JP2012095325A - ビデオ監視カメラ用の統合エンクロージャとコントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、はじめにビデオ監視カメラのハウジング内の温度を計測することによってビデオ監視カメラのハウジング内のヒータを制御するための方法および装置である。
【解決手段】第１のサーモスタットが作動している場合にハウジング内のヒータ素子が停止される。第２のサーモスタットが停止している場合にヒータ素子が作動される。第２のサーモスタットが作動していて、ヒータタイマがオンの場合にヒータ素子が作動される。第２のサーモスタットが作動していて、ヒータの手動要求を受け取る場合にヒータ素子が作動され、ヒータタイマがオンにされ、ヒータ手動要求を受け取らない場合はヒータ素子が停止される。温度が第１と第２の設定温度よりも約５度高い温度よりも高くなったときに、第１のサーモスタットと第２のサーモスタットがそれぞれ作動される。
【選択図】図８

Description

本発明は、ビデオ監視カメラに関し、特にビデオ監視カメラ用の改善されたエンクロージャと取り付けシャシと、それらに関連するビデオ監視カメラ用のパンおよびチルトアセンブリ用の改善された操作と制御に関する。

現在、一般にドームカメラと呼ばれるビデオ監視カメラエンクロージャの設置、設定、修理は、比較的困難で時間がかかる。監視カメラの設置には、設置現場でカメラシャシのアセンブリをエンクロージャ内へ組み付けることで、ケーブルの接続とデータのアドレス指定ができるようにしなければならない。また、設置されたカメラの修理には、カメラシャシを完全にではなくとも部分的に分解することが必要になることが多く、結果として修理時間とコストが増大する。

設置と修理に関連する時間とコストを削減できる改善されたビデオ監視カメラエンクロージャが望まれる。

本発明の一態様は、特定のカメラの作動のための命令を解読することと、解読された命令に基づいてステイトマシンの状態を設定することと、該ステイトマシンの状態に基づいて位置制御プロセスと速度制御プロセスに指示することとを含む、ビデオ監視カメラドーム内のステッピングモータを制御する方法および装置である。速度制御プロセスは速度制御信号を位置制御プロセスに送る。駆動信号が位置制御プロセスからモータ電流プロセスと位相制御プロセスに送られ、それにより電流信号と位相信号を生成し、ステッピングモータを制御する。ステイトマシンには、位置制御プロセスと速度制御プロセスに対する指示にカメラの速度と方向が含まれている手動モードが備わり得る。ステイトマシンには、位置制御プロセスと速度制御プロセスに対する指示にカメラの所要位置が含まれている目標モードが備わり得る。ステッピングモータ駆動電流は、好ましくは非線形電流である。速度制御信号にはそれぞれモータ速度を徐々に増加およびモータ速度を徐々に減少させる傾斜上昇速度制御と傾斜下降速度制御が含まれる。

本発明の第２の態様は、ホームセンサと検出器を持つことでホームパン位置を検出し、該ホーム位置においてパンモータのステップ回数を既知の値に設定する形式のステッピングモータ駆動のパン可能なビデオ監視カメラ内の複数のパン位置を検出するための方法および装置である。パン可能なビデオ監視カメラのスリップリングアセンブリに複数の位置センサと１つのホームセンサが間隔をあけて配置される。ビデオ監視カメラのパン中にあらかじめ選択された位置に配置された検出器により位置センサとホームセンサのそれぞれが検出され、それらの検出時に位置センサとホームセンサはそれぞれ関連付けられた所要のパンモータのステップ回数を持つ。位置センサの位置とホームセンサの位置が検出されるたびに各その位置でパンモータのステップ回数が該モータの所要のステップ回数にリセットされる。ビデオ監視カメラが動きのパンの範囲全体をパンしてホームセンサを検出しない、ビデオ監視カメラのパン中に、位置センサの少なくとも１つが検出され、該検出された位置センサがパンモータのステップ回数を該パンモータの所要のステップ回数にリセットするのに使用される。位置センサの位置とホームセンサの位置が検出されるたびに各その位置で所要のパンモータのステップ回数とパンモータのステップ回数との差が決定される。位置センサの位置とホームセンサの位置が検出されるたびに各その位置で所要のステップ回数のモータステップ回数に対する差が保存される。パンモータのステップ回数を所要のモータのステップ回数にリセットすることは、マイクロプロセッサに代わってコンプレックスプログラマブルロジックデバイス内で実行され得り、それにより遅延誤差を低減することができる。

本発明の第３の態様は、はじめにビデオ監視カメラのハウジング内の温度を計測することによってビデオ監視カメラのハウジング内のヒータを制御するための方法および装置である。第１のサーモスタットが作動している場合にハウジング内のヒータ素子が停止される。第２のサーモスタットが停止している場合にヒータ素子が作動される。第２のサーモスタットが作動していて、ヒータタイマがオンの場合にヒータ素子が作動される。第２のサーモスタットが作動していて、ヒータの手動要求を受け取る場合にヒータ素子が作動され、ヒータタイマがオンにされ、ヒータ手動要求を受け取らない場合はヒータ素子が停止される。温度が第１と第２の設定温度よりも約５度高い温度よりも高くなったときに、第１のサーモスタットと第２のサーモスタットがそれぞれ作動される。

本発明の一実施形態の下部分解斜視図である。 本発明の一実施形態の上部分解斜視図である。 本発明のビデオ監視カメラシャシの一実施形態の上部分解斜視図である。 図３の４−４線に沿った部分断面図である。 屋外用途用のヒータを持つ本発明の別の実施形態の下部分解斜視図である。 図５の実施形態の上部分解斜視図である。 図５の実施形態で使用されるヒータアセンブリの分解斜視図である。 本発明のコントローラのブロック図である。 本発明に使用されるステッピングモータの電機子の部分投影図である。 パンモータ制御のための論理制御プロセスの流れ図である。 図１０の論理制御プロセスに関連するステイトマシンのブロック図である。 本発明に使用されるチルトアセンブリとチルトホームセンサの部分投影図である。 本発明に使用されるパンスリップリングアセンブリとパンホームセンサの部分投影図である。 本発明のヒータ制御プログラムの流れ図である。

発明を実施するための手段

本発明の目的、利点、および用途は、本発明の実施形態の以下の詳細な説明により明らかとなろう。
図１を参照すると、本発明の一実施形態を２として図示している。パン・チルトビデオカメラアセンブリ４は、ビデオ監視カメラシャシ６上に設置されている。シャシ６は、図示のようにビデオ監視カメラハウジング８に挿入され、以下で詳細に説明する。カメラハウジング８は、天井（非図示）の適切な開口に挿入できるように適合されている。本実施形態に示したように、ハウジング８はほぼ円筒形であり、それに対応する天井の開口はほぼ円形で、ハウジング８を受け入れるのに十分な直径を持たなければならないが、フランジ１０よりも直径が小さくなければならない。したがって、ハウジング８が開口に挿入されると、フランジ１０は天井の下面上の開口の周辺部において停止する。ハウジング８は、その円周上に複数の取り付けクランプ１２を持ち、取り付けクランプ１２はそれぞれがねじ締結部品１３に位置合わせされている。取り付けクランプ１２は、ハウジング８の外部とほぼ面一になる第１の位置を持ち、ハウジング８を天井の開口に挿入しやすくしている。

図２を参照すると、ハウジング８が天井の開口に挿入されると、ねじ締結部品１３は、ねじナット１４にねじ込まれ、それにより取り付けクランプ１２は、図示のようにハウジング８にほぼ垂直の第２の位置に移動する。ねじ締結部品１３がさらにナット１４にねじ込まれると、取り付けクランプ１２はフランジ１０に近づくように移動し、天井の上面の開口の周辺部に係合する。開口部に隣接する天井部材の周辺部は、フランジ１０と取り付けクランプ１２との間の空間１５に挟み込まれ、締結部品１３をさらにねじ込んで調整することにより、取り付けクランプ１２がさらに移動し、天井部材の周辺部をその空間１５で固定することができる。カバー１６を使用することで、コネクタ１８を含むハウジング８の上部を天井内に存在する可能性のあるほこりや堆積物から保護することができ、また、カバー１６は、設置方法によっては規則で要求されることもある。以下で詳述するように、コネクタ１８により、１つ以上のビデオモニタおよび／または１つ以上のビデオ録画機器（非図示）から構成可能なビデオ監視カメラシステムの配線に簡単に接続できる。射出成形で作成可能な光学品質のドームカバーすなわち半球２０をハウジング８の下端に取り付けることができる。

図１を再度参照すると、シャシ６上の複数の位置決め部材２２は、シャシ６をハウジング８内に取り付けやすくする。位置決め部材２２はガイドチャネル２３を持ち、ガイドチャネル２３はハウジング８内に位置する対応する揃えフランジ２４を受け入れ係合することで、シャシ６をハウジング８内に導く。以下で明らかになる理由から、位置決め部材２２と揃えフランジ２４は、シャシ６があらかじめ選択された１つの向きにだけハウジング８に挿入可能なように適合されている。この例では、シャシ６に関して不等間隔の３つの位置決め部材２２が対応する揃えフランジ２４と共に使用され、シャシ６をハウジング８内の所要のあらかじめ選択された位置に配置する。しかし、任意の数の位置決め部材２２と揃えフランジ２４を、計画的に取り付け、ハウジング８内の所要の位置にシャシ６を導くのに使用できることが予想される。

図３を参照すると、シャシ６には、パン・チルトカメラアセンブリ４およびパンモータ２５ならびにファン２７などのその他の電気システムとビデオカメラ監視システムとのインターフェイスのためのプリント回路基板（ＰＣＢ）２６が含まれる。ＰＣＢ２６は、一定の向きにシャシ６に接続され、ハウジング８内部に位置する第２のブラインド嵌合コネクタ（非図示）と嵌合されるブラインド嵌合コネクタ２８を含む。ブラインド嵌合コネクタは、設置者がコネクタを目視せずに嵌合可能である。

ハウジング８が天井に取り付けられた後、典型的には、シャシ６はハウジング８内に挿入される。ハウジング８はコネクタ１８を介してビデオカメラ監視システムに電気的に接続される。シャシ６は、コネクタ１８に電気的に接続されるハウジング８内の第２のブラインド嵌合コネクタに電気的に接続される。ブラインド嵌合コネクタ２８がハウジング８内の第２のブラインド嵌合コネクタに適切に揃うように、位置決め部材２２と揃えフランジ２４によりシャシ６とＰＣＢ２６の向きが決定される。シャシ６がハウジング８内に向けて上向きに押され、ブラインド嵌合コネクタ２８がハウジング８内部の第２のブラインド嵌合コネクタに嵌合されると、力はハウジング８とハウジング８が取り付けられている天井部材に向けて伝達される。そのため天井部材に過大な力が作用することがあり、吊り天井に典型的に使用される繊維質タイルで天井部材が作成されている場合、特に力が過大になることがある。過大な力が作用するのを防止するために、各位置決め部材２２には肩部材３０が含まれ、肩部材３０は対応する各フランジ２４と係合され、後述する最終的な結合前に、シャシ６を結合前の手で支える必要のない位置に保持して吊り下げる。

図４を参照すると、位置決め部材２２の断面図は、フランジ２４（仮想線で示す）に係合する肩３１を持つ肩部材３０を示している。肩部材３０をフランジ２４に対して変位させることで、フランジ２４に係合するときに「カチリ」という音が聞こえるようにして、ハウジング８内の適切な位置にシャシ６が保持されたことが設置者にわかるようすることができる。結合前の位置に保持され吊り下げられると、ねじ締結部品３２が、図１に示すフランジ２４の対応するねじ穴３３にねじ込まれる。締結部品３２をねじ穴３３に締め込むと、シャシ６はさらにハウジング８内に引き込まれ、ブラインド嵌合コネクタ２８はハウジング８内部の第２のブラインド嵌合コネクタに嵌合し、ブラインド嵌合コネクタ２８が完全に着座する。そのため、シャシ６をハウジング８内に挿入してブラインド嵌合コネクタを最終的に接続する力は、ねじ穴３３にねじ込まれ、シャシ６をハウジング８内に引き込む締結部品３２により、天井に伝達されず、ハウジング８内に完全に保持される。

図５と６を参照すると、取り付けクランプ１２が必要ないことを除いてハウジング８と同一のハウジング４０は、天井内に完全に収容される（enclosed）代わりにエンクロージャ４２内に取り付けられる。シャシ６はハウジング８について前述したのと同じ方法でハウジング４０内に挿入される。コネクタ１８は、図示のようにブラインド嵌合ケーブルアセンブリすなわちピグテイル４４の一部としてハウジング４０から外部に延在し、図２に示したようにハウジングには接続されていない。ピグテイル４４は、ハウジング４０内のブラインド嵌合コネクタ（非図示）から延在し、ＰＣＢ２６上のブラインド嵌合コネクタ２８に接続される。ピグテイル４４は、ハウジング８とハウジング４０の両方の実施形態で使用可能である。ハウジング８内では、ピグテイル４４はハウジング８内で巻かれ、コネクタはすべてハウジング８上に取り付けられているが、ハウジング４０内では、ピグテイル４４はハウジング４０から外部に延在し、ブラインド嵌合コネクタだけがハウジング４０内部に取り付けられている。ピグテイル４４は、ハウジング８とハウジング４０のどちらの実施形態で使用しても、必要な在庫品目の数と製造コストの削減を可能にする。ピグテイル４４はエンクロージャ４２を通して延在し、コネクタ１８はビデオ監視カメラシステムのワイヤハーネスのコネクタと嵌合する。光学品質のドーム半球４６をハウジング４０の下端に取り付け可能である。

図７を参照すると、エンクロージャ４２が屋外の設置に使用される場合、図５に示すようにファンとヒータアセンブリ４８をシャシ６に接続可能である。シャシ６上の複数の開口５２と、通気口５４（図３に示す）に組み合わされたファン２７は、ファン５０がシャシ６を通して空気を循環させるのに役立つ。ファン５０は、ドーム半球４６の内面全体、開口５２を介してプリント回路基板２６全体、パンモータ２５全体、温度制御ヒータ５５全体に空気を循環させる。ハウジング４０内とドームバブル４６全域にわたる気流は、熱を均等にハウジング４０全体に分散し、暖かい天候のときはパンモータ２５とＰＣＢ２６を冷却し、湿度が高く寒い天候のときはドーム半球４６の曇りと氷を除去する。米国特許第６，０６１，０８７号で開示されている方法と同様に、空気は一方向に流れ、ここでは、その開示内容を参照により本明細書に援用する。この改良により、空気はドーム半球内部全体、プリント回路基板２６とパンモータ２５全体を通して流れる。ファン２７はファン５０によるプリント回路基板２６とパンモータ２５全体を通した空気の流れを助ける。図１に示したキャップ５３を使用して、屋内での設置のために開口５２を塞ぐことができる。

図３に戻って参照すると、スイッチ５６を使用してビデオカメラアセンブリ４とビデオ監視カメラシステムとの適切なインターフェイスのための適切なアドレスが選択される。ビデオ監視カメラシステムは、多くのカメラを持つことが可能で、各カメラは適切な制御と監視のために一意のアドレスを持たなければならない。ドームカメラの設置中に、ビデオ監視システム内の特定のドームカメラの配置形態のための正しいアドレスに対応させるようにスイッチ５６を選択しなければならない。エンクロージャ４２に対して、スイッチ５６はＰＣＢ２６上に配置されるので適切なアドレスの選択は開口５８を介して行うことができる。そのため、エンクロージャ４２、ハウジング４０、シャシ６、ドーム半球４６を工場で完全に組み立てて出荷しても、設置場所でスイッチ５６を操作するために分解せずに設置することができる。天井へ取り付ける設置形態でも、図２に示すようにスイッチを簡単に切り替え、ハウジング８の上部の適切な開口５７を介して適切なアドレスを選択できる。

ＰＣＢ２６は、カメラの設定と修理に使用する１つ以上のＬＥＤ（非図示）またはその他の発光素子を含むことができる。ＬＥＤは色および／または位置を互いに異なるものにすることができる。ＬＥＤは、カメラアセンブリ４が稼働状態で、ＰＣＢ２６の下側に位置しているときに目視できなければならない。シャシ６がハウジング８またはハウジング４０内に設置されるとき、設置者にシャシ６とカメラアセンブリ４の下側からＬＥＤが見えるようにするために、ＬＥＤ視認穴（view port）６０がＰＣＢ２６上の各ＬＥＤの近傍からシャシ６の下側の遮る物のない位置まで延在している。したがってＬＥＤの発光は設置されたカメラアセンブリの下から見ることができる。ＬＥＤ視認穴６０は図３に示すように漏斗形状でＬＥＤを下からより見やすくしている。

図８を参照すると、本発明のコントローラのブロック図が示されている。信号は、ビデオ監視カメラシステムとＰＣＢ２６との間を前述のブラインド嵌合コネクタ２８に接続されるブラインド嵌合ケーブルアセンブリ／ピグテイル４４を介して伝送される。通信インターフェイス１００は自動的にカメラドームに送信中のデータ通信プロトコルの種類を検出し、自動的にドームを設定して受信したプロトコルに従って動作するようにする。マイクロプロセッサ１０２は電源１０４から電力が供給され、電源投入時リセット回路１０６によって初期化される。１つ以上のアドレススイッチ５６により、特定の設置形態に対して適切なアドレスを手動で選択することができる。マイクロプロセッサ１０２はビデオ監視カメラシステムからの命令を解読して、コンプレックスプログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）１０８とＣＰＬＤ１１０、揮発性ＳＲＡＭ１１２、不揮発性フラッシュメモリ１１４へのバス接続を介してカメラドーム内の機能を制御する。マイクロプロセッサ１０２は、診断コネクタ１１６にも接続されていて、診断コネクタ１１６により、ＰＣＢ２６上に存在するハードウェアとソフトウェアに対する診断のための接続が可能になる。ＣＰＬＤ１０８は２連サーモスタット１１８、ヒータ素子５５に接続されたヒータドライバ１２０に接続され、ヒータドライバ１２０については以下で詳述する。ＣＰＬＤ１０８は警報入力およびリレーインターフェイス１２２、９Ｖ ＤＣレギュレータ１２４、ならびにカメラ１２８、およびビデオ監視カメラシステムで使用可能なその他のカメラ（非図示）を同期するラインロック１２６にも接続されている。ＣＰＬＤ１１０はチルトモータパルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラ１３０、パンモータＰＷＭコントローラ１３２、チルトホームセンサ１３４、パンホームセンサ１３６に接続されている。チルトモータＰＷＭコントローラ１３０はチルトモータ１３８に接続され、パンモータＰＷＭコントローラ１３２はパンモータ２５に接続されている。チルトモータ１３８とパンモータ２５はステッピングモータである。カメラ１２８、チルトホームセンサ１３４、チルトモータ１３８はパン・チルトアセンブリ４に取り付けられている。

カメラのパンとチルト動作とそれらの向きを制御するＣＰＬＤ１１０内のモータ制御ロジックは、モータの各位相で順番に完全な通電を実施して滑らかな動作を実現する方法でステッピングモータ１３８と２５を制御する。ＣＰＬＤは、チルトＰＷＭコントローラ１３０とパンＰＷＭコントローラ１３２にそれぞれ制御信号を供給することでチルトモータ１３８とパンモータ２５を制御する。チルトＰＷＭコントローラ１３０とパンＰＷＭコントローラ１３２は、STMicroelectronicsが販売する部品番号Ｌ６２５８のＰＷＭ汎用モータドライバとすることができる。モータ制御ロジックは、一連の位相のうち次の位相が徐々に通電される場合に、モータ（１３８と２５）の各位相でゆっくりと通電を減少させる。これにより、モータの電機子は磁気的にモータの２つの電磁気位相極の間の点に引き寄せられる。この点は、２つの電磁気極の強度により決まる。この技法はマイクロステッピングと呼ばれる。

図９を参照すると、パンステッピングモータ２５の一部分が示されている。チルトモータ１３８も同一で、別途説明はしない。１’、２’、３’、４’と番号が付けられた電磁気極に１’、２’、３’、４’、１’、２’、３’、．．．の順に通電することでモータ２５は順方向にステップ動作する。４’、３’、２’、１’、４’、３’．．．の順の場合は逆方向に回転する。電機子１７５上に示した棒は、電機子１７５の鉄製の極１”、２”、３”、４”で、電磁気極１’から４’が通電されたときにそれらの電磁気極に引き寄せられる。一連の電磁気極と鉄製の極は、円形にモータの周囲に連続していることを理解する必要がある。

モータの時計回り、つまり順方向の動作を説明すると、電磁気極１’が通電されて鉄製の極１”をできる限り近くなるように引き寄せ、図示の鉄製の極１”は電磁気極１’の真下になる。極２’が通電されると、極２’の近くの鉄製の極２”が引き寄せられて極２’と並ぶため、モータは１ステップ移動する。マイクロステッピングでは、２つの極が同時に通電される。極１’と２’が同時に通電されると、各極の通電の程度により、鉄製の極１”と２”および電機子１７５は前述の手順１での位置と手順２での位置との間のどこかに位置することになる。磁気の性質により、引き寄せられる物体（極）が近づくと引き寄せる力が高まり、それらの物体が離れると引き寄せる力が指数関数的に減少する。非線形アルゴリズムを使用してモータの極に通電したり通電を停止すると、モータの運動を実質的に線形にすることができる。非線形アルゴリズムは、マイクロステップの間でモータトルクを均一にする効果もある。マイクロステップ間でトルクを均一に分散することで、後述のモータ速度の傾斜変化が最適化され、所与のモータ駆動電流に対して可能な限り速度を高くすることができる。

モータ１３８と２５はステッピングモータであるため、カメラのパンとチルトの位置は、ホームセンサ位置からのモータのマイクロステップの回数を数えることで決定される。モータ制御ロジックは、マイクロプロセッサ１０２内にあるステッピングモータ制御プログラム全体を実行せずにマイクロステップ回数をパンとチルトのホーム位置センサ１３６と１３４に直接同期させる。ＣＰＬＤ１１０内のモータ制御ロジックにより直接同期を行うことで、マイクロプロセッサの処理遅れによる不正確さが解消される。マイクロステップ回数の同期のためのモータ制御ロジックを自動ホーム機能と呼ぶ。

ＣＰＬＤ１１０内のモータ制御ロジックには、カメラが予定した向きにならないことの原因となる脱調（missed steps）を監視し修正する完全性確認が含まれる。ベルトや歯車が歯飛びしたり、モータが進められたり停止させられたままになる場合に脱調が発生することがあり、モータの電機子が磁気的なステップの変化に同期して進まなくなる原因となる。これらの異常は、カメラのパンとチルト機構が何かに衝突したり、寸動させられたり、動きが妨げられるなどの何らかの変則事態から発生する。完全性確認により、モータと、したがってカメラ１２８が正しい方向を向くことが保証される。ＣＰＬＤ１１０内のモータ制御ロジックは、ホーム位置に対する各モータ１３８と２５の位置を表すマイクロステップ回数を保存することでカメラ位置に正確に復帰するようにしている。位置のステップ回数は、マイクロプロセッサ１０２に読み込まれ、不揮発性メモリ１１４に保存される。以降の電源投入時にこの基準値に同期することで、カメラ１２８のパンとチルトの位置を、正確なマイクロステップ回数が示す位置に戻すことができる。これにより、カメラ１２８を、設定されたマイクロステップ位置に正確に戻すことができる。さらに、動作誤差も不揮発性メモリ１１４に保存することができる。たとえば、チルトとパンの位置誤差を保存することができる。誤差はＣＰＬＤ内のレジスタに保存することが可能で、それらの誤差はマイクロプロセッサ１０２がリセット命令を受け取ったり電源障害状態を検出したときに不揮発性メモリ１１４に書き込まれる。保存された情報は、問題のトラブルシューティングやドームカメラの信頼性の向上に有益である。

動作中、カメラが特定の領域に向けられるときに、カメラがホーム位置とホームセンサを通過できないことがある。パンおよび／またはチルト機構がホーム位置を通過しないときには、複数のホームセンサをパンおよび／またはチルト機構のいくつかの位置に配置することで検出を可能にすることができる。たとえば、パン中については、以下に詳述するように、パンホームセンサの数を増やして、さまざまな領域でのカメラの移動時にそれぞれが検出可能なように配置された複数の検出可能センサとすることができる。

図１０を参照すると、ＣＰＬＤ１１０（図８に示す）内のパンモータ制御用にプログラムされたロジックプロセスが示されている。チルトモータ制御用のプログラムされたロジックプロセスも類似しており、別途記述しない。マイクロプロセッサ１０２から受け取った命令が命令解読２００により解読される。ステイトマシン２０２は解読された命令２０１を命令解読２００から受け取る。命令２０１は手動モード命令または目標モード命令であり得る。手動モードでは、操作者はジョイスティックやトラックボールなどにより手動でカメラを制御する。目標モードでは、カメラはあらかじめ選択された位置に移動するように指示される。

パンステイトマシン２０２について、図１１を参照して詳述する。ステイトマシンは、アイドル状態２０４から開始する。ステイトマシン２０２の次の状態は、手動モードの傾斜上昇（ＭＭ ＲＵ）２０５、目標モードの傾斜上昇（ＴＭ ＲＵ）２０６、またはホームモード２１２である。傾斜上昇とは、モータの速度が定常状態速度まで増加することである。最終速度までのモータ速度の上昇が急激過ぎると、モータは慣性により脱調を発生することがある。このような事態はすべての従来のステッピングモータで発生する。そのため、モータ速度を、停止状態または低速の定常状態から高速の定常状態に傾斜上昇させる。ステイトマシン２０２において、ＭＭ ＲＵ２０５とＴＭ ＲＵ２０６の次の状態は、それぞれ手動モード定常状態（ＭＭ ＳＳ）２０７と目標モード定常状態（ＴＭ ＳＳ）２０８である。

手動モード命令については、ＭＭ ＳＳ２０７の次の状態は手動モード傾斜下降（ＭＭ ＲＤ）２０９またはＭＭ ＲＵ２０５である。ＭＭ ＲＤ２０９は、モータ速度を第１の定常状態速度から、第１の定常状態速度よりも低速の第２の定常状態速度に傾斜下降させる。図１１に示すように、速度は、ＭＭ ＳＳ２０７から、ＭＭ ＲＵ２０５により傾斜上昇するか、ＭＭ ＲＤ２０９により傾斜下降するか、停止２１０する。停止２１０後、ステイトマシン２０２はアイドル状態２０４に戻り、新規の命令を待つ。

目標モード命令については、ＴＭ ＳＳ２０８の次の状態は目標モードブレーク（ＴＭ ＢＲＫ）２１１である。ＴＭ ＢＲＫ２１１は、目標位置にほぼ到達し、モータが傾斜下降を開始して目標位置に停止し、アイドル２０４に戻らなければならないことを示す位置に対応する。現在の位置から目標位置がどれだけ離れているかにより、定常状態速度ＴＭ ＳＳ２０８に到達しないことがあり、ＴＭ ＲＵ２０６状態がＴＭ ＢＲＫ２１１に直接移行することがある。最初の電源投入時に、モータはホーム位置モード２１２に移行し、それから停止２１０してアイドル２０４状態になる。

図１０を再度参照すると、速度制御プロセス２１４と位置制御プロセス２１６はステイトマシン２０２の状態の変化を常に監視している。速度制御プロセス２１４が傾斜上昇命令や傾斜下降命令を受け取ると、速度制御プロセス２１４は、２１７においてゼロの可能性もある現在の速度を所要の速度と比較し、速度制御クロックパルス２１９を位置制御プロセス２１６に送る。位置制御プロセス２１６は制御信号を生成して、モータの位置、速度、方向を制御するモータ電流２２０とモータ位相２２２を制御する。位置制御プロセス２１６は目標モードでは所要の位置、方向、速度を受け取り、手動モードでは所要の方向と速度を受け取る。位置制御プロセス２１６は、クロックパルス２１９を数えてモータの位置を絶えず追跡する。モータ電流制御２２０とモータ位相制御２２２はＣＰＬＤ１１０の一部で、図８に示すようにモータ制御信号をパンモータＰＷＭ制御１３２に送る。以前に詳述したように、図９を参照すると、モータは非線形駆動電流により駆動され、それによりトルクが均等に配分され、モータの速度と滑らかさが最適化される。

ホームエッジ／ドリフト検出２２４は、ホーム位置が検出されるたびにパンホームセンサ１３６からの信号を受け取り、位置制御プロセス２１６に信号を送る。パンホーム位置がステップ／マイクロステップ０と定義される場合、パンホームセンサ１３６がホーム位置を検出したという信号をホーム検出器２２４が送るたびに位置制御２１６はステップ回数０でなければならない。位置制御プロセス２１６が正しいホームステップ回数ではない場合、ステップ回数は０にリセットされ、ステップ誤差がマイクロプロセッサ１０２に送られ、そのステップ誤差は不揮発性メモリ１１４のログに記録される。

図１２を参照すると、チルトアセンブリ１８５の一部に取り付けられた位置タブ１８０、１８１、１８２、１８３と共にプリント回路基板１７９上に取り付けられたチルトホームセンサ１３４の一実施形態が示されている。位置タブ１８０とプリント回路基板１７９は、図５にも示している。本実施形態では、チルトホームセンサ１３４は、光学センサで、タブ１８０〜１８３がセンサ１３４に入射する光ビームを横切る時点を検出する。ホームタブ１８０と１８３は、タブ１８１と１８２よりも大きく、光ビームをより長い期間遮断するので識別可能である。タブ１８０と１８３とが大きさが異なるように、タブ１８１と１８２は互いに大きさが異なるので、センサ１３４は各タブを区別することができる。ホームタブ位置１８０と１８３には、０度と９０度のチルトに対応する指定されたマイクロステップ回数が割り当てられる。より小さい位置タブ１８１と１８２は、ホームタブ１８０と１８２の中間位置の既知のチルト位置（マイクロステップ）を検出するのに使用されるので、チルトモータ１３８が狭い領域を通ってチルトされるときにチルトモータ１３８の位置を確認することができる。モータ１３８の位置は、一定時間狭い領域内に保持され、ホームを経由してチルトされない場合でも確認可能である。任意の数と大きさの位置タブをチルトアセンブリ１８５に配置することができる。

図１３を参照すると、パンスリップリングアセンブリ１８９の一部に取り付けられたスリップリング領域１８６、１８７、１８８と共にパンホームセンサ１３６の一実施形態が示されている。本実施形態では、パンホームセンサ１３６は、スリップリングアセンブリ１８９に変位して取り付けられた１つ以上の電機子１９０を持つことができる。パンホームセンサ１３６は電機子１９０がスリップリング領域１８６、１８７、１８８に接触したことを検出する。スリップリング領域１８６、１８７、１８８はスリップリングアセンブリ１８９の非導電領域に取り付けられた導電部分とすることができる。逆に、スリップリング領域１８６、１８７、１８８をスリップリングアセンブリ１８９の導電領域に取り付けられた非導電部分とすることもできる。スリップリング領域１８６はスリップリング領域１８７、１８８よりも大きく、実際のホーム位置であることを表し、スリップリング領域１８７と１８８は互いに大きさが異なり、センサ１３６は各位置を区別することができる。スリップリング領域１８７、１８８は、３６０度未満の領域の領域走査中などパンモータが実際のホーム位置を通過しないときにパンモータ２５の位置を確認するのに使用される。

割り込み許可および誤差プロセス２２６は、あらかじめ選択されたさまざまなエラーや状態の条件が満たされると割り込みをマイクロプロセッサ１０２に送る。たとえば、パンまたはチルトホーム位置誤差が検出されると、割り込みが生成され、マイクロプロセッサ１０２にステップ誤差を不揮発性メモリ１１４に保存するように指示する。割り込みは、パンまたはチルトモータが停止したときなどのモータの状態に対しても生成可能である。

図１４と再度図８を参照して、２連サーモスタット１１８を読みとり、ヒータ素子５５をオンにするヒータドライバ１２０を制御するＣＰＬＤ１０８内のヒータ制御プログラムについて説明する。ステップ２３０でプログラムが初期化されると、サーモスタットＴ１の状態がステップ２３２で確認され、温度が選択された最大温度よりも高い場合は、ステップ２３４でヒータがオフになる。ドームが熱くなり過ぎないように、Ｔ１を設定できる。サーモスタットＴ１とＴ２は設定温度から５度高い温度よりも高くなると作動状態になり、温度が正確な設定点未満になるまで作動状態を維持する。温度が選択された最低温度未満のときにかならず発生するサーモスタットＴ１とＴ２が作動していない状態では、ヒータはステップ２３８でオンになる。サーモスタットＴ２が作動状態で、ヒータタイマがステップ２４０でオンの場合、ステップ２３８でヒータはオンになるか、オンを維持する。ヒータタイマがステップ２４０でオンでなく、ヒータの手動要求がステップ２４２で受け取られていない場合、ヒータはステップ２３４でオフになる。ヒータタイマがステップ２４０でオンでなく、ヒータ手動要求がステップ２４２で受け取られると、ヒータタイマはステップ２４４でオンになり、ヒータはステップ２３８でオンになる。

手動ヒータモードが自動サーモスタット制御に追加されていて、操作者は手動ヒータモードを使用して屋外のドーム半球の曇りや氷を除去することができる。ヒータタイマはドームが連続して熱せられるのを防止する。サーモスタットＴ１をたとえば約５度のヒステリシスを設けてセ氏３５．７度に設定すると、サーモスタットＴ１は約３５．７度でヒータ素子をオンにするが、セ氏４０．７度までオフにしない。Ｔ２を約５度のヒステリシスを設けてセ氏２１．８度に設定すると、サーモスタットＴ２は２１．８度でオンになるがセ氏２６．８度まではオフにならない。実際、ヒータタイマがステップ２４０でオンの場合、ヒータ素子はサーモスタットＴ１により制御され、オンではない場合、サーモスタットＴ２がヒータ素子を制御する。したがって、ユーザは設定済みの期間、手動で高い温度範囲を選択することができる。その結果、ドームの内部温度は新しい水準まで上昇し、そのため半球に全体に吹き付けられる空気はたとえば前述の数値の温度に対して約１４度暖かくなる。

曇り除去は、一定期間ヒータのオンとオフを手動で繰り返すことにより２つのサーモスタットＴ１とＴ２を切り替えることで達成される。この操作で、ドーム内の温度の変化が大きくなり、ドーム内の湿度が飽和した空気が膨張し、取り付け開口から排出される。もう一方のサーモスタットによる繰り返しに切り替えると、内部の空気が収縮し、冷たい乾燥した外気が導入され、それからその外気は熱せられ湿度が飽和していない状態になる。曇り除去は２つのサーモスタットＴ１とＴ２を繰り返し切り替えることで自動的に実行することができる。

本発明の範囲から逸脱せずに本発明を変形したり修正することが可能であることを理解されたい。また、本発明の範囲は、本明細書で開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、これらの開示された実施形態を考慮した上で理解される併記の特許請求の範囲にのみ従うものであることを理解されたい。

Claims (4)

1. ビデオ監視カメラのエンクロージャ内のヒータを制御するための方法であって
   ビデオ監視カメラのエンクロージャ内の温度を計測するステップと、
   第１のサーモスタットが作動している場合に前記エンクロージャ内のヒータ素子を停止するステップと、
   第２のサーモスタットが停止している場合に前記ヒータ素子を作動させるステップと、
   前記第２のサーモスタットが作動し、ヒータタイマがオンの場合に前記ヒータ素子を作動させるステップと、
   前記第２のサーモスタットが作動し、ヒータの手動要求を受け取る場合に前記ヒータ素子を作動させ、前記ヒータタイマをオンにし、前記ヒータ手動要求を受け取らない場合は前記ヒータ素子を停止するステップと
   を含む方法。
2. 前記温度が第１と第２の設定温度よりも約５度高い温度よりも高くなったときに、前記第１のサーモスタットと前記第２のサーモスタットはそれぞれ作動する請求項１に記載の方法。
3. ビデオ監視カメラのエンクロージャ内の温度を計測する手段と、
   第１のサーモスタットが作動している場合に前記エンクロージャ内のヒータ素子を停止する手段と、
   第２のサーモスタットが停止している場合に前記ヒータ素子を作動させる手段と、
   前記第２のサーモスタットが作動していて、ヒータタイマがオンの場合に前記ヒータ素子を作動させる手段と、
   前記第２のサーモスタットが作動していて、ヒータの手動要求を受け取る場合に前記ヒータ素子を作動させヒータタイマをオンにし、前記ヒータ手動要求を受け取らない場合は前記ヒータ素子の作動を停止する手段と
   を備えるビデオ監視カメラのエンクロージャ内のヒータを制御するための装置。
4. 前記温度が第１と第２の設定温度よりも約５度高い温度よりも高くなったときに、前記第１のサーモスタットと前記第２のサーモスタットはそれぞれ作動する、請求項３に記載の装置。

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