JP3662066B2 - Servo circuit for pan head - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は雲台用サーボ回路、特にテレビカメラのパン、チルトの動作、レンズ部のフォーカス、ズーム等の動作を位置検出器を用いて行うサーボ回路の制御内容に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、雲台を用いてテレビカメラを遠隔操作することが行われており、テレビカメラ自体をパン(左右方向)、チルト(上下方向)に駆動し、またレンズ部のフォーカス、ズームを駆動するために、サーボ回路が用いられる。このサーボ回路では、ポテンショメータ等の位置検出器により駆動部の動作位置が逐次検出され、この位置検出データをフィードバックすることにより、制御位置へ駆動対象を動かすことができる。
【0003】
また、テレビカメラの駆動制御では、プリセットショット動作の機能があり、このプリセットショット動作は、上記パン、チルト等の動作位置をショット位置として前以てセットしておき、このショット位置へ操作釦によって自動的にカメラを動作させるものである。そして、このプリセットショット動作においては、上述した位置制御方式のサーボ回路が必要となり、位置検出器で得られた位置データに基づき、予めセットしたショット位置へ正確に動作させることが可能となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のサーボ回路では、動作位置への静止精度(位置再現性)が位置検出器であるポテンショメータの精度や取付けシャフトの位置出し精度に左右され、ショット動作では必ずしもセットした位置へ高精度で動作させることができないという問題があった。即ち、上記ポテンショメータ自体及び駆動対象からポテンショメータまでの間には、いわゆるバックラッシュがあり、このバックラッシュの存在により駆動対象がプリセット位置よりも行き過ぎて停止する場合がある。
【0005】
図9には、制御信号の出力とポテンショメータの出力との関係が示されており、図(A)に示されるように、目標の位置Oが座標の(0,0)点にあるとすると、制御信号の出力と位置の関係は直線で表すことができるが、ポテンショメータの出力においては、図(B)のようなヒステリシス特性を示し、図(C)に示されるように、実際のパン動作で考えると、左方向(右側から左側)への動作Lにおいては、目標位置Oを超えて位置O1 まで駆動され、右方向(左側から右側)への動作Rにおいては、目標位置Oを超えて位置O2 まで駆動されることになる。
【0006】
従って、上記のようなヒステリシス特性がある場合、ショット動作においては、予めセットした目標位置よりもずれた位置に静止させることになる。もちろん、ポテンショメータとして高精度のものを使用し、シャフトの位置出しを高精度とすれば、上記のずれ量を無視できる微小なものとすることができるが、この場合には高コスト化を避けることができない。
【0007】
そして、上記の静止精度はレンズの焦点距離が短いときよりも、長いときに問題となり、例えば画角が2度となる焦点距離に設定されているとき、誤差が±1度あったとすると、場合によっては画面から撮影対象の半分が外れてしまう可能性がある。従って、焦点距離が長くなるとき、即ち遠くを拡大して観察する場合には、高い精度が要求される。
【0008】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動対象を従来よりも高精度で静止させることが可能となる雲台用サーボ回路を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第1請求項記載の発明は、テレビカメラの各駆動部に位置検出器を設け、この位置検出器の出力に基づき上記各駆動部を駆動制御すると共に、予め設定されたテレビカメラのショット位置にショット動作をする雲台用サーボ回路において、上記ショット位置のデータ及び駆動制御に関するデータを記憶するメモリと、上記位置検出器の出力に基づいて実行されるテレビカメラ動作の目標位置と実際の動作位置とのずれ量を演算し、そのずれ量を上記メモリに記憶するずれ量演算手段と、上記ショット動作時には上記メモリに格納されたずれ量を調整したショット位置の制御信号を出力する駆動制御手段と、を設けたことを特徴とする。上記の各駆動部とは、カメラ自体をパン、チルトに動作させる駆動部や、カメラレンズ部のズーム、フォーカス等の機能の駆動部を示している。
第2請求項記載の発明は、上記ずれ量演算手段は、上記ショット位置の設定(プリセット)時に、異なる動作方向毎にずれ量を調整したショット位置を演算し、このショット位置データをメモリに記憶することを特徴とする。
第3請求項記載の発明は、上記駆動制御手段は、動作方向に拘わらず、上記ショット位置よりも、上記ずれ量演算手段で得られたずれ量の1/2の量だけ手前の位置の制御信号を出力することを特徴とする。
【0010】
上記の第1及び第2請求項記載の構成によれば、プリセットしたショット位置である目標位置に対し、左右方向から実際にテレビカメラを動作させ、ずれ量が確認されたときには、動作方向を一致させて目標位置までの動作をやり直し、その停止位置を操作釦等により読み込む。そして、この停止位置と目標位置との差に基づいてずれ量が演算され、このずれ量はメモリに記憶される。また、その後のショット位置の設定では、動作方向毎に制御データとしてのショット位置を設定することとし、例えばパン駆動において右方向(動作ずれが生じると考えらる方向)動作の制御位置に対し、上記ずれ量を差し引いた手前の位置をショット位置として設定・記憶する。従って、この右方向動作では目標位置の手前の位置に駆動され、これにより目標位置に正確に静止させることが可能となる。
【0011】
第3請求項記載の構成によれば、両動作方向において、上記ずれ量の1/2の量だけショット位置よりも手前の位置に駆動するように制御されることになり、これによっても静止精度を向上させることができる。これによれば、ずれ量調整の制御が簡単となる利点がある。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1には、実施形態の一例である雲台用サーボ回路の構成が示されており、図の上側が雲台コントローラ、下側がパン及びチルトの雲台ヘッドの構成となっている。図において、コントローラ側では、ジョイスティック10、ショット釦11、ロータリーエンコーダ12が設けられ、これら操作部材は入出力(I/O)部14に接続されており、上記ジョイスティック10とI/O部14との間にはA/D変換器13が設けられる。上記I/O部14に接続して、CPU(中央処理部)15が設けられ、このCPU15はインターフェース16に接続される。
【0013】
一方、パン及びチルトのヘッド側でも、インターフェース18に接続してCPU19が設けられ、このCPU19にはショット位置やずれ量のデータを記憶するメモリ20が接続される。即ち、上記CPU19では、任意の目標位置Pに対し、パン駆動では左右両方向(チルト駆動では上下両方向)の動作を実行した位置P1 ,P2 を判定し、ずれ量PO をPO =|P1 −P2| により演算する。そして、これらPO ,P1 ,P2 のデータを上記メモリ20の初期設定データ領域(1)に記憶する。
【0014】
また、上記のCPU19では、ショット位置のプリセット時に上記ずれ量PO を調整し、そのショット位置データ(制御データ)をメモリ20[ショット位置データ領域(2),(3)等]に記憶するための制御を行っている。即ち、当該例では、ポテンショメータ(26)のバックラッシュの影響が反転動作時に生じるということに着目し、プリセット時に実行した方向、例えば右方向(左側から右側)に動作して決定した場合は、そのショット位置を右方向動作のショット位置データとして記憶させ、プリセット実行時と逆方向、ここで左方向(右側から左側)動作のショット位置について、上記のずれ量分だけ手前にした位置を、左方向のショット位置データとして記憶させる。従って、この場合は、バックラッシュにより位置ずれが生じる左方向の動作のみがそのずれ量だけ手前に調整されて駆動制御されることになる。
【0015】
上記CPU19には、入出力(I/O)部21、D/A変換器22を介して、比較器23及びサーボアンプ24が接続され、このサーボアンプ24にモータ25が接続される。このモータ25には、位置検出器としてのポテンショメータ26が配置され、このポテンショメータ26の検出信号は上記比較器23にフィードバックされる。この比較器23からポテンショメータ26までの回路は、パン、チルトの駆動部毎に配置されており、レンズ部のフォーカス、ズーム等の駆動部にも配置される。なお、上記ポテンショメータ26はレゾルバ、エンコーダ等の他の位置検出器としてもよい。
【0016】
上記の比較器23によれば、D/A変換器22から出力されたショット位置の制御信号からポテンショメータ26から出力された現在位置の制御信号を差し引き、その差分を駆動信号としてサーボアンプ24に出力する。そして、サーボアンプ26は、駆動信号に対応した駆動電圧をモータ25に供給することになり、これによって駆動対象が目標であるショット位置へ駆動される。
【0017】
実施形態例は以上の構成からなり、パン駆動についての作用を図2乃至図7に基づいて説明する。図2及び図3には、ずれ量を演算し記憶する初期設定モード(ずれ量設定モード)の動作が示されており、各図では図(A)に操作自体を示し、図(B)にコントローラ側の動作、図(C)にヘッド側の動作を示している。まず、操作釦等で初期設定モードにすると(ステップ101)、コントローラ(ステップ201)がCPU15の制御により、初期設定モード信号をヘッドに出力し、ヘッド(ステップ301)ではメモリ20の初期設定データ領域(1)へデータを記憶可能な状態とする。
【0018】
そして、ジョイスティック10を用いてマニュアル操作によりショット位置を決める(ステップ102)ことになる。このとき、コントローラ(ステップ202)がジョイスティック出力をA/D変換器13からCPU15に入力した後、その操作量をヘッドへ出力し、ヘッド(ステップ302)では、この操作量を位置制御信号に変換し、位置制御信号をD/A変換器22を介して駆動部へ出力する。従って、駆動部では上記位置制御信号とポテンショメータ26から出力される現在の位置信号の比較出力がサーボアンプ24へ供給され、このサーボアンプ24の出力によりモータ25が駆動される。
【0019】
ここで、図7(A)に示されるように、目標位置であるショット位置Pにテレビカメラを動作させたとすると、この動作後には、操作釦等でそのショット位置データ(制御のための位置データ)P1 を記憶する(ステップ103)。このとき、コントローラ(ステップ203)はストア信号をヘッドに出力するので、ヘッド(ステップ303)ではショット位置データP1 がメモリ20のデータ領域(1)に記憶される。
【0020】
次に、上記のショット位置と異なる場所にテレビカメラを移動させる(ステップ104)。ここで、コントローラ(ステップ204)及びヘッド(ステップ304)は、上記ステップ202及びステップ302と同じ動作を行う。そうして、ショット釦11により、実際にショットを実行する(ステップ105)。このとき、コントローラ(ステップ205)はショット位置データP1 のロード信号をヘッドへ出力し、ヘッド(ステップ306)では、メモリ20のデータ領域(1)からショット位置データP1 を読み出し、D/A変換器22を介して駆動部へ出力する。従って、この場合は、制御位置データP1 に基づき、上述したモータ25によりプリセットされたショット位置Pへテレビカメラがパン駆動される。例えば、図7(A)の矢示Rのように、右方向動作が実行される。
【0021】
今度は、反対の方向からショット動作を実行する(ステップ106)。このとき、コントローラ(ステップ206)は上記ステップ204及び205と同じ動作を繰り返し、ヘッド(ステップ306)でも、上記ステップ304及び305と同じ動作を繰り返すことにより、反対方向からショット位置データP1 に基づいてショット動作が実行される。即ち、図7(A)では矢示Lのように、左方向動作が実行される。
【0022】
次に、上記の動作において、プリセットした位置Pと大きくずれたのはどちらの方向から実行したときであるかを確認し(ステップ107)、大きくずれた方向の動作において、ジョイスティック10のマニュアル操作により逆戻りしプリセット位置Pで停止させる(ステップ108)。例えば、図7(A)に示されるように、左方向動作Lが位置Pからずれた場合は、一旦右へ大きく戻し、再度左方向へ動かして位置Pで停止させる。ここで、位置Pで停止できずに通り過ぎてしまった場合は、必ず動作方向を一致させた状態(この場合は左方向)として、丁度位置Pで停止するようになるまでやり直す。このようにして設定したときの制御位置がP2 となる。
【0023】
その後、操作釦等によって上記停止位置の読込み操作を行う(ステップ109)。このとき、コントローラ(ステップ209)はストア信号をヘッドへ出力し、ヘッド(ステップ309)では、ストア信号により停止位置データP2 をメモリ20のデータ領域(1)へ記憶する。最後に、初期設定モードを解除することになり(ステップ110)、コントローラ(ステップ210)は当該解除信号を出力する。このとき、ヘッド(ステップ310)では、PO =|P1 −P2|を演算し、次のステップ311で演算値PO をメモリ20のデータ領域(1)に記憶する。なお、このような初期設定は、上述のように実際に使用するコントローラーで行ってもよいし、回転式ツマミ(エンコーダ、ボリューム)等の初期設定専用治具を用いて行ってもよい。
【0024】
図4及び図5には、ショット位置のプリセット時の動作が示されており、図4(A)に操作自体を示し、図4(B)にコントローラ側の動作、図5にヘッド側の動作を示している。図4において、まずマニュアル操作でショット位置を決めることになるが(ステップ121)、このときコントローラ(ステップ221)は、初期設定モードの場合と同様に、ジョイスティック10の出力をCPU15に入力した後、その操作量をヘッドへ出力し、ヘッド(ステップ321)では、この操作量を位置制御信号に変換し、位置制御信号をD/A変換器22を介して駆動部へ出力するので、テレビカメラが例えばパン駆動の所望のショット位置へ動かされる。
【0025】
そして、上記のショット位置が決った後に、メモリ釦を押し(ステップ122)、その後に記憶したい番号のショット釦を押す(ステップ123)操作をするが、このときコントローラはストア信号をヘッドへ出力し(ステップ222)、またショット番号もヘッドへ出力する(ステップ223)。
【0026】
一方、ヘッドでは、図5に示されるように、ステップ322でプリセット時の動作方向は、右方向であったか否かを検出する。ここでは、図7(B),(C)に示されるように、ショット位置Qへプリセットする場合を考え、図7(B)の矢示Rのように、右方向動作であったとすると、ステップ323で、右方向に動作するときのショット位置データQ1 として現在位置を、ショット番号と共にメモリ20のデータ領域(2)へ記憶する。即ち、静止位置のずれの原因であるポテンショメータ26のバックラッシュは、一般に方向が反転する際に現れることから、プリセット時の上記右方向動作Rと同一の右方向動作のショット位置データQ1 は、目標とするショット位置Qと一致する。従って、当該例では、同一の動作方向のデータはそのまま用いる。
【0027】
そして、次のステップ323において、上記の初期設定モードで演算したずれ量PO だけ右側の位置Q2 をショット番号と共に、メモリ20のデータ領域(3)へ記憶する。即ち、この場合は、上記理由から左方向動作のショット位置データQ2 についてのみ、上記Q1 からずれ量PO だけ手前の位置に設定しており、この位置Q2 に駆動制御することにより、実際の左方向動作では、実線の矢示Lで示されるように、目標のショット位置Qで停止できるようにする。
【0028】
また、上記ステップ322にて左方向の動作であると判定されたときは、ステップ325にて、左方向に動作するときのショット位置データQ2 として現在の位置をショット番号と共にメモリ20のデータ領域(3)へ記憶する。次のステップ326では、上記ずれ量PO だけ左側の位置Q1 をショット番号と共に、メモリ20のデータ領域(2)へ記憶する。
【0029】
このときの状態が、図7(C)に示されており、プリセット時の動作方向が矢示Lのように、左方向であったとすると、同一の左方向動作のショット位置データQ2 は、目的とするショット位置Qと一致する。従って、左方向動作のショット位置データQ1 についてのみ、位置Q2 からずれ量PO だけ手前の位置に設定しており、これによって、実際の右方向動作では、実線の矢示Rで示されるように、目標のショット位置Qで停止できることになる。
【0030】
図6には、実際のショットの動作が示されており、図(A)に操作自体を示し、図(B)にコントローラ側の動作、図(C)にヘッド側の動作を示している。まず、ある番号のショット釦11を押す(ステップ131)と、コントローラ(ステップ231)は、そのショット番号をヘッドへ出力する。そうすると、ヘッドでは、ステップ331でショット番号を入力し、そのショット番号の右方向動作のショット位置データQ1 をロードする(ステップ332)と共に、左方向動作のショット位置データQ2 をロードする(ステップ333)。
【0031】
次のステップ334では、上記ショット位置データQ1 が現在位置よりも右方向か否かを判定しており、右方向(Y)のときは、ステップ335にてショット位置Q1 までモータ25を駆動する。一方、ステップ334で、左方向(N)であると判定されたときは、ステップ336にてショット位置Q2 までモータ25を駆動する。これによれば、図7(B),(C)で説明したように、いずれかの方向のずれ量が調整されて、目標位置Qに正確に静止することになる。
【0032】
図8には、従来の図9との比較図が示されており、上記例の動作では、図(A)の制御信号で示されるように、両方向動作が共に手前の位置に制御されることになる。従って、図(B)のようなヒステリシス特性がポテンショメータにおいて生じる場合でも、図(C)に示されるように、実際の駆動では、右方向動作R及び左方向動作Lの両動作において、目標のショット位置Qに正確に静止させることが可能となる。
【0033】
上記実施形態例では、右方向動作のショット位置データQ1 と左方向動作のショット位置データQ2 の両者をメモリ20に記憶しているが、これらのデータQ1 ,Q2 のいずれか一方を記憶し、ショット実行時にずれ量PO により他方の位置を演算し、これを出力するようにしてもよい。また、上記ずれ量PO に関するデータを記録するメモリ20の初期設定データ領域(1)は、ROM化して組み込み、このROM内に多数のPO の値を書き込んでおき、初期設定時に一つのPO 値を選択して用いてもよく、また各種のPO 値をそれぞれ別のROMに書込み、ROMを選択して組み込むようにしてもよい。
【0034】
更に、ヘッドのCPU19では、動作方向に拘わらず、上記ずれ量の1/2の量だけ、ショット位置よりも手前の位置の制御信号を出力するようにしてもよい。即ち、例えば上記のパン駆動において、プリセットしたショット位置(Q3 )に対し、左方向動作及び右方向動作の両者において、(1/2)PO の量の手前の位置の制御信号を出力し、これによってモータ25を駆動するようにしてもよい。
【0035】
これによれば、少なくともずれ量の1/2程度が改善され、プリセット時のショット位置とは1/2程度のずれが生じるが、方向によるずれはなくなり、ショットの実行では必ず同一位置に停止するので、位置再現性が向上する。また、動作方向毎の制御をする必要がないので、設定操作及び制御構成を簡略化することができるという利点がある。
【0036】
また、上述した位置検出器から駆動対象までのバックラッシュ量が作動範囲の各場所で異なる場合には、その作動範囲を幾つかに区分し、例えば3区分に分割した場合は、3つの領域毎にずれ量(PO )を記憶・設定することもできる。従って、この場合のショット動作においては、目標位置の領域を判定し、その領域のずれ量を調整して駆動対象を動作させることになる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、第1請求項記載の発明によれば、位置検出器の出力に基づいて実行されるテレビカメラ動作の目標位置と実際の動作位置とのずれ量を演算し、そのずれ量を上記メモリに記憶すると共に、ショット動作時には上記ずれ量を調整したショット位置の制御信号を出力するようにしたので、高精度でないポテンショメータを使用した場合でも、駆動対象を高精度で静止することが可能となり、高コスト化を避けることができる。また、高精度の位置検出器を使用した場合には、更に静止精度を向上できることになる。
【0038】
第2請求項記載の発明によれば、ショット位置のプリセット時に、異なる動作方向毎にずれ量を調整したショット位置を演算し、このショット位置データに基づいて駆動制御したので、ずれ量の調整が正確に行われる。
【0039】
第3請求項記載の発明によれば、動作方向に拘わらず、ショット位置よりも、上記ずれ量演算手段で得られたずれ量の1/2の量だけ手前の位置の制御信号を出力しており、これによっても静止精度を向上でき、しかもずれ量調整の制御が簡単となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の一例としての雲台用サーボ回路の構成を示すブロック図である。
【図2】実施形態例における初期設定モード(ずれ量設定モード)の動作を示すフローチャートで、図(A)は操作自体、図(B)はコントローラの動作、図(C)はヘッド側の動作の図である。
【図3】実施形態例の上記初期設定モードにおいて、図2の動作の続きを示すフローチャート図である。
【図4】実施形態例のショット位置のプリセット時の動作を示すフローチャートで、図(A)は操作自体、図(B)はコントローラの動作の図である。
【図5】実施形態例のショット位置のプリセット時の動作を示すフローチャートで、ヘッド側の動作の図である。
【図6】実施形態例のショット動作を示すフローチャートで、図(A)は操作自体、図(B)はコントローラの動作、図(C)はヘッド側の動作の図である。
【図7】図1のサーボ回路での動作状態を示し、図(A)は初期設定時の動作状態、図(B),(C)はプリセット時の動作状態の図である。
【図8】図1のサーボ回路での制御状態を示し、図(A)は制御信号の出力と位置の関係、図(B)はポテンショメータの出力と位置の関係、図(C)は実際の動作状態の図である。
【図9】従来のサーボ回路での制御状態を示し、図(A)は制御信号の出力と位置の関係、図(B)はポテンショメータの出力と位置の関係、図(C)は実際の動作状態の図である。
【符号の説明】
10 … ジョイスティック、
11 … ショット釦、
15,19 … CPU、
20 … メモリ、
24 … サーボアンプ、
25 … モータ、
26 … ポテンショメータ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pan / tilt head servo circuit, and more particularly to control contents of a servo circuit that performs operations such as pan and tilt operations of a television camera, focus and zoom of a lens unit using a position detector.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a TV camera is remotely controlled using a pan head, and the TV camera itself is driven in pan (left-right direction) and tilt (up-down direction), and the focus and zoom of the lens unit are driven. For this purpose, a servo circuit is used. In this servo circuit, the operation position of the drive unit is sequentially detected by a position detector such as a potentiometer, and the drive target can be moved to the control position by feeding back the position detection data.
[0003]
The TV camera drive control also has a preset shot operation function. The preset shot operation is set in advance by setting the operation position such as pan, tilt, etc. as a shot position. The camera is automatically operated. In this preset shot operation, the above-described position control type servo circuit is required, and based on the position data obtained by the position detector, the preset shot position can be accurately operated.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional servo circuit, the stationary accuracy (position reproducibility) at the operating position depends on the accuracy of the potentiometer, which is the position detector, and the positioning accuracy of the mounting shaft. There was a problem that could not be operated with. That is, there is a so-called backlash between the potentiometer itself and the drive object to the potentiometer, and the presence of this backlash may cause the drive object to go past the preset position and stop.
[0005]
FIG. 9 shows the relationship between the output of the control signal and the output of the potentiometer. As shown in FIG. 9A, if the target position O is at the (0, 0) point of coordinates, The relationship between the output of the control signal and the position can be expressed by a straight line. However, the output of the potentiometer exhibits a hysteresis characteristic as shown in FIG. (B), and as shown in FIG. Considering, in the operation L in the left direction (from the right side to the left side), it is driven to the position O1 beyond the target position O, and in the operation R in the right direction (from the left side to the right side), the position is over the target position O. It will be driven to O2.
[0006]
Therefore, when there is a hysteresis characteristic as described above, the shot operation is stopped at a position shifted from a preset target position. Of course, if a high-precision potentiometer is used and the shaft is positioned with high accuracy, the above deviation can be negligibly small. In this case, avoid high costs. I can't.
[0007]
The above-mentioned stationary accuracy becomes a problem when the lens has a longer focal length than when the lens has a short focal length. For example, when the angle of view is set to a focal length of 2 degrees, the error is ± 1 degree. Depending on the situation, half of the subject to be photographed may be off the screen. Therefore, high accuracy is required when the focal length is long, that is, when observing by enlarging the distance.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a pan head servo circuit capable of stopping a drive target with higher accuracy than in the past.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a position detector is provided in each drive unit of a television camera, and the drive unit is driven and controlled based on the output of the position detector, and is set in advance. In a pan head servo circuit that performs a shot operation at a shot position of a television camera, a memory for storing the shot position data and data relating to drive control, and a television camera operation that is executed based on the output of the position detector A deviation amount calculating means for calculating a deviation amount between the target position and the actual operation position and storing the deviation amount in the memory, and a shot position control in which the deviation amount stored in the memory is adjusted during the shot operation. Drive control means for outputting a signal. Each of the above-described driving units indicates a driving unit that operates the camera itself to pan and tilt, and a driving unit that performs functions such as zoom and focus of the camera lens unit.
Invention of the second aspect described, the deviation amount calculating means, the setting of the shot position at (preset), calculates the shot position adjusted amount deviation for different operation directions, stores the shot position data in the memory It is characterized by doing.
Invention of the third aspect, wherein, said drive control means, regardless of the operating direction, than the shot position, control of the position of the front by the amount of 1/2 of the displacement amount obtained in the displacement amount calculation means A signal is output.
[0010]
According to the configuration described in the first and second claims, when the TV camera is actually operated from the left and right direction with respect to the target position which is the preset shot position, and the amount of deviation is confirmed, the operation direction is matched. Then, the operation up to the target position is performed again, and the stop position is read by an operation button or the like. A deviation amount is calculated based on the difference between the stop position and the target position, and the deviation amount is stored in the memory. Further, in the setting of the subsequent shot position, the shot position as control data is set for each operation direction. For example, with respect to the control position of the right direction (direction in which motion deviation is considered to occur) in pan driving, The position immediately before the amount of deviation is subtracted is set and stored as a shot position. Therefore, in this rightward movement, the actuator is driven to a position in front of the target position, so that it can be accurately stopped at the target position.
[0011]
According to the third aspect of the present invention, in both movement directions, control is performed so as to drive to a position in front of the shot position by an amount that is ½ of the shift amount. Can be improved. According to this, there is an advantage that control of deviation amount adjustment is simplified.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a configuration of a pan head servo circuit as an example of the embodiment. The top of the diagram is a pan head controller and the bottom is a pan and tilt pan head. In the figure, a joystick 10, a shot button 11, and a rotary encoder 12 are provided on the controller side, and these operating members are connected to an input / output (I / O) unit 14, and the joystick 10 and the I / O unit 14 are connected to each other. Between the two, an A / D converter 13 is provided. A CPU (central processing unit) 15 is provided in connection with the I / O unit 14, and the CPU 15 is connected to the interface 16.
[0013]
On the other hand, on the pan and tilt head side, a CPU 19 is provided connected to the interface 18, and a memory 20 for storing shot position and shift amount data is connected to the CPU 19. That is, the CPU 19 determines the positions P1 and P2 at which an operation in both the left and right directions in pan driving (up and down both directions in tilt driving) is performed with respect to an arbitrary target position P, and the deviation amount PO is set as PO = | P1 -P2 | Calculate by The data of PO, P1, and P2 are stored in the initial setting data area (1) of the memory 20.
[0014]
Further, the CPU 19 adjusts the deviation PO when the shot position is preset, and stores the shot position data (control data) in the memory 20 [shot position data areas (2), (3), etc.]. Control is in progress. That is, in this example, paying attention to the effect of the backlash of the potentiometer (26) during the reversing operation, if it is determined by operating in the direction executed during presetting, for example, the right direction (from left to right) The shot position is memorized as shot position data for rightward movement, and the position that is in the opposite direction to the preset execution, where the leftward (right to left) movement shot position is foremost by the above-mentioned deviation amount is leftward Is stored as shot position data. Therefore, in this case, only the operation in the left direction in which the position shift occurs due to the backlash is adjusted to the front by the shift amount and is controlled.
[0015]
A comparator 23 and a servo amplifier 24 are connected to the CPU 19 via an input / output (I / O) unit 21 and a D / A converter 22, and a motor 25 is connected to the servo amplifier 24. The motor 25 is provided with a potentiometer 26 as a position detector, and a detection signal from the potentiometer 26 is fed back to the comparator 23. The circuits from the comparator 23 to the potentiometer 26 are arranged for each of the pan and tilt driving units, and are also arranged for the driving units such as the focus and zoom of the lens unit. The potentiometer 26 may be another position detector such as a resolver or an encoder.
[0016]
The comparator 23 subtracts the current position control signal output from the potentiometer 26 from the shot position control signal output from the D / A converter 22 and outputs the difference as a drive signal to the servo amplifier 24. To do. Then, the servo amplifier 26 supplies a drive voltage corresponding to the drive signal to the motor 25, and thereby the drive target is driven to the target shot position.
[0017]
The embodiment is configured as described above, and the operation of the pan driving will be described with reference to FIGS. 2 and 3 show the operation of the initial setting mode (deviation amount setting mode) for calculating and storing the deviation amount. In each figure, the operation itself is shown in FIG. The operation on the controller side and the operation on the head side are shown in FIG. First, when an initial setting mode is set with an operation button or the like (step 101), the controller (step 201) outputs an initial setting mode signal to the head under the control of the CPU 15, and the head (step 301) outputs an initial setting data area in the memory 20. Set (1) to a state where data can be stored.
[0018]
Then, the shot position is determined by manual operation using the joystick 10 (step 102). At this time, after the controller (step 202) inputs the joystick output from the A / D converter 13 to the CPU 15, the operation amount is output to the head, and the head (step 302) converts this operation amount into a position control signal. Then, the position control signal is output to the drive unit via the D / A converter 22. Accordingly, the drive unit supplies a comparison output between the position control signal and the current position signal output from the potentiometer 26 to the servo amplifier 24, and the motor 25 is driven by the output of the servo amplifier 24.
[0019]
Here, as shown in FIG. 7A, if the television camera is operated to the target shot position P, after this operation, the shot position data (position data for control) is operated with an operation button or the like. ) P1 is stored (step 103). At this time, since the controller (step 203) outputs a store signal to the head, shot position data P1 is stored in the data area (1) of the memory 20 in the head (step 303).
[0020]
Next, the television camera is moved to a place different from the above shot position (step 104). Here, the controller (step 204) and the head (step 304) perform the same operations as those in step 202 and step 302 described above. Then, the shot is actually executed by the shot button 11 (step 105). At this time, the controller (step 205) outputs a load signal of the shot position data P1 to the head, and the head (step 306) reads the shot position data P1 from the data area (1) of the memory 20, and the D / A converter The output is output to the drive unit 22. Accordingly, in this case, the television camera is pan-driven to the shot position P preset by the motor 25 based on the control position data P1. For example, as shown by an arrow R in FIG.
[0021]
This time, a shot operation is executed from the opposite direction (step 106). At this time, the controller (step 206) repeats the same operations as in steps 204 and 205, and the head (step 306) repeats the same operations as in steps 304 and 305, so that the controller (step 306) is based on the shot position data P1 from the opposite direction. A shot operation is executed. That is, as shown by an arrow L in FIG.
[0022]
Next, in the above operation, it is confirmed from which direction the deviation from the preset position P is executed (step 107). In the operation in the greatly deviated direction, the joystick 10 is manually operated. It reverses and stops at the preset position P (step 108). For example, as shown in FIG. 7A, when the leftward movement L is deviated from the position P, the movement is once returned to the right, moved again to the left, and stopped at the position P. Here, when the vehicle passes by without being stopped at the position P, the operation direction is always matched (in this case, the left direction), and the process is repeated until the vehicle stops just at the position P. The control position when set in this way is P2.
[0023]
Thereafter, the stop position is read with an operation button or the like (step 109). At this time, the controller (step 209) outputs a store signal to the head, and the head (step 309) stores the stop position data P2 in the data area (1) of the memory 20 by the store signal. Finally, the initial setting mode is canceled (step 110), and the controller (step 210) outputs the cancellation signal. At this time, the head (step 310) calculates PO = | P1-P2 | and stores the calculated value PO in the data area (1) of the memory 20 in the next step 311. Such initial setting may be performed by a controller that is actually used as described above, or may be performed using a jig dedicated to initial setting such as a rotary knob (encoder, volume).
[0024]
4 and 5 show operations at the time of presetting the shot position. FIG. 4A shows the operation itself, FIG. 4B shows the operation on the controller side, and FIG. 5 shows the operation on the head side. Is shown. In FIG. 4, the shot position is first determined manually (step 121). At this time, the controller (step 221) inputs the output of the joystick 10 to the CPU 15 as in the case of the initial setting mode. The operation amount is output to the head, and the head (step 321) converts the operation amount into a position control signal and outputs the position control signal to the drive unit via the D / A converter 22, so that the TV camera For example, it is moved to a desired shot position for pan driving.
[0025]
After the shot position is determined, the memory button is pressed (step 122), and then the shot button with the number to be stored is pressed (step 123). At this time, the controller outputs a store signal to the head. (Step 222), and the shot number is also output to the head (Step 223).
[0026]
On the other hand, as shown in FIG. 5, the head detects whether or not the operation direction at the time of presetting is the right direction in step 322. Here, as shown in FIGS. 7B and 7C, considering the case of presetting to the shot position Q, assuming that the movement is in the right direction as indicated by the arrow R in FIG. At 323, the current position is stored in the data area (2) of the memory 20 together with the shot number as shot position data Q1 when operating in the right direction. That is, since the backlash of the potentiometer 26 which is the cause of the deviation of the stationary position generally appears when the direction is reversed, the shot position data Q1 of the rightward movement same as the rightward movement R at the preset time is the target position. Is coincident with the shot position Q. Therefore, in this example, data in the same operation direction is used as it is.
[0027]
In the next step 323, the position Q2 on the right side by the deviation PO calculated in the initial setting mode is stored in the data area (3) of the memory 20 together with the shot number. That is, in this case, only the shot position data Q2 of the leftward movement is set to the position before the shift amount Q1 from the above Q1 for the above reason, and the actual leftward direction is controlled by controlling the drive to this position Q2. In operation, as indicated by the solid line arrow L, it is possible to stop at the target shot position Q.
[0028]
If it is determined in step 322 that the motion is in the left direction, in step 325, the current position is combined with the shot number as the shot position data Q2 when the motion is performed in the left direction (data area of the memory 20). Remember to 3). In the next step 326, the position Q1 on the left side by the deviation P0 is stored in the data area (2) of the memory 20 together with the shot number.
[0029]
The state at this time is shown in FIG. 7C, and if the operation direction at the time of preset is the left direction as indicated by arrow L, the shot position data Q2 of the same left direction operation is Is coincident with the shot position Q. Accordingly, only the shot position data Q1 for the leftward movement is set to a position before the position Q2 by a deviation PO, so that in the actual rightward movement, as indicated by the solid arrow R, It is possible to stop at the target shot position Q.
[0030]
FIG. 6 shows an actual shot operation. FIG. (A) shows the operation itself, FIG. (B) shows the operation on the controller side, and FIG. 6 (C) shows the operation on the head side. First, when a shot button 11 with a certain number is pressed (step 131), the controller (step 231) outputs the shot number to the head. Then, the head inputs the shot number in step 331, loads the shot position data Q1 for the rightward movement of the shot number (step 332), and loads the shot position data Q2 for the leftward movement (step 333). .
[0031]
In the next step 334, it is determined whether the shot position data Q1 is in the right direction from the current position. If the shot position data Q1 is in the right direction (Y), the motor 25 is driven to the shot position Q1 in step 335. On the other hand, if it is determined in step 334 that the direction is leftward (N), the motor 25 is driven to the shot position Q2 in step 336. According to this, as described with reference to FIGS. 7B and 7C, the shift amount in either direction is adjusted and the object position Q is accurately stopped.
[0032]
FIG. 8 shows a comparison with the conventional FIG. 9, and in the operation of the above example, both directions of operation are controlled to the front position as shown by the control signal in FIG. become. Therefore, even when the hysteresis characteristic as shown in FIG. (B) occurs in the potentiometer, as shown in FIG. (C), in the actual drive, the target shot is obtained in both the right direction operation R and the left direction operation L. It is possible to accurately stand still at the position Q.
[0033]
In the above embodiment, both the shot position data Q1 for the rightward movement and the shot position data Q2 for the leftward movement are stored in the memory 20, but one of these data Q1 and Q2 is stored and shot. At the time of execution, the other position may be calculated from the deviation amount PO and output. Also, the initial setting data area (1) of the memory 20 for recording data relating to the deviation amount PO is incorporated in the form of a ROM, and a large number of PO values are written in the ROM, and one PO value is set at the initial setting. It may be selected and used, or various PO values may be written in different ROMs, and the ROMs may be selected and incorporated.
[0034]
Furthermore, the CPU 19 of the head may output a control signal at a position before the shot position by an amount equal to ½ of the above-described deviation amount regardless of the operation direction. That is, for example, in the pan driving described above, a control signal at a position before the amount of (1/2) PO is output in both the leftward movement and the rightward movement with respect to the preset shot position (Q3). The motor 25 may be driven by the above.
[0035]
According to this, at least about 1/2 of the shift amount is improved, and a shift of about 1/2 from the shot position at the time of presetting occurs, but there is no shift due to the direction, and the shot is always stopped at the same position. Therefore, position reproducibility is improved. Further, since there is no need to perform control for each operation direction, there is an advantage that the setting operation and the control configuration can be simplified.
[0036]
In addition, when the backlash amount from the position detector to the driving target is different in each place of the operation range, the operation range is divided into several, for example, when divided into three sections, every three areas. It is also possible to store and set the shift amount (PO). Therefore, in the shot operation in this case, the region of the target position is determined, and the drive target is operated by adjusting the shift amount of the region.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, the deviation amount between the target position of the television camera operation to be executed and the actual operation position is calculated based on the output of the position detector, and the deviation amount is calculated. Is stored in the memory and a control signal for the shot position with the deviation amount adjusted is output during a shot operation, so that even if a non-high-precision potentiometer is used, the drive target can be stopped with high precision. This makes it possible to avoid an increase in cost. In addition, when a highly accurate position detector is used, the stationary accuracy can be further improved.
[0038]
According to the second aspect of the invention, when the shot position is preset, the shot position in which the shift amount is adjusted for each different operation direction is calculated, and the drive control is performed based on the shot position data. Exactly done.
[0039]
According to the third aspect of the present invention, the control signal at the position before the shot position by a half of the shift amount obtained by the shift amount calculation means is output regardless of the operation direction. This also has the advantage that the stationary accuracy can be improved and the control of the shift amount can be simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a pan head servo circuit as an example of an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a flowchart showing an operation in an initial setting mode (deviation amount setting mode) in the embodiment. FIG. (A) is an operation itself, FIG. (B) is an operation of a controller, and FIG. (C) is an operation on the head side. FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing a continuation of the operation of FIG. 2 in the initial setting mode of the embodiment.
FIGS. 4A and 4B are flowcharts illustrating operations at the time of presetting shot positions according to the exemplary embodiment. FIG. 4A is an operation itself, and FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation at the time of presetting the shot position in the embodiment, and is a diagram of the operation on the head side.
6A and 6B are flowcharts illustrating a shot operation according to an exemplary embodiment. FIG. 6A illustrates an operation itself, FIG. 6B illustrates a controller operation, and FIG. 6C illustrates a head-side operation.
7 shows an operation state in the servo circuit of FIG. 1, in which FIG. (A) is an operation state at initial setting, and FIGS. (B) and (C) are operation states at presetting.
FIG. 8 shows the control state in the servo circuit of FIG. 1, where FIG. (A) is the relationship between the output of the control signal and position, FIG. (B) is the relationship between the output of the potentiometer and position, and FIG. It is a figure of an operation state.
9A and 9B show control states in a conventional servo circuit, FIG. 9A shows the relationship between the output of the control signal and the position, FIG. 9B shows the relationship between the output of the potentiometer and the position, and FIG. It is a figure of a state.
[Explanation of symbols]
10 ... Joystick,
11 ... Shot button,
15, 19 ... CPU,
20 ... memory,
24 ... Servo amplifier,
25 ... motor,
26: Potentiometer.

Claims (3)

テレビカメラの各駆動部に位置検出器を設け、この位置検出器の出力に基づき上記各駆動部を駆動制御すると共に、予め設定されたテレビカメラのショット位置にショット動作をする雲台用サーボ回路において、
上記ショット位置のデータ及び駆動制御に関するデータを記憶するメモリと、
上記位置検出器の出力に基づいて実行されるテレビカメラ動作の目標位置と実際の動作位置とのずれ量を演算し、そのずれ量を上記メモリに記憶するずれ量演算手段と、
上記ショット動作時には上記メモリに格納されたずれ量を調整したショット位置の制御信号を出力する駆動制御手段と、を設けたことを特徴とする雲台用サーボ回路。
A position sensor is provided in each drive section of the TV camera, and the above-mentioned drive section is driven and controlled based on the output of the position detector, and a pan head servo circuit that performs a shot operation at a preset shot position of the TV camera. In
A memory for storing data on the shot position and data on drive control;
A deviation amount calculating means for calculating a deviation amount between a target position of the television camera operation executed based on an output of the position detector and an actual operation position, and storing the deviation amount in the memory;
A pan head servo circuit comprising drive control means for outputting a shot position control signal in which the shift amount stored in the memory is adjusted during the shot operation.
上記ずれ量演算手段は、上記ショット位置の設定時に、異なる動作方向毎にずれ量を調整したショット位置を演算し、このショット位置データをメモリに記憶することを特徴とする上記第1請求項記載の雲台用サーボ回路。Said deviation amount calculating means, the time setting of the shot position, calculates the shot position adjusted amount deviation for different operation directions, the first claim, wherein the storing the shot position data in the memory Servo circuit for pan head. 上記駆動制御手段は、動作方向に拘わらず、上記ショット位置よりも、上記ずれ量演算手段で得られたずれ量の1/2の量だけ手前の位置の制御信号を出力することを特徴とする上記第1請求項記載の雲台用サーボ回路。It said drive control means, regardless of the direction of movement, than the shot position, and outputs a control signal of position before by the amount of 1/2 of the displacement amount obtained in the displacement amount calculation means A servo circuit for a pan head as set forth in claim 1.
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