第１のアークタンジェント信号のレベルを記憶した記憶手段と、
前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記アークタンジェント計算手段により計算された第２のアークタンジェント信号のレベルと、前記記憶手段に記憶された第１のアークタンジェント信号のレベルとを比較して、前記第２のアークタンジェント信号のレベルが前記第１のアークタンジェント信号のレベルとなる位置であって、かつ前記第２のアークタンジェント信号のレベルに最も近い位置を前記原点位置として設定する原点設定手段とを、
備えたことを特徴とする。
【００１０】
また本発明は上記目的を達成するために、回転体の回転の基準となる原点位置を検出するための原点検出方法において、
あらかじめ、前記回転体に設けられた回転側原点位置が、前記回転体が固定された固定部に設けられた固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を生成すると共に、前記回転体の回転位置に対応させたレベルの第１の位置検出信号を生成する第１ステップと、
前記第１ステップにおいて生成された第１の位置検出信号を記憶する第２ステップとを有する一方、
前記回転体の回転側原点位置が、前記固定部の固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を生成すると共に、前記回転体の回転位置に対応させたレベルの第２の位置検出信号を生成する第３ステップと、
前記第３ステップにおいて生成された第２の位置検出信号のレベルと、前記第２ステップにおいて記憶された第１の位置検出信号のレベルとを比較して、前記第２の位置検出信号のレベルが前記第１の位置検出信号のレベルとなる位置を前記原点位置として設定する第４ステップとを、
有したことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は上記目的を達成するために、回転体の回転の基準となる原点位置を検出するための原点検出方法において、
あらかじめ、前記回転体に設けられた回転側原点位置が、前記回転体が固定された固定部に設けられた固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を生成すると共に、前記回転体の回転位置に対応させたレベルのサイン波及びコサイン波による２相の位置検出信号を生成する第１ステップと、
前記第１ステップにおいて生成された位置検出信号から第１のアークタンジェント信号を計算する第２ステップと、
前記第２ステップにおいて計算された第１のアークタンジェント信号を記憶する第３ステップとを有する一方、
前記回転体の回転側原点位置が、前記固定部の固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を生成すると共に、前記回転体の回転位置に対応させたレベルのサイン波及びコサイン波による２相の位置検出信号を生成する第４ステップと、
前記第４ステップにおいて生成された位置検出信号から第２のアークタンジェント信号を計算する第５ステップと、
前記第５ステップにおいて計算された第２のアークタンジェント信号のレベルと、前記第３ステップにおいて記憶された第１のアークタンジェント信号のレベルとを比較して、前記第２のアークタンジェント信号のレベルが前記第１のアークタンジェント信号のレベルとなる位置であって、かつ前記第２のアークタンジェント信号のレベルに最も近い位置を前記原点位置として設定する第６ステップとを、
有したことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は上記目的を達成するために、直線方向に移動する移動体の移動基準となる原点位置を検出するための原点検出装置において、
前記移動体に設けられた原点位置が、前記移動体が固定された固定部に設けられた固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を出力する原点検出センサと、
前記移動体の移動位置に対応させたレベルのサイン波及びコサイン波による２相の位置検出信号を出力する位置検出センサと、
前記出力された位置検出信号からアークタンジェント信号を計算するアークタンジェント計算手段と、
あらかじめ、前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記アークタンジェント計算手段により計算された第１のアークタンジェント信号のレベルを記憶した記憶手段と、
前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記アークタンジェント計算手段により計算された第２のアークタンジェント信号のレベルと、前記記憶手段に記憶された第１のアークタンジェント信号のレベルとを比較して、前記第２のアークタンジェント信号のレベルが前記第１のアークタンジェント信号のレベルとなる位置であって、かつ前記第２のアークタンジェント信号のレベルに最も近い位置を前記原点位置として設定する原点設定手段とを、
備えたことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は上記目的を達成するために、回転体又は直線方向に移動する移動体の移動基準となる原点位置を検出するための原点検出装置において、
前記回転体又は前記移動体の位置に対応させたシーケンス番号に基づいて前記回転体を回転させ、又は前記移動体を移動させるステッピングモータと、
前記回転体又は前記移動体に設けられた原点位置が、前記回転体又は前記移動体が固定された固定部に設けられた固定側原点位置を通過したときに原点検出信号を出力する原点検出センサと、
あらかじめ、前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記ステッピングモータの第１のシーケンス番号を記憶した記憶手段と、
前記原点検出センサから原点検出信号が出力されたときの、前記ステッピングモータの第２のシーケンス番号と、前記記憶手段に記憶された前記第１のシーケンス番号とを比較して、前記第２のシーケンス番号が前記第１のシーケンス番号となる位置を前記原点位置として設定する原点設定手段とを、
備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、あらかじめ、原点検出センサが原点検出信号を出力したときに位置検出センサが出力した位置検出信号のレベルを検出して記憶しておき、その後の運用時においては、この記憶されたレベルに位置検出信号のレベルがなった時点を原点として検出するので、原点検出センサの検出精度が変化しても原点位置を高精度で検出することでき、ひいてはこの原点位置から高精度で位置制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明が適用された第１の実施の形態である回転駆動装置の構成を示すブロック図、図２は図１における主要信号を示す波形図である。図１において、回転駆動装置の主要部は、回転体１１と、モータ１２と、フォトインタラプタ１３と、２相のＭＲセンサ１４と、位置制御ブロック２０とを備えている。そして、位置制御ブロック２０は、Ａ／Ｄ変換器２１と、アークタンジェント計算部２２と、ホールド部２３と、メモリ２４と、比較部２５と、原点設定部２６とを有する。回転駆動装置は、例えば、監視カメラを回転体１１に取り付けて、モータ１２により回転体１１を回転駆動させることにより、監視カメラをパン方向又はチルト方向への回転させることができるものである。
【００１６】
モータ１２は不図示のドライバからの信号により回転方向及び回転速度が指示されて、回転体１１を回転させる。回転体１１は円周方向に着磁されており、ＭＲセンサ１４が回転体１１の着磁部を検出して、２相（sinθ、cosθ）のＭＲ信号を位置検出信号としてＡ／Ｄ変換器２１を経由してアークタンジェント計算部２２に出力する。さらに、回転体１１には、原点位置を検出するためのフォトインタラプタ１３が設けられ、回転体１１の原点位置に設けられた舌状部材１１ａがフォトインタラプタ１３を通過すると、フォトインタラプタ１３から原点検出信号がトリガ信号としてアークタンジェント計算部２２に出力される。位置制御ブロック２０は、ＭＲ信号に基づいて回転体１１の位置制御を行うが、位置制御において必要となる原点を、フォトインタラプタ１３からの原点検出信号とＭＲセンサ１４からの位置検出信号とに基づいて設定する。
【００１７】
次に図２を参照しながら回転駆動装置の動作について説明する。図２（ａ）は回転位置（角度θ）に対応したフォトインタラプタ１３の出力電圧の変化を示した図である。フォトインタラプタ１３には、公知であるように発光素子と受光素子が離間して配置されており、発光素子と受光素子の間に舌状部材１１ａが位置しないときには受光素子が発光素子の光を受光して一定レベルＬの信号を出力する。そして、発光素子と受光素子の間を舌状部材１１ａが通過するときは、発光素子の光をインタラプトして受光素子の出力信号レベルが上昇するので、所定レベル（同図のａ点）まで上昇した状態を原点として検出することができる。
【００１８】
図２（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、回転位置（角度θ）に対応したＭＲセンサ１４の２相（sinθ、cosθ）のＭＲ信号の変化を示し、原点から終点までの間で複数回の周期を表した図である。図２（ｄ）は回転位置（角度θ）に対応した、２相（sinθ、cosθ）のＭＲ信号のアークタンジェントデータの変化を示し、同じく原点から終点までの間で複数回の周期を表した図である。ここで、アークタンジェントデータは、（π／２）＋ｎπ（単位はラジアン、ｎは０以上の整数）で断続的になるが、その点で振幅分のデータを加算することで直線とし、角度θ（位置）に比例するデータとしている。この直線上の任意のデータ（目標値）を設定することで、モータ１２の位置サーボがかかるよう構成されている。
【００１９】
従来の位置制御装置では、図２（ａ）に示すようにフォトインタラプタ１３の出力電圧が所定のレベルまで上昇したら、その時点を原点ａとして設定していた。そのため、環境温度や経時変化によりフォトインタラプタ１３の感度が変動すると、図２（ａ）に示すように原点位置ａがａ→ｂ又はａ→ｃにずれるという問題があった。
【００２０】
そこで、本実施の形態の回転駆動装置では、フォトインタラプタ１３による原点検出機能に加えて、モータ１２又はモータ１２にて駆動される回転体１１に設けられた着磁部をＭＲセンサ１４によって検出し、ＭＲ電圧（sinθ／cosθ）のアークタンジェントをアークタンジェント計算部２２で計算することにより回転体１１の回転位置を検出する機能を併せもち、フォトインタラプタ１３による原点が変化した場合に原点位置を補正することを特徴とする。まず、セットアップ時において、フォトインタラプタ１３の出力電圧が所定のレベルまで上昇したら、その時点のアークタンジェント値をホールド部２３でいったん保持させてメモリ２４に記憶させておく。
【００２１】
次に、通常動作時においては、フォトインタラプタ１３の出力電圧が所定のレベルまで上昇したときのアークタンジェント計算部２２の出力値と、メモリ２４に記憶されているアークタンジェント値とを比較部２５により比較し、アークタンジェント計算部２２の出力値が、メモリ２４に記憶されているアークタンジェント値になる位置であって、かつアークタンジェント計算部２２の出力に最も近い位置を原点設定部２６で原点として設定する。
【００２２】
これについて図２（ｄ）を参照して詳しく説明すると、例えばセットアップ時の原点ａでフォトインタラプタ１３の出力電圧が所定のレベルまで上昇したとする。このときのＭＲ電圧（sinθ／cosθ）のアークタンジェント値Ｄａをメモリ２４に記憶する。ここで、図２（ｄ）に示すようにアークタンジェント値は周期がπ（ラジアン）であるので、アークタンジェント値Ｄａとなる位置も同じ周期で現れる。通常動作時において温度変化によってフォトインタラプタ１３の出力電圧の変化点がａ→ｂにずれたとする。この場合、ｂ点におけるＭＲ電圧（sinθ／cosθ）のアークタンジェント値をＤｂとすると、フォトインタラプタ１３の出力電圧が所定のレベルまで上昇したときのアークタンジェント計算部２２の出力値が、メモリ２４に記憶されているアークタンジェント値Ｄａとなる位置であって、かつアークタンジェント計算部２２の出力値Ｄｂに最も近い位置ａを原点として設定する。すなわち、温度変化によって原点がずれた分（Ｄｂ−Ｄａ）だけ原点をオフセットし、セットアップ時と同じ位置ａを原点とすることを可能としている。このようにすれば、環境温度や経時変化によりフォトインタラプタ１３の感度が変動しても、原点の位置はずれることがない。
【００２３】
以上の説明から、本実施の形態によれば、原点位置の精度を向上することができるので、監視用ドーム形状カメラのパン・チルト動作などにおいて、位置精度の優れた回転体の位置制御が可能となる。
【００２４】
なお、本実施の形態では、原点と位置をそれぞれ検出する手段としてフォトインタラプタ１３とＭＲセンサ１４を使用しているが他のセンサ（例えば、フォトリフレクタ、ホール素子、ロータリ・エンコーダなどを使用してもよい。また位置データはアークタンジェント信号の代わりにサイン波又はコサイン波のような周期的な波形の信号としてもよく、また、位置検出センサとしてロータリ・エンコーダを用いてその出力パルスの原点からのカウント値を、周期のないリニヤな位置データとする場合にも適用することができる。
【００２５】
また、位置又は位置に相当する信号を検出するセンサを備えなくとも、モータ自体で位置決めが可能なステッピングモータを使用しても同様の効果が得られる。特に、取り付け精度が位置センサ又は位置決めモータの１周期内であれば、メモリをもたなくとも同様の効果が得られる。また、本実施の形態では、監視カメラが搭載された回転体を例として説明したが、直線方向に移動する移動体にも応用できる。これについては、第４の実施の形態において詳しく説明する。
【００２６】
＜第２の実施の形態＞
図４は第２の実施の形態である回転駆動装置の構成を示すブロック図である。第２の実施の形態では、図１に示すメモリ２４が省略され、代わりに現在位置の初期値として固定値４４が使用される。前述した図２を参照しながら、第２の実施の形態の回転駆動装置の動作について説明する。従来の位置制御装置では、図２（ａ）に示すようにフォトインタラプタ１３の出力電圧が所定のレベルまで上昇したら、その時点を原点ａとして設定していた。そのため、環境温度や経時変化によりフォトインタラプタ１３の感度が変動すると、図２（ａ）に示すように原点位置ａがａ→ｂ又はａ→ｃにずれるという問題があった。
【００２７】
そこで、本実施の形態の回転駆動装置では、原点検出信号を出力する原点検出センサの取り付け精度が、温度又は経時変化による変動を含め、位置に対応したレベルの位置検出信号を出力する位置検出センサの連続した周期内にある場合、すなわち図２（ａ）のａ，ｂ，ｃが 図２（ｄ）のアークタンジェントデータの１周期内に必ず収まっている場合は、任意のアークタンジェント値Ｄａを原点のアークタンジェント値と決め、固定値４４とする。通常動作時において、フォトインタラプタ１３の出力電圧が所定のレベルまで上昇したときのアークタンジェント計算部２２の出力値と、固定値４４のアークタンジェント値（＝Ｄａ）とを比較部２５により比較し、アークタンジェント計算部２２の出力値が、固定値４４のアークタンジェント値になる位置であって、かつアークタンジェント計算部２２の出力に最も近い位置を原点設定部２６で原点として設定する。
【００２８】
これについて図２（ｄ）を参照して詳しく説明すると、任意のアークタンジェント値Ｄａを固定値４４とする。ここで、図２（ｄ）に示すようにアークタンジェント値は周期がπ（ラジアン）であるので、アークタンジェント値Ｄａとなる位置も同じ周期で現れる。通常動作時において温度変化によってフォトインタラプタ１３の出力電圧の変化点がａ→ｂにずれたとする。この場合、ｂ点におけるＭＲ電圧（sinθ／cosθ）のアークタンジェント値をＤｂとすると、フォトインタラプタ１３の出力電圧が所定のレベルまで上昇したときのアークタンジェント計算部２２の出力値が、固定値４４のアークタンジェント値Ｄａとなる位置であって、かつアークタンジェント計算部２２の出力値Ｄｂに最も近い位置ａを原点として設定する。すなわち、温度変化によって原点がずれた分（Ｄｂ−Ｄａ）だけ原点をオフセットし、常に同じ位置ａを原点とすることを可能としている。このようにすれば、環境温度や経時変化によりフォトインタラプタ１３の感度が変動しても、原点の位置はずれることがない。
【００２９】
＜第３の実施の形態＞
図５は第３の実施の形態である回転駆動装置の構成を示すブロック図、図６は図５における主要信号を示す波形図である。図５において、回転駆動装置の主要部は、回転体１１と、ステッピングモータ５２と、フォトインタラプタ１３と、位置制御ブロック６０とを備えている。そして、位置制御ブロック６０は、モータドライブ部６１と、シーケンス制御部６２と、ホールド部６３と、メモリ６４と、比較部６５と、原点設定部６６とを有する。回転駆動装置は、例えば、監視カメラを回転体１１に取り付けて、ステッピングモータ５２により回転体１１を回転駆動させることにより、監視カメラをパン方向又はチルト方向への回転させることができるものである。
【００３０】
ステッピングモータ５２は、シーケンス番号に従って一定角度で回転するもので、本実施の形態では図６に示すように、シーケンス番号は１〜１６とし、例えばシーケンス番号が１→２→３→４・・・と進むと、ステッピングモータ５２はステップ角度Δθずつ、Δθ→２Δθ→３Δθ→４Δθ・・・と回転する。またシーケンス番号が４→３→２→１・・・と変化すると、ステッピングモータ５２は逆方向に４Δθ→３Δθ→２Δθ→Δθ・・・と回転する。
【００３１】
モータドライブ部６１はシーケンス制御部６２からのシーケンス番号を受け取り、そのシーケンス番号に従ったモータ回転角度になるようステッピングモータ５２を制御する。すなわちシーケンス番号が進めばモータは正方向に回転し、シーケンス番号が後退すれば逆方向に回転する。また回転のスピードはシーケンスの進む速さによって決まる。
【００３２】
回転体１１には、原点位置を検出するためのフォトインタラプタ１３が設けられ、回転体１１の原点位置に設けられた舌状部材１１ａがフォトインタラプタ１３を通過すると、フォトインタラプタ１３から原点検出信号がトリガ信号として、シーケンス制御部６２に出力される。位置制御ブロック６０は、ステッピングモータ５２のステップ角度と等価のシーケンス番号に基づいて回転体１１の位置制御を行うが、位置制御において必要となる原点を、フォトインタラプタ１３からの原点検出信号とシーケンス番号とに基づいて設定する。
【００３３】
次に図６を参照しながら回転駆動装置の動作について説明する。図６（Ａ）は回転位置（角度θ）に対応したフォトインタラプタ１３の出力電圧の変化を示した図であり、図２（ａ）と同じである。フォトインタラプタ１３には、公知であるように発光素子と受光素子が離間して配置されており、発光素子と受光素子の間に舌状部材１１ａが位置しないときには受光素子が発光素子の光を受光して一定レベルＬの信号を出力する。そして、発光素子と受光素子の間を舌状部材１１ａが通過するときは、発光素子の光をインタラプトして受光素子の出力信号レベルが上昇するので、所定レベル（同図のａ点）まで上昇した状態を原点として検出することができる。
【００３４】
図６（Ｂ）は、回転位置（角度θ）に対応したシーケンス番号の変化を示し、原点から終点までの間で複数回の周期を表した図である。シーケンスを進めることで、モータ１２の位置を移動させる。
【００３５】
従来の位置制御装置では、図６（Ａ）に示すようにフォトインタラプタ１３の出力電圧が所定のレベルまで上昇したら、その時点を原点ａとして設定していた。そのため、環境温度や経時変化によりフォトインタラプタ１３の感度が変動すると、図６（Ａ）に示すように原点位置ａがａ→ｂ又はａ→ｃにずれるという問題があった。
【００３６】
そこで、本実施の形態の回転駆動装置では、フォトインタラプタ１３による原点検出機能に加えて、ステッピングモータ５２を動作させるためのシーケンス番号を併用し、フォトインタラプタ１３による原点が変化した場合に原点位置を補正することを特徴とする。先ず、セットアップ時において、フォトインタラプタ１３の出力電圧が所定のレベルまで上昇したら、その時点のシーケンス番号をホールド部６３でいったん保持させてメモリ６４に記憶させておく。次に、通常動作時においては、フォトインタラプタ１３の出力電圧が所定のレベルまで上昇したときのシーケンス番号と、メモリ６４に記憶されているシーケンス番号とを比較部６５により比較し、シーケンス制御部６２から出力されるシーケンス番号が、メモリ６４に記憶されているシーケンス番号であって、シーケンス制御部６２から出力されるシーケンス番号に最も近い位置を原点設定部６６で原点として設定する。
【００３７】
＜第４の実施の形態＞
図７は第４の実施の形態である駆動装置の構成を示すブロック図、図８は図７における主要信号を示す波形図である。図７において、駆動装置の主要部は、移動体７１が直線方向に移動することを除き、第１の実施の形態と同じである。モータ１２は不図示のドライバからの信号により方向及び速度が指示されて、ギア７５を介し移動体７１を直線方向に移動させる。移動体７１は例えばドーム形状の監視用カメラの不図示のフォーカスレンズやズームレンズを直線方向に移動させる。図８は、図２に対して、図８（ｂ）（ｃ）の横軸が移動体７１の直線方向の位置を表すことを除き同じであるので、詳細な説明は省略するが、検出対象の原点は、フォーカスレンズやズームレンズの原点である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明が適用された第１の実施の形態である回転駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１における主要信号を示す波形図である。
【図３】監視用ドーム形状カメラの外観図である。
【図４】本発明が適用された第２の実施の形態である回転駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明が適用された第３の実施の形態である回転駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５における主要信号を示す波形図である。
【図７】本発明が適用された第４の実施の形態である駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７における主要信号を示す波形図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１  回転体
１２  モータ
１３  フォトインタラプタ
１４  ＭＲセンサ
２０  位置制御ブロック
２１  Ａ／Ｄ変換器
２２  アークタンジェント計算部
２３  ホールド部
２４  メモリ
２５  比較部
２６  原点設定部
５２  ステッピングモータ
６１  モータドライブ部
６２  シーケンス制御部
６３  ホールド部
６４  メモリ
６５  比較部
６６  原点設定部
７１  移動体
【図１】
0005105244.tif 000002
【図２】
0005105244.tif 000003
【図３】
0005105244.tif 000004
【図４】
0005105244.tif 000005
【図５】
0005105244.tif 000006
【図６】
0005105244.tif 000007
【図７】
0005105244.tif 000008
【図８】
0005105244.tif 000009