JP2005258034A - Electric universal head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置を搭載する電動雲台の低消費電力化技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for reducing power consumption of an electric camera platform equipped with an imaging device.
カメラを搭載した電動雲台は、カメラの撮像方向の可動制御を行うが、仕様である耐風速最大40m/sの時に必要トルクを維持する必要がある。そのため従来は、モータに常時大きな電力を供給している(文献公知発明に係るものではない)。 An electric pan head equipped with a camera performs movable control in the imaging direction of the camera, but it is necessary to maintain a necessary torque at a wind resistant maximum speed of 40 m / s as a specification. For this reason, conventionally, a large amount of electric power is always supplied to the motor (not related to the literature known invention).
したがって、従来の技術では、風、振動等の外的負荷の無い状態でも、モータに大きな電力を供給していることとなり、消費電力が大きくなっている課題がある。 Therefore, in the conventional technique, even when there is no external load such as wind and vibration, a large amount of electric power is supplied to the motor, and there is a problem that power consumption is increased.
本発明の目的は、従来に比べて消費電力を抑えておくことができる電動雲台を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electric pan head that can reduce power consumption as compared with the prior art.
本発明による請求項1記載の電動雲台は、撮像装置を搭載する電動雲台において、該電動雲台に備えられた回転制御部にかかる負荷を検出する検出手段と、該検出手段が検出する負荷に応じて電力供給量を可変する電力供給手段とを有することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an electric pan / tilt head according to the present invention, wherein the electric pan / tilt head on which the imaging apparatus is mounted detects a load applied to a rotation control unit provided in the electric pan / tilt head, and the detection unit detects And a power supply unit that varies a power supply amount according to a load.
本発明による請求項2記載の電動雲台は、請求項1記載の電動雲台において、前記検出手段は、前記回転制御部を構成するステッピングモータのシュート状態に応じて、当該回転制御部にかかる負荷を検出することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the electric pan head according to the first aspect, the detecting means is applied to the rotation control unit according to a chute state of the stepping motor constituting the rotation control unit. It is characterized by detecting a load.
本発明による請求項3記載の電動雲台は、請求項1または2記載の電動雲台において、前記回転制御部は、水平方向に回転する水平回転部と、垂直方向に回転する垂直回転部からなり、前記撮像装置の撮像方向の可動制御を行うことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the electric head according to the first or second aspect, wherein the rotation control unit includes a horizontal rotating unit that rotates in a horizontal direction and a vertical rotating unit that rotates in a vertical direction. Thus, the movable control of the imaging direction of the imaging device is performed.
本発明によれば、風、振動等による外的負荷の大きさに応じて電力供給量を可変できるため、従来に比べて消費電力を抑えておくことができる電動雲台を得ることができる。 According to the present invention, since the amount of power supply can be varied according to the magnitude of an external load caused by wind, vibration, etc., it is possible to obtain an electric pan head that can suppress power consumption as compared with the prior art.
本発明に係る実施の形態について、以下、図を用いて説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明に係る実施の形態の撮像装置を搭載する電動雲台の構成図である。
図1において、1は水平回転部2を固定する固定部、2は水平に回転する回転部、3はカメラ及びカメラレンズから成る撮像装置が収納され水平回転部2の回転軸の外側で垂直回転するカメラケースである。
FIG. 1 is a configuration diagram of an electric camera platform equipped with an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fixing unit that fixes the horizontal rotating
水平回転部2の内部には、水平回転用ステッピングモータ4,垂直回転用ステッピングモータ5,水平回転用ステッピングモータ4の回転を検出する水平回転用エンコーダ6、垂直回転用ステッピングモータ5の回転を検出する垂直回転用エンコーダ7、水平回転用モータドライバ8、垂直回転用モータドライバ9、コントロール回路10、電源ユニット11が収納されている。
Inside the
水平回転用ステッピングモータ4の制御はコントロール回路10と水平回転用モータドライバ8を介して行い、同様に垂直回転用ステッピングモータ5の制御はコントロール回路10と垂直回転用モータドライバ9を介して行う。12はAC電源ケーブルで電源ユニットに電力を供給する。13は映像出力,コントロール信号入出力のケーブルであり、コントロール回路10及びコントロール回路10を介した映像出力,カメラコントロールケーブル14でカメラケース3に接続されている。
The horizontal
また、図2は図1の水平回転用ステッピングモータ4の回転を検出する水平回転用エンコーダ6,垂直回転用ステッピングモータ5の回転を検出する垂直回転用エンコーダ7の各々が内部に実装している読取回路の構成を示す図であって、シフトレジスタ141、論理回路142、保持回路143で構成されている。
2 shows that a
外部からプリセット等動作により水平回転指令が入力されると、コントロール回路10は水平回転用モータドライバ8を介して水平回転用ステッピングモータ4に必要パルスを与え、水平回転用ステッピングモータ4はパルス数分回転する。
When a horizontal rotation command is input from the outside by an operation such as presetting, the
また外部からプリセット等動作により垂直回転指令が入力されると、コントロール回路10は垂直回転用モータドライバ9を介して垂直回転用ステッピングモータ5に必要パルスを与え、垂直回転用ステッピングモータ5はパルス数分回転する。
When a vertical rotation command is input from the outside by a preset operation or the like, the
図3はステッピングモータに1ステップパルスを入力した時の応答特性で、外的負荷の無い状態を示すモータの応答特性である。 FIG. 3 is a response characteristic when a step pulse is input to the stepping motor, and is a response characteristic of the motor indicating a state without an external load.
図4はステッピングモータに1ステップパルスを入力した時の応答特性で、外的負荷の大きい状態を示すモータの応答特性である。 FIG. 4 shows the response characteristics when a one-step pulse is input to the stepping motor. The response characteristics of the motor indicate a large external load.
図3、図4に示すように、ステッピングモータに1ステップパルスを入力した時のステッピングモータのシュート状態が外的負荷の有無および大きさによって異なる。 As shown in FIGS. 3 and 4, the shoot state of the stepping motor when a one-step pulse is input to the stepping motor differs depending on the presence and size of an external load.
そこで本実施の形態では、図5に示すように、1ステップパルスを入力した時、水平回転用エンコーダ6,垂直回転用エンコーダ7の各々が内部に実装している図2の読取回路14が、シュート状態中の異なる位置において複数のパルスを出力するようにして、ステッピングモータの1ステップ以上の角度分解能をエンコーダに持たせた。このことにより、水平回転用ステッピングモータ4,垂直回転用ステッピングモータ5のシュート状態を細かく検出することができる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, when one step pulse is input, the
ステッピングモータの回転中、コントロール回路10はエンコーダ6,7が検出するパルスをカウントし、モータステップパルス数と戻りのエンコーダパルス数を比較して、脱調検出を行っている。また、コントロール回路10の内部に実装されている読取回路14は、1ステップパルスに対してのエンコーダ6,7の出力パルス数をカウントし、その数に応じてステッピングモータ4,5に供給する電流の大きさを変える。
During the rotation of the stepping motor, the
電流が少ない状態で負荷が加わるとトルクが足りなくなるため、ステッピングモータ4,5はステップ角分決まった時間までに回転することができないが、ステッピングモータ4,5の電流を多くすることにより回転させることができる。
When a load is applied in a state where the current is small, the torque becomes insufficient, so the
図5においては、例えばエンコーダ6,7の分解能を4倍にすることにより、ステッピングモータ1ステップに対してこの場合は6パルス出力されるようにしている。
In FIG. 5, for example, the resolution of the
図6は図1のコントロール回路10で、エンコーダ6,7の出力パルス数をカウントし、その数に応じてステッピングモータ4,5に供給する電流の大きさを変える処理フローを示す図である。ステップ601で、出力パルス<4すなわち3以下であるかどうかを判断する。イエスの場合はステップ602で、電流を“HIGH”に設定する。ステップ601でノーの場合はステップ603で、出力パルスが6以上であるかどうかを判断する。イエスの場合はステップ604で、電流を“LOW”に設定する。ステップ603でノーの場合はステップ605で、現在の電流を保持する。
FIG. 6 is a diagram showing a processing flow in the
すなわち、出力パルスが4あるいは5パルスの場合に現在の電流が最適であるとして維持し、そのために必要な電流を常時ステッピングモータの電流を供給するようにしておく。そして、出力パルスが4個未満になった場合は電流を多く、6個以上出力があった場合は電流を少なくする。 That is, when the output pulse is 4 or 5 pulses, the current current is maintained as optimum, and the current required for that is always supplied to the current of the stepping motor. When the number of output pulses is less than 4, the current is increased, and when there are 6 or more outputs, the current is decreased.
図7は図1におけるステッピングモータの電流制御を示す回路図である。エンコーダ6,7から出力される出力パルスが読取回路14のシフトレジスタ141へ入力され、パルス数に応じた結果を出力して論理回路142に入力する。論理回路142はシフトレジスタの結果と現在の設定電流から図6に示す処理フローを実行して、電流設定をHIGHとLOWと維持のどちらにするかを決定し、保持回路143で設定する。
FIG. 7 is a circuit diagram showing current control of the stepping motor in FIG. Output pulses output from the
図8は複数の撮像装置と管理端末を連結する管理システムの構成を示す図である。複数の撮像装置81、82、83、84をネットワーク85を介して管理端末86のサーバ87と連結し、操作部88の例えば「環境状態」と書かれたアイコンをクリックしたとき、画面89に例えば図9に示すように各撮像装置毎の消費電力量を一覧表示する。このことにより、各撮像装置の消費電力量を直ちに把握することができる。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a management system that connects a plurality of imaging devices and a management terminal. When a plurality of
本発明の実施の形態によれば、風、振動等による外的負荷の大きさに応じて電力供給量を可変できるため、従来に比べて消費電力を抑えておくことができる電動雲台を得ることができる。 According to the embodiment of the present invention, since the amount of power supply can be varied according to the magnitude of the external load caused by wind, vibration, etc., an electric pan head that can reduce power consumption as compared with the prior art is obtained. be able to.
1:固定部、2:回転部、3:カメラケース、4:水平回転用ステッピングモータ、5:垂直回転用ステッピングモータ、6:水平回転用エンコーダ、7:垂直回転用エンコーダ、8:水平回転用モータドライバ、9:垂直回転用モータドライバ、10:コントロール回路、11:電源ユニット、12:AC電源ケーブル、13:映像出力,コントロール信号入出力ケーブル、14:読取回路、141:シフトレジスタ、142:論理回路、143:保持回路、81,82,83,84:撮像装置、85:ネットワーク、86:管理端末、87:サーバ、88:操作部、89:画面。 1: fixed part, 2: rotating part, 3: camera case, 4: stepping motor for horizontal rotation, 5: stepping motor for vertical rotation, 6: encoder for horizontal rotation, 7: encoder for vertical rotation, 8: for horizontal rotation Motor driver, 9: motor driver for vertical rotation, 10: control circuit, 11: power supply unit, 12: AC power cable, 13: video output, control signal input / output cable, 14: reading circuit, 141: shift register, 142: Logic circuit, 143: holding circuit, 81, 82, 83, 84: imaging device, 85: network, 86: management terminal, 87: server, 88: operation unit, 89: screen.
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