JP3370450B2 - Electric head rotation angle detector - Google Patents
Electric head rotation angle detectorInfo
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- electric
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、３６０度以上回転する
電動雲台の回転角度を検出することができる検出装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a detection device capable of detecting the rotation angle of an electric pan head rotating 360 degrees or more.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図７は、回転角度検出装置を備えた電動
雲台の一例を示す図であり、分解された状態を斜視図で
示している。筺体１０ａ〜１０ｆ内には２組のモータ１
２、１４及び減速機１６、１８が内蔵されており、各減
速機の出力は歯車２０、２２及び回転軸２４、２６を介
して回転台２８、３０に伝達される。回転軸２４、２６
は筺体１０ａに設けられた開口部３２に通されて支持さ
れており、回転台２８、３０は回転軸２４、２６の一端
に取り付けられている。そして、一方の回転台２８は壁
面等に固定され、他方の回転台３０にはテレビカメラ等
が取り付けられる。これにより、このテレビカメラは壁
面に対して２つの自由度をもつことになる。すなわち、
モータ１２が回転することにより筺体１０ａ〜１０ｆに
対して回転台２８が回転するため、壁面に対して筺体１
０ａ〜１０ｆが上下方向に回転し、モータ１４が回転す
ることにより筺体１０ａ〜１０ｆに対して回転台３０が
回転するため、筺体１０ａ〜１０ｆに対してテレビカメ
ラが左右方向に回転する。2. Description of the Related Art FIG. 7 is a diagram showing an example of an electric pan head provided with a rotation angle detecting device, and is shown in a perspective view in a disassembled state. Two sets of motors 1 are provided in the housings 10a to 10f.
2, 14 and speed reducers 16, 18 are built in, and the output of each speed reducer is transmitted to the rotary bases 28, 30 via the gears 20, 22 and the rotary shafts 24, 26. Rotating shafts 24, 26
Is supported by being passed through an opening 32 provided in the housing 10a, and the rotary bases 28 and 30 are attached to one ends of the rotary shafts 24 and 26. Then, one rotary table 28 is fixed to a wall surface or the like, and the other rotary table 30 is attached with a television camera or the like. As a result, this television camera has two degrees of freedom with respect to the wall surface. That is,
As the motor 12 rotates, the turntable 28 rotates with respect to the housings 10a to 10f, so that the housing 1 is attached to the wall.
0a to 10f rotate in the vertical direction and the motor 14 rotates to rotate the turntable 30 with respect to the housings 10a to 10f, so that the television camera rotates in the left-right direction with respect to the housings 10a to 10f.
【０００３】回転軸２４、２６の他端には、回転台２
８、３０の回転角度を検出する回転角度検出装置３４、
３６が取り付けられている。この回転角度検出装置３
４、３６によって検出された回転角度信号が図示しない
コントローラにフィードバックされることにより、モー
タ１２、１４の回転が制御され、回転台２８、３０の角
度が所定の値にされる。このように、回転角度検出装置
３４、３６が設けられていることにより、テレビカメラ
の上下方向及び左右方向の角度が所定の値にされ、所望
の被写体が撮影されることになる。回転角度検出装置３
４、３６には、筺体１０ｅ、１０ｆに対して固定された
ベース部３８と、回転軸２４、２６に対して固定された
回転部４０とが含まれる。At the other end of the rotary shafts 24 and 26, the rotary table 2 is attached.
A rotation angle detection device 34 for detecting the rotation angles of 8 and 30,
36 is attached. This rotation angle detection device 3
The rotation angle signals detected by 4 and 36 are fed back to a controller (not shown), whereby the rotation of the motors 12 and 14 is controlled and the angles of the turntables 28 and 30 are set to predetermined values. As described above, since the rotation angle detecting devices 34 and 36 are provided, the vertical and horizontal angles of the television camera are set to predetermined values, and a desired subject is photographed. Rotation angle detector 3
Reference numerals 4 and 36 include a base portion 38 fixed to the housings 10e and 10f, and a rotating portion 40 fixed to the rotating shafts 24 and 26.
【０００４】図８はベース部３８を示す平面図である。
ベース部３８の上面には、環状の抵抗体４２、及び環状
の導体４４が設けられている。環状抵抗体４２は１箇所
が分断され、その部分にそれぞれ電極４６及び４８が取
り付けられている。電極４６及び電極４８の間には一定
の電圧が印加されており、電極４８はグランドに接続さ
れている。また、環状導体４４には、電極５０が取り付
けられている。FIG. 8 is a plan view showing the base portion 38.
An annular resistor 42 and an annular conductor 44 are provided on the upper surface of the base portion 38. The annular resistor 42 is divided at one location, and electrodes 46 and 48 are attached to that location, respectively. A constant voltage is applied between the electrode 46 and the electrode 48, and the electrode 48 is connected to the ground. An electrode 50 is attached to the annular conductor 44.
【０００５】図９は、回転角度検出装置３４、３６の構
造を示す側断面図である。回転軸２４、２６の一端に回
転部４０が取り付けられ、回転部４０にベース部３８が
対向している。そして、ベース部３８の上に設けられた
環状抵抗体４２及び環状導体４４の両方にまたがってブ
ラシ５２が配置され、ブラシ５２は回転部４０に固定さ
れている。従って、ブラシ５２及び環状導体４４は互い
に導通しており、環状導体４４の電位（グランドとの間
の電圧）を検出することにより、環状抵抗体４２上のブ
ラシ５２が接触している点の位置すなわち回転部４０の
回転角度を検出することができる。なお、回転軸２４、
２６の端部は、内壁に取り付けられた軸受４９とベース
部３８に取り付けられた貫通シャフト５４とによって回
転自在に支持されている。FIG. 9 is a side sectional view showing the structure of the rotation angle detecting devices 34 and 36. The rotating portion 40 is attached to one end of the rotating shafts 24 and 26, and the base portion 38 faces the rotating portion 40. The brush 52 is arranged so as to straddle both the annular resistor 42 and the annular conductor 44 provided on the base portion 38, and the brush 52 is fixed to the rotating portion 40. Therefore, the brush 52 and the annular conductor 44 are electrically connected to each other, and the position of the point on the annular resistor 42 where the brush 52 is in contact is detected by detecting the potential of the annular conductor 44 (the voltage between the ground and the ground). That is, the rotation angle of the rotating unit 40 can be detected. The rotary shaft 24,
An end portion of 26 is rotatably supported by a bearing 49 attached to the inner wall and a through shaft 54 attached to the base portion 38.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ここで、テレビカメラ
が３６０度以上回転するような場合においては、回転部
４０も３６０度以上回転しなければならない。しかし、
抵抗体４２には電極４６、４８を取り出すための分断箇
所が存在し、この部分にはブラシ５２は接触できない。
従って、この部分における検出データは存在せず、デー
タは不連続となる。このため、図８、図９に示した回転
角度検出装置３４、３６は、３６０度以上の回転角度を
検出することができないという問題点がある。Here, in the case where the television camera rotates 360 degrees or more, the rotating portion 40 must also rotate 360 degrees or more. But,
The resistor 42 has a dividing portion for taking out the electrodes 46 and 48, and the brush 52 cannot contact this portion.
Therefore, there is no detection data in this portion, and the data becomes discontinuous. Therefore, there is a problem in that the rotation angle detection devices 34 and 36 shown in FIGS. 8 and 9 cannot detect a rotation angle of 360 degrees or more.
【０００７】また、電動雲台の角度検出装置として、信
号が通るための制御ケーブルを有する形式のものもある
が、このような角度検出装置は、構造上３６０度以上の
回転角度を検出することができないという問題点があ
る。Further, there is a type of an electric pan head angle detecting device having a control cable through which a signal passes, but such an angle detecting device is structurally capable of detecting a rotation angle of 360 degrees or more. There is a problem that you cannot do it.
【０００８】一方、パルス数カウント形式の検出器を回
転台に取り付ければ、パルス数をカウントすることによ
り３６０度以上の回転角度の検出が容易に実現できる。
しかし、この角度検出は相対的なものであり、絶対位置
を検出するにはホームポジションを設けて電源投入直後
に必ずホームポジションサーチを行わなければならない
という問題点がある。しかも、パルスカウント誤差の累
積によって制御精度確保が困難になるという問題点もあ
る。On the other hand, if a pulse counting type detector is attached to the rotary table, it is possible to easily detect a rotation angle of 360 degrees or more by counting the number of pulses.
However, this angle detection is relative, and there is a problem that a home position must be provided and a home position search must be performed immediately after the power is turned on in order to detect the absolute position. Moreover, there is a problem that it becomes difficult to secure control accuracy due to the accumulation of pulse count errors.
【０００９】そこで、本発明の目的は、ホームポジショ
ンサーチを行うことなく３６０度以上の回転角度を検出
することが可能であり、簡潔な構造で高精度化、小型化
が可能な電動雲台の回転角度検出装置を提供することに
ある。Therefore, an object of the present invention is to provide an electric pan head capable of detecting a rotation angle of 360 degrees or more without performing a home position search, and having a simple structure and capable of achieving high precision and miniaturization. It is to provide a rotation angle detection device.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、電動雲台の固定部分に固定
されるベース部と、ベース部に対して回転可能に支持さ
れ、電動雲台の回転部分とともに回転する回転部と、ベ
ース部の面のうち回転部に対向する面の上に、回転部の
回転中心を中心として設けられた１個の環状抵抗体と、
環状抵抗体に導通した状態で設けられ、一定の第１の電
位にされる第１の電極と、環状抵抗体に導通した状態で
設けられ、前記回転部の回転中心を中心として第１の電
極が設けられた位置から１８０度回転した位置に配置さ
れ、第１の電位とは異なる一定の第２の電位にされる第
２の電極と、回転部の回転中心を中心として互いに１２
０度の角度をなして回転部に取り付けられ、環状抵抗体
と接触して導通する３個の第１の摺動子と、３個の第１
の摺動子の各電位を検出する検出手段と、各電位に基づ
いて電動雲台の回転角度を検出する角度検出手段と、を
備えている。To achieve the above object, the invention according to claim 1 is such that a base portion fixed to a fixed portion of an electric platform and a rotatably supported portion with respect to the base portion. A rotating part that rotates together with the rotating part of the electric platform, and one annular resistor provided on the surface of the base part facing the rotating part, with the center of rotation of the rotating part as the center.
A first electrode provided in a conductive state with the annular resistor and having a constant first potential, and a first electrode provided in a conductive state with the annular resistor and having a center of rotation of the rotating portion as a center. is arranged at a position rotated 180 degrees from the position provided that, together with the second electrode and the first potential is different from a predetermined second potential, the rotation center of the rotating part around 12
Three first sliders, which are attached to the rotating portion at an angle of 0 degree and which are in contact with the annular resistor to conduct electricity, and three first sliders.
Detection means for detecting the respective potentials of the slider, based on the potential
And an angle detecting means for detecting the rotation angle of the electric platform .
【００１１】請求項２に係る発明においては、ベース部
の面のうち回転部に対向する面の上に、回転部の回転中
心を中心として同心円状に配置されて取り付けられた３
個の環状導体と、回転部に取り付けられ、環状導体のそ
れぞれと接触して導通し、第１の摺動子のそれぞれと接
続された３個の第２の摺動子と、環状導体に接続された
検出信号取り出し用端子とを検出手段が備えている。According to the second aspect of the invention, on the surface of the surface of the base portion facing the rotating portion, the base 3 is mounted concentrically around the rotation center of the rotating portion.
Connected to the annular conductors and three second sliders that are attached to the rotating part and are in contact with each of the annular conductors to conduct electricity and are connected to each of the first sliders. The detection means is provided with the detected detection signal extracting terminal.
【００１２】請求項３に係る発明は、３個の第１の摺動
子の電位の相互の大小関係に基づいて、３個の第１の摺
動子のうちから１つを選択する選択手段を備え、選択手
段によって選択された第１の摺動子の電位に基づいて、
角度検出手段が回転部の回転角度を検出することを特徴
とする。According to a third aspect of the present invention, selection means for selecting one of the three first sliders on the basis of the mutual magnitude relation of the electric potentials of the three first sliders. Based on the electric potential of the first slider selected by the selection means,
The angle detection means detects the rotation angle of the rotating portion .
【００１３】[0013]
【作用】本発明においては、電動雲台の回転部分ととも
に回転する回転部に１２０度の角度をなすように取り付
けられた３個の第１の摺動子が、１個の環状抵抗体に接
触して接触箇所の電位を検出する。環状抵抗体は電動雲
台の固定部分に固定されるベース部の上に設けられてお
り、第１の電極及び第２の電極を有している。第１の電
極及び第２の電極は異なる電位にされるため、環状抵抗
体の各部分は、その位置に応じた電位にされている。従
って、３個の第１の摺動子を通して、第１の摺動子と環
状抵抗体との接触箇所の電位を検出することにより、電
動雲台の回転角度が検出される。In the present invention, the three first sliders attached to the rotating portion that rotates together with the rotating portion of the electric platform at an angle of 120 degrees contact one annular resistor. Then, the potential of the contact point is detected. The annular resistor is provided on the base portion fixed to the fixed portion of the electric platform and has a first electrode and a second electrode. Since the first electrode and the second electrode have different potentials, each part of the annular resistor has a potential corresponding to its position. Therefore, the rotation angle of the electric platform is detected by detecting the potential of the contact point between the first slider and the annular resistor through the three first sliders.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、添付図面に沿って本発明の実施例につ
いて説明する。なお、図面において同一又は相当部分に
は同一符号を用いるものとする。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the same reference numerals are used for the same or corresponding parts in the drawings.
【００１５】図１( ａ) は、本発明に従って構成された
電動雲台の回転角度検出装置のうちベース部３８の構成
を示す平面図である。ベース部３８の面のうち回転部４
０（図示せず）に対向する面の上には、１本の環状抵抗
体５６と３本の環状導体６２、６４、６６とが点Ｏ（回
転部の回転中心）を中心として同心円状に設けられてい
る。そして、環状抵抗体５６に導通した状態で第１の電
極６８が設けられており、第１の電極６８には、参照電
位印加端子７０から第１の電位（例えば、Ｖref ボル
ト）が印加される。FIG. 1 (a) is a plan view showing the configuration of the base portion 38 of the rotation angle detecting device for an electric pan head constructed according to the present invention. The rotating portion 4 of the surface of the base portion 38
On the surface facing 0 (not shown), one annular resistor 56 and three annular conductors 62, 64, 66 are concentrically formed around a point O (center of rotation of the rotating portion). It is provided. A first electrode 68 is provided in a state of being electrically connected to the annular resistor 56, and a first potential (for example, V ref volt) is applied to the first electrode 68 from a reference potential applying terminal 70. It
【００１６】また、環状抵抗体５６に導通した状態で第
２の電極７２が設けられている。第２の電極７２は、点
Ｏに対して第１の電極６８が設けられた位置から１８０
度の位置に配置されている。第２の電極７２は、グラン
ド端子７４を通してグランドレベルに接続されている。
このグランドレベルは第２の電位を構成する。また、３
個の環状導体６２、６４、６６には、それぞれ検出信号
取り出し用端子７６、７８、８０が接続されている。A second electrode 72 is provided in a state of being electrically connected to the annular resistor 56. The second electrode 72 is 180 degrees from the position where the first electrode 68 is provided with respect to the point O.
It is located in the degree position. The second electrode 72 is connected to the ground level through the ground terminal 74.
This ground level constitutes the second potential. Also, 3
Detection signal extraction terminals 76, 78, 80 are connected to the individual annular conductors 62, 64, 66, respectively.
【００１７】図１( ｂ) は、図１( ａ) に示した電動雲
台の回転角度検出装置の側面図であり、図２は、回転部
４０の下から見たところを示す図である。回転部４０に
は３個のブラシ５２が取り付けられている。ブラシ５２
は、基部８２と接触子８４ａ、８４ｂ、８４ｃ及び接触
子８５ａ、８５ｂ、８５ｃから構成されており、各ブラ
シ５２において接触子８４ａ、８４ｂ、８４ｃ及び接触
子８５ａ、８５ｂ、８５ｃは点Ｏを通る直線上に配置さ
れている。接触子８４ａ、８４ｂ、８４ｃはいずれも環
状抵抗体５６に接触する。一方、接触子８５ａは環状導
体６６に接触し、接触子８５ｂは環状導体６４に接触
し、接触子８５ｃは環状導体６２に接触する。また、接
触子８４ａと接触子８５ａとは図示しないリード線によ
って互いに接続され、接触子８４ｂと接触子８５ｂ、接
触子８４ｃと接触子８５ｃも同様に接続されている。FIG. 1 (b) is a side view of the rotation angle detecting device for the electric pan head shown in FIG. 1 (a), and FIG. 2 is a view as seen from below the rotating portion 40. . Three brushes 52 are attached to the rotating unit 40. Brush 52
Is composed of a base 82, contacts 84a, 84b, 84c and contacts 85a, 85b, 85c. In each brush 52, the contacts 84a, 84b, 84c and the contacts 85a, 85b, 85c pass through the point O. It is arranged on a straight line. All of the contacts 84a, 84b, 84c contact the annular resistor 56. On the other hand, the contact 85a contacts the annular conductor 66, the contact 85b contacts the annular conductor 64, and the contact 85c contacts the annular conductor 62. The contactor 84a and the contactor 85a are connected to each other by a lead wire (not shown), and the contactor 84b and the contactor 85b, and the contactor 84c and the contactor 85c are also connected in the same manner.
【００１８】図２に示したように、接触子８５ａ、８５
ｂ、８５ｃの位置は互いに異なっており、一番外周側に
設けられた接触子８５ｃは環状導体６２に接触し、中間
の接触子８５ｂは環状導体６４に接触し、一番内周側に
設けられた接触子８５ａは環状導体６６に接触する。As shown in FIG. 2, the contacts 85a, 85
The positions of b and 85c are different from each other, and the contactor 85c provided on the outermost peripheral side contacts the annular conductor 62, and the intermediate contactor 85b contacts the annular conductor 64, and is provided on the innermost peripheral side. The contactor 85 a thus brought into contact with the annular conductor 66.
【００１９】次に、回転部４０の回転にともなって変化
する検出信号取り出し用端子７６、７８、８０（図１(
ａ) 参照）の電圧について説明する。まず、環状抵抗体
５６には、２つの電極６８、７２が設けられており、そ
れぞれＶref ボルト及び０ボルトが印加されている。こ
のため、環状抵抗体５６上の各点の電位は、その点の位
置に応じて０ボルトとＶref ボルトの間の電位になる。
従って、環状抵抗体５６に接触する接触子８４ａ、８４
ｂ、８４ｃの電位は、回転体４０の回転とともに直線的
に変化することになる。図３( ａ) に示した実線は接触
子８４ａの電位の変化、すなわち端子７６の電圧Ｖａの
変化を表している。このように電圧Ｖａは、回転角度が
０度から１８０度までは直線的に０ボルトからＶref ボ
ルトまで上昇し、１８０度から３６０度までは直線的に
Ｖref ボルトから０ボルトまで下降する。Next, the detection signal extraction terminals 76, 78, 80 (FIG.
The voltage of (a)) will be described. First, the annular resistor 56 is provided with two electrodes 68 and 72, to which V ref volt and 0 volt are applied, respectively. Therefore, the potential of each point on the annular resistor 56 becomes a potential between 0 volt and V ref volt depending on the position of the point.
Therefore, the contacts 84a, 84 that contact the annular resistor 56.
The potentials of b and 84c change linearly with the rotation of the rotating body 40. The solid line shown in FIG. 3A represents the change in the potential of the contactor 84a, that is, the change in the voltage Va at the terminal 76. As described above, the voltage Va linearly increases from 0 volt to V ref volt from the rotation angle of 0 to 180 degrees, and linearly decreases from V ref volt to 0 volt from 180 to 360 degrees.
【００２０】図３( ａ) に示した一点鎖線は端子７８の
電圧Ｖｂの変化を、二点鎖線は端子８０の電圧Ｖｃの変
化を示している。これらの変化は、電圧Ｖａの変化に比
べて位相がそれぞれ１２０度、２４０度進んでいる以外
は、電圧Ｖａの変化と同様である。The alternate long and short dash line in FIG. 3 (a) shows the change in the voltage Vb at the terminal 78, and the alternate long and two short dashes line shows the change in the voltage Vc at the terminal 80. These changes are the same as the changes in the voltage Va except that the phases are advanced by 120 degrees and 240 degrees, respectively, as compared with the changes in the voltage Va.
【００２１】このように、１つの回転角度についてＶ
ａ、Ｖｂ、Ｖｃの３つの電圧出力が得られるわけである
が、接触子が電極６８や電極７２に来たときの電圧出力
（Ｖref ボルトや０ボルト）を用いるのは、電極６８、
７２がある程度の幅を有しているため角度検出が不可能
となり都合が悪い。このためこの実施例では、Ｖａ、Ｖ
ｂ、Ｖｃの３つの電圧出力のうちからＶref ボルト及び
０ボルトにならないものを用いることとしている。例え
ば、図３( ａ) において、回転角度が０度から６０度の
間ではＶｃが選択されて用いられ、０ボルトになるＶａ
やＶref ボルトになるＶｂは用いられない。また、６０
度から１２０度の間ではＶａが選択されて用いられ、０
ボルトになるＶｃやＶref ボルトになるＶｂは用いられ
ない。Thus, for one rotation angle, V
Although three voltage outputs of a, Vb, and Vc are obtained, the voltage output (V ref volt or 0 volt) when the contactor comes to the electrode 68 or the electrode 72 is used for the electrode 68,
Since 72 has a certain width, it is not convenient because the angle cannot be detected. Therefore, in this embodiment, Va, V
Among the three voltage outputs of b and Vc, one that does not become V ref volt or 0 volt is used. For example, in FIG. 3A, Vc is selected and used when the rotation angle is between 0 degree and 60 degrees, and Va becomes 0 volt.
And Vb which becomes V ref volt is not used. Also, 60
Va is selected and used between 0 and 120 degrees, and 0
Vc that becomes a volt and Vb that becomes a V ref volt are not used.
【００２２】このように適当な電圧出力を選択するため
に、まず、図４に示した回路によって電圧出力Ｖａ、Ｖ
ｂ、Ｖｃからｂｉｔ１〜ｂｉｔ３を作る。コンパレータ
８６にはＶａ及びＶｂが入力され、Ｖａの方がＶｂより
も大きいときにｂｉｔ１は「１」になる。同様に、Ｖｂ
の方がＶｃよりも大きいときにコンパレータ８８の出力
であるｂｉｔ２は「１」になり、Ｖｃの方がＶａよりも
大きいときにコンパレータ９０の出力であるｂｉｔ３は
「１」になる。図３( ｂ) は、ｂｉｔ１〜ｂｉｔ３の回
転角度による変化を示したものである。In order to select an appropriate voltage output as described above, first, the voltage outputs Va and V are generated by the circuit shown in FIG.
Create bit1 to bit3 from b and Vc. Va and Vb are input to the comparator 86, and when Va is larger than Vb, bit1 becomes "1". Similarly, Vb
Is larger than Vc, the output bit2 of the comparator 88 is "1", and when Vc is larger than Va, the output bit3 of the comparator 90 is "1". FIG. 3 (b) shows changes of bit1 to bit3 depending on the rotation angle.
【００２３】図５は、図４に示した回路を含むシステム
全体の構成を示す図である。環状抵抗体５６等から成る
回路９２から出力される電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃは、図４
の回路によってｂｉｔ１〜ｂｉｔ３に変換される。さら
にｂｉｔ１〜ｂｉｔ３は、インバータ、アンドゲート及
びオアゲートによってｂｉｔ−ａ〜ｂｉｔ−ｃに変換さ
れる。コンパレータ８６〜９０、インバータ、アンドゲ
ート及びオアゲートによって回路９６が構成される。ｂ
ｉｔ−ａ〜ｂｉｔ−ｃは、スイッチング素子を含む回路
９４に入力される。このスイッチング素子は、リレーあ
るいはＦＥＴ等の半導体スイッチング素子である。FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the entire system including the circuit shown in FIG. The voltages Va, Vb, and Vc output from the circuit 92 including the ring-shaped resistor 56 are shown in FIG.
Is converted into bit1 to bit3 by the circuit. Further, bit1 to bit3 are converted into bit-a to bit-c by an inverter, an AND gate, and an OR gate. The circuit 96 is composed of the comparators 86 to 90, the inverter, the AND gate, and the OR gate. b
It-a to bit-c are input to the circuit 94 including a switching element. This switching element is a semiconductor switching element such as a relay or a FET.
【００２４】ｂｉｔ１〜ｂｉｔ３が回路９６によってｂ
ｉｔ−ａ〜ｂｉｔ−ｃに変換されて、ｂｉｔ−ａ〜ｂｉ
ｔ−ｃによって回路９４内のスイッチング素子がオンオ
フされた結果、選択される電圧出力は図６に示すように
なる。例えば、回転角度が０度から６０度の間において
はＶｃが選択され、６０度から１２０度の間においては
Ｖａが選択される。このような選択が行われるため、図
３( ａ) に示したように、任意の回転角度において選択
された電圧出力すなわちセンサ出力電圧は、０ボルトに
もＶref ボルトにもならない中間の電圧になる。Bits 1 to 3 are output by the circuit 96 to b.
converted to it-a to bit-c and converted to bit-a to bi
As a result of the switching elements in the circuit 94 being turned on and off by t-c, the selected voltage output is as shown in FIG. For example, Vc is selected when the rotation angle is between 0 and 60 degrees, and Va is selected when the rotation angle is between 60 and 120 degrees. Due to such selection, as shown in FIG. 3 (a), the voltage output selected at any rotation angle, that is, the sensor output voltage becomes an intermediate voltage which is neither 0 volt nor V ref volt. Become.
【００２５】このセンサ出力電圧、すなわち回路９４の
出力は、図５に示したように、さらにＡ／Ｄコンバータ
によってディジタル信号に変換された後、ＣＰＵに入力
される。一方、ＣＰＵにはｂｉｔ１〜ｂｉｔ３も入力さ
れており、ＣＰＵは、これらの値と図６に示した換算表
とから回転角度がどの範囲に入っているかを判断する。
従って、ＣＰＵは、Ａ／Ｄコンバータからの入力値とｂ
ｉｔ１〜ｂｉｔ３とに基づいて、回転体４０の回転角度
を検出することができることになる。This sensor output voltage, that is, the output of the circuit 94, is further converted into a digital signal by an A / D converter and then input to the CPU, as shown in FIG. On the other hand, bit1 to bit3 are also input to the CPU, and the CPU determines which range the rotation angle falls within from these values and the conversion table shown in FIG.
Therefore, the CPU uses the input value from the A / D converter and b
The rotation angle of the rotating body 40 can be detected based on it1 to bit3.
【００２６】このようにして、ＣＰＵは、回転体４０の
回転角度すなわち電動雲台の回転角度を検出することが
できるため、この回転角度信号をフィードバック信号と
してモータドライバ９８の入力信号を変化させ、Ｘ軸の
モータ１２をフィードバック制御することができる。In this way, the CPU can detect the rotation angle of the rotating body 40, that is, the rotation angle of the electric platform, so that the rotation angle signal is used as a feedback signal to change the input signal of the motor driver 98. The X-axis motor 12 can be feedback-controlled.
【００２７】なお、回路９６によって選択手段が構成さ
れ、Ａ／Ｄコンバータ及びＣＰＵによって角度検出手段
が構成される。The circuit 96 constitutes the selecting means, and the A / D converter and the CPU constitute the angle detecting means.
【００２８】図５は、Ｘ、Ｙの２軸を有するシステムを
表しており、以上説明したＸ軸用の回路と同様のＹ軸用
の回路が設けられている。すなわち、回路１０２は回路
９２と、回路１０４は回路９４と、回路１０６は回路９
６と、モータドライバ１０８はモータドライバ９８と、
モータ１４はモータ１２と、それぞれ同様のものであ
る。ただし、回路１０４の出力はＸ軸用のＡ／Ｄコンバ
ータに入力されており、Ａ／Ｄコンバータは供用となっ
ている。なお、ここでは、Ａ／Ｄコンバータの出力が２
つあるとしているが、Ｘ軸、Ｙ軸のどちらの信号が変換
されたのかを示す信号がＣＰＵに伝達されるようにすれ
ば、Ａ／Ｄコンバータの出力を１つで済ますことができ
る。FIG. 5 shows a system having two X and Y axes, and a Y-axis circuit similar to the X-axis circuit described above is provided. That is, the circuit 102 is the circuit 92, the circuit 104 is the circuit 94, and the circuit 106 is the circuit 9.
6, the motor driver 108 is the motor driver 98,
The motor 14 is similar to the motor 12, respectively. However, the output of the circuit 104 is input to the X-axis A / D converter, and the A / D converter is in service. Here, the output of the A / D converter is 2
However, if the signal indicating which of the X-axis signal and the Y-axis signal is converted is transmitted to the CPU, one output of the A / D converter can be used.
【００２９】このように本実施例においては、環状抵抗
体５６が１個だけ設けられ、３個の接触子８４ａ、８４
ｂ、８４ｃがいずれも１個の環状抵抗体５６に接触す
る。一方、複数の接触子をそれぞれ別の環状抵抗体に接
触させることもできるが、この場合に比べて、本実施例
では接触子と環状抵抗体との接触部分の径が異なること
がなく、接触子ごとに分解精度が異なるという不都合が
生じない。As described above, in this embodiment, only one annular resistor 56 is provided, and the three contacts 84a, 84 are provided.
Both b and 84c contact one annular resistor 56. On the other hand, although it is also possible to bring a plurality of contacts into contact with different annular resistors, as compared with this case, the diameter of the contact portion between the contacts and the annular resistor does not differ, There is no inconvenience that the resolution accuracy differs for each child.
【００３０】また、３個の接触子８４ａ、８４ｂ、８４
ｃが互いに１２０度の角度をなして、均等に配分される
ため、接触負荷及び摺動負荷が安定する。従って、信頼
性が向上する。Further, the three contacts 84a, 84b, 84
Since c forms an angle of 120 degrees with each other and is evenly distributed, the contact load and the sliding load are stable. Therefore, reliability is improved.
【００３１】さらに、環状抵抗体５６を１個だけ設けれ
ばよいため、小型化を図ることができる。Further, since only one annular resistor 56 needs to be provided, the size can be reduced.
【００３２】また、環状抵抗体５６が１個であるため、
その特性の直線からのずれを例えばＥ2 ＰＲＯＭ等に記
憶させることにより、リニアリティーを補正することも
できる。Further, since there is one annular resistor 56,
The linearity can be corrected by storing the deviation of the characteristic from the straight line in, for example, an E 2 PROM.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、回転部
に取り付けられた３個の第１の摺動子が、１個だけ設け
られた環状抵抗体に接触して接触箇所の電位を検出す
る。環状抵抗体はベース部の上に設けられており、それ
ぞれ第１の電極及び第２の電極を有している。第１の電
極及び第２の電極は異なる電位にされるため、環状抵抗
体の各部分は、その位置に応じた電位にされている。従
って、第１の摺動子を通して、第１の摺動子と環状抵抗
体との接触箇所の電位を検出することにより、電動雲台
の回転角度が検出される。このようにして、ホームポジ
ションサーチを行うことなく、３６０度以上の回転角度
を検出することが可能な電動雲台の回転角度検出装置を
得ることができる。As described above, according to the present invention, the three first sliders attached to the rotating portion come into contact with the annular resistor provided with only one, and the potential at the contact point is increased. To detect. The annular resistor is provided on the base portion and has a first electrode and a second electrode, respectively. Since the first electrode and the second electrode have different potentials, each part of the annular resistor has a potential corresponding to its position. Therefore, the rotation angle of the electric platform can be detected by detecting the potential of the contact point between the first slider and the annular resistor through the first slider. In this way, it is possible to obtain a rotation angle detection device for an electric pan head that can detect a rotation angle of 360 degrees or more without performing a home position search.
【図１】( ａ) は、本発明に従って構成された電動雲台
の回転角度検出装置のうち、ベース部の構成を示す平面
図であり、( ｂ) は( ａ) に示した電動雲台の回転角度
検出装置の側面図である。1A is a plan view showing a configuration of a base portion of a rotation angle detecting device for an electric pan head according to the present invention, and FIG. 1B is an electric pan head shown in FIG. 3 is a side view of the rotation angle detection device of FIG.
【図２】回転部を下から見たところを示す図であり、ブ
ラシの構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a rotating unit as seen from below, showing a configuration of a brush.
【図３】( ａ) は回転角度による端子電圧Ｖａ、Ｖｂ、
Ｖｃの変化を示す図であり、(ｂ) は回転角度によるｂ
ｉｔ１〜ｂｉｔ３の変化を示す図である。FIG. 3A shows terminal voltages Va, Vb, and
It is a figure which shows the change of Vc, (b) is b by rotation angle.
It is a figure which shows the change of it1-bit3.
【図４】電圧出力Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃをｂｉｔ１〜ｂｉｔ
３に変換する回路を示す図である。FIG. 4 shows voltage outputs Va, Vb, and Vc as bit1 to bit.
It is a figure which shows the circuit converted into 3.
【図５】システム全体の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the entire system.
【図６】回転角度によって変化するｂｉｔ１〜ｂｉｔ３
の値、及び選択される電圧出力Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを示す
図である。FIG. 6 shows bit1 to bit3 that change depending on the rotation angle.
It is a figure which shows the value of, and the selected voltage outputs Va, Vb, and Vc.
【図７】回転角度検出装置を備えた電動雲台の一例を示
す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of an electric pan head provided with a rotation angle detection device.
【図８】従来の回転角度検出装置におけるベース部を示
す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a base portion in a conventional rotation angle detection device.
【図９】従来の回転角度検出装置の構造を示す側断面図
である。FIG. 9 is a side sectional view showing the structure of a conventional rotation angle detection device.
３８…ベース部、４０…回転部、５６…環状抵抗体、６
２、６４、６６…環状導体、６８…第１の電極、７２…
第２の電極、７６、７８、８０…検出信号取り出し用端
子、８４ａ、８４ｂ、８４ｃ…第１の摺動子、８５ａ、
８５ｂ、８５ｃ…第２の摺動子、９６…回路（選択手
段）。38 ... Base part, 40 ... Rotating part, 56 ... Annular resistor, 6
2, 64, 66 ... Annular conductor, 68 ... First electrode, 72 ...
2nd electrode, 76, 78, 80 ... Detection signal extraction terminal, 84a, 84b, 84c ... 1st slider, 85a,
85b, 85c ... Second slider, 96 ... Circuit (selecting means).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 7/30 G01D 5/165 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 7/30 G01D 5/165
Claims (3)
部と、 前記ベース部に対して回転可能に支持され、電動雲台の
回転部分とともに回転する回転部と、 前記ベース部の面のうち前記回転部に対向する面の上
に、前記回転部の回転中心を中心として設けられた１個
の環状抵抗体と、 前記環状抵抗体に導通した状態で設けられ、一定の第１
の電位にされる第１の電極と、 前記環状抵抗体に導通した状態で設けられ、前記回転部
の回転中心を中心として前記第１の電極が設けられた位
置から１８０度回転した位置に配置され、前記第１の電
位とは異なる一定の第２の電位にされる第２の電極と、 前記回転部の回転中心を中心として互いに１２０度の角
度をなして前記回転部に取り付けられ、前記環状抵抗体
と接触して導通する３個の第１の摺動子と、 ３個の前記第１の摺動子の各電位を検出する検出手段
と、前記各電位に基づいて前記電動雲台の回転角度を検出す
る角度検出手段と、 を備えた電動雲台の回転角度検出装置。1. A base portion fixed to a fixed portion of the electric platform, a rotating portion which is rotatably supported with respect to the base portion, and rotates together with a rotating portion of the electric platform, and a surface of the base portion. One annular resistor provided centering on the rotation center of the rotating unit on the surface facing the rotating unit, and a constant first annular resistor provided in a conductive state with the annular resistor.
Is provided in a state in which it is electrically connected to the first electrode that is set to the electric potential of the annular resistor, and is arranged at a position rotated 180 degrees from the position where the first electrode is provided around the rotation center of the rotating portion. And a second electrode that is set to a constant second potential different from the first potential, and is attached to the rotating portion at an angle of 120 degrees with respect to the rotation center of the rotating portion. Three first sliders that come into contact with the annular resistor to conduct electricity, detection means for detecting each potential of the three first sliders, and the electric pan head based on each potential. The rotation angle of
And a rotation angle detecting device for an electric pan head.
向する面の上に、前記回転部の回転中心を中心として同
心円状に配置されて取り付けられた３個の環状導体と、 前記回転部に取り付けられ、前記環状導体のそれぞれと
接触して導通し、前記第１の摺動子のそれぞれと接続さ
れた３個の第２の摺動子と、 前記環状導体に接続された検出信号取り出し用端子と、 を前記検出手段が備えたことを特徴とする請求項１記載
の電動雲台の回転角度検出装置。2. Three annular conductors, which are concentrically arranged around a rotation center of the rotating portion and are attached on a surface of the surface of the base portion facing the rotating portion, Three second sliders attached to the respective parts, brought into contact with each of the annular conductors and electrically connected, and connected to each of the first sliders, and a detection signal connected to the annular conductors. The rotation angle detection device for an electric pan head according to claim 1, wherein the detection means includes a take-out terminal.
大小関係に基づいて、３個の前記第１の摺動子のうちか
ら１つを選択する選択手段を備え、 前記選択手段によって選択された前記第１の摺動子の電
位に基づいて、前記角度検出手段が前記回転部の回転角
度を検出することを特徴とする請求項１または２に記載
の電動雲台の回転角度検出装置。3. A selection means for selecting one of the three first sliders on the basis of mutual magnitude relations of electric potentials of the three first sliders , On the basis of the electric potential of the first slider selected by the selection means, the angle detection means causes the rotation angle of the rotating portion to change.
Rotation angle detecting device for an electric pan head according to claim 1 or 2, characterized by detecting a degree.
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|---|---|---|---|
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