JP4394618B2

JP4394618B2 - Pan head camera device

Info

Publication number: JP4394618B2
Application number: JP2005256932A
Authority: JP
Inventors: 顕山浦
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2025-09-05
Also published as: JP2007072006A

Description

本発明は、カメラの撮像方向が雲台の遠隔制御によりプリセットできるようにしたカメラ装置に係り、特に監視システムに好適な雲台カメラ装置に関する。 The present invention relates to a camera device in which an imaging direction of a camera can be preset by remote control of a camera platform, and more particularly to a camera platform camera device suitable for a monitoring system.

近年、遠隔操作が可能なテレビジョン撮像装置と画像モニタを使用し、画像による監視が離れた場所で得られるようにした監視システムが汎用されるようになっているが、このとき使用されるカメラ装置として、撮像方向がプリセットできるようにした雲台カメラ装置が従来から知られている(例えば、特許文献１参照。)。 In recent years, a surveillance system that uses a television imaging device and an image monitor that can be remotely controlled to obtain surveillance by an image at a remote location has come to be widely used. 2. Description of the Related Art Conventionally, a pan head camera device that can preset an imaging direction is known (see, for example, Patent Document 1).

ここで、プリセットとは、予め雲台の旋回角度や仰角度、レンズのズーム倍率を記憶しておき、プリセットの指示に従い雲台とレンズを記憶している角度やズーム倍率等にすることであるが、このとき、図４は、このような従来から知られているカメラ装置の一例で、図において、１は固定部、２は水平回転部、３はカメラ筐体で、このとき固定部１の上に水平回転部２を配置し、この水平回転部２の上部側面にカメラ筐体３を配置し、このカメラ筐体３の中に撮像レンズを備えたテレビジョン撮像装置、つまりカメラを収納してカメラハウジングとしているものである。 Here, “preset” means that the head turning angle and elevation angle, and the zoom magnification of the lens are stored in advance, and the camera head and lens are stored in accordance with the preset instructions, such as the angle and zoom magnification stored. However, FIG. 4 shows an example of such a conventionally known camera device. In FIG. 4, 1 is a fixed portion, 2 is a horizontal rotating portion, 3 is a camera housing, and at this time, the fixed portion 1 is used. The horizontal rotation unit 2 is arranged on the top, the camera case 3 is arranged on the upper side surface of the horizontal rotation unit 2, and a television image pickup device having an imaging lens, that is, a camera is accommodated in the camera case 3. The camera housing.

そして、まず固定部１は、このカメラ装置を必要な場所に設置するための台座となるもので、これに水平回転用シャフト６が垂直に取付けてあり、これにより水平回転部２が任意の旋回角位置に回動でき、カメラにパン(PAN：旋回角)操作とが与えられるようになっている。そして、この水平回転部２に垂直回転用シャフト８を回動可能に水平に保持させ、この垂直回転用シャフト８にカメラ筐体３を取付けることにより、カメラ筐体３が任意の仰角位置に回動でき、カメラにチルト(TILT：仰角)操作が与えられるようになっている。 First, the fixed portion 1 serves as a pedestal for installing the camera device in a necessary place, and a horizontal rotation shaft 6 is vertically attached to the fixed portion 1, whereby the horizontal rotation portion 2 can be arbitrarily swung. The camera can be rotated to an angular position, and a pan (PAN: turning angle) operation can be given to the camera. Then, the vertical rotation shaft 8 is rotatably held horizontally by the horizontal rotation unit 2 and the camera housing 3 is attached to the vertical rotation shaft 8 so that the camera housing 3 can be rotated to an arbitrary elevation angle position. The camera can be tilted (TILT: elevation angle).

このため、水平回転部２には、上記した水平回転用シャフト６と垂直回転用シャフト８の外にも更に水平回転用パルスモータ４と垂直回転用パルスモータ５、水平回転用ウォームギヤ７、カメラ制御回路１０、垂直回転用ベルト１３、電源ユニット４０、原点旋回角センサ４４と原点仰角センサ４５、水平回転用モータ駆動回路４６、それに垂直回転用モータ駆動回路４７などが設けられている。 For this reason, in addition to the horizontal rotation shaft 6 and the vertical rotation shaft 8, the horizontal rotation unit 2 further includes a horizontal rotation pulse motor 4, a vertical rotation pulse motor 5, a horizontal rotation worm gear 7, and camera control. A circuit 10, a vertical rotation belt 13, a power supply unit 40, an origin turning angle sensor 44 and an origin elevation angle sensor 45, a horizontal rotation motor drive circuit 46, and a vertical rotation motor drive circuit 47 are provided.

そして水平回転用モータ駆動回路４６と垂直回転用モータ駆動回路４７は、夫々カメラ制御回路１０により制御されるようになっている。このとき水平回転用シャフト６は中空に作られていて、信号ケーブル９と電力ケーブル４３の２本のケーブルを、外部から固定部１を介して水平回転部２の中に引き込むことができるようになっている。 The horizontal rotation motor drive circuit 46 and the vertical rotation motor drive circuit 47 are controlled by the camera control circuit 10, respectively. At this time, the horizontal rotation shaft 6 is made hollow so that the two cables of the signal cable 9 and the power cable 43 can be drawn into the horizontal rotation portion 2 from the outside via the fixed portion 1. It has become.

そして、まず信号ケーブル９は、映像信号とコントロール信号の伝送用で、外部から引き込まれた後、カメラ制御回路１０に接続され、更にケーブル１４により、同じく中空に作られている垂直回転用シャフト８を介してカメラ筐体３内のテレビジョンカメラにも接続されている。一方、電力ケーブル４３はＡＣ電源供給用で、電源ユニット４０に接続され、それに電力を供給する働きをする。 First, the signal cable 9 is used for transmission of the video signal and the control signal. After being pulled in from the outside, the signal cable 9 is connected to the camera control circuit 10 and is further connected to the camera 14 by the cable 14 for the vertical rotation shaft 8. To the television camera in the camera housing 3. On the other hand, the power cable 43 is for supplying AC power, is connected to the power supply unit 40, and functions to supply power thereto.

このとき電源ユニット４０は、カメラ制御回路１０と水平回転用モータ駆動回路４６及び垂直回転用モータ駆動回路４７に動作用の電力を供給する働きをする。そして水平回転用モータ駆動回路４６は、水平回転用モータケーブル１１を介して水平回転用パルスモータ４に駆動パルスを供給し、垂直回転用モータ駆動回路４７は、垂直回転用パルスモータケーブル１２を介して垂直回転用パルスモータ５に駆動パルスを供給する。 At this time, the power supply unit 40 functions to supply operating power to the camera control circuit 10, the horizontal rotation motor drive circuit 46, and the vertical rotation motor drive circuit 47. The horizontal rotation motor drive circuit 46 supplies drive pulses to the horizontal rotation pulse motor 4 via the horizontal rotation motor cable 11, and the vertical rotation motor drive circuit 47 passes through the vertical rotation pulse motor cable 12. Then, a drive pulse is supplied to the vertical rotation pulse motor 5.

そこで、水平回転用モータ駆動回路４６から駆動パルスが供給されると、水平回転用パルスモータ４が回転し、この結果、水平回転用ウォームギヤ７が回転するので、水平回転部２の全体が水平回転用シャフト６を中心にして回動し、図２に破線で示したように、カメラ筐体３を任意の旋回角に動かし、パン操作することができる。この図２は、図４を上側から見た図であり、このとき原点旋回角センサ４４は、旋回角が原点旋回角(予め設定してある所定の旋回角)になったとき検出信号を発生する働きをする。 Therefore, when a drive pulse is supplied from the horizontal rotation motor drive circuit 46, the horizontal rotation pulse motor 4 rotates, and as a result, the horizontal rotation worm gear 7 rotates, so that the entire horizontal rotation unit 2 rotates horizontally. As shown by the broken line in FIG. 2, the camera housing 3 can be moved to an arbitrary turning angle and panning can be performed. 2 is a top view of FIG. 4. At this time, the origin turning angle sensor 44 generates a detection signal when the turning angle becomes the origin turning angle (a predetermined turning angle set in advance). To work.

同様に、垂直回転用モータ駆動回路４７から駆動パルスが供給されると、垂直回転用パルスモータ５が回転し、これにより垂直回転用ベルト１３を介して垂直回転用シャフト８が回転されるので、カメラ筐体３が垂直回転用シャフト８を中心にして回動し、図３に破線で示したように、任意の仰角に動かし、チルト操作することができる。この図３は、図４を右側から見た図であり、このとき原点仰角センサ４５は、仰角が原点仰角(予め設定してある所定の仰角)になったとき検出信号を発生する働きをする。 Similarly, when a drive pulse is supplied from the vertical rotation motor drive circuit 47, the vertical rotation pulse motor 5 rotates, thereby rotating the vertical rotation shaft 8 via the vertical rotation belt 13. The camera housing 3 rotates about the vertical rotation shaft 8 and can be moved to an arbitrary elevation angle and tilted as indicated by a broken line in FIG. FIG. 3 is a view of FIG. 4 viewed from the right side. At this time, the origin elevation angle sensor 45 functions to generate a detection signal when the elevation angle becomes the origin elevation angle (a predetermined elevation angle set in advance). .

このとき、図示してないが、垂直回転用パルスモータ５から垂直回転用ベルト１３を介して垂直回転用シャフト８に至る回転伝達系には、例えば同軸型の減速機構が介在させてあり、これにより垂直回転用パルスモータ５の回転速度とカメラ筐体３のチルト角の変位速度の間に、例えば１００対１などの所定の減速比が与えられるようになっている。なお、この所定の減速比は、パン角の変位速度についても、水平回転用ウォームギヤ７により同様に与えられていることは説明を要しない。 At this time, although not shown, for example, a coaxial type reduction mechanism is interposed in the rotation transmission system from the vertical rotation pulse motor 5 to the vertical rotation shaft 8 via the vertical rotation belt 13. Thus, a predetermined reduction ratio such as 100 to 1 is given between the rotational speed of the pulse motor 5 for vertical rotation and the displacement speed of the tilt angle of the camera housing 3. It is not necessary to explain that the predetermined reduction ratio is similarly given by the horizontal rotation worm gear 7 with respect to the displacement speed of the pan angle.

次に、このカメラ装置による撮像方向のプリセット動作について説明すると、この従来技術の装置では、上記したように、カメラの駆動にパルスモータを用い、旋回角と仰角の制御を、原点からパルスモータに供給したパルスの個数だけで一義的に行なうようにした、いわゆるオープンループ制御方式を採用しているので、まずイニシャル処理として、カメラの旋回角と仰角を、予め設定してある原点(原点旋回角と原点仰角)に動かす処理が必要である。 Next, the preset operation of the imaging direction by this camera device will be described. In this conventional device, as described above, the pulse motor is used to drive the camera, and the turning angle and the elevation angle are controlled from the origin to the pulse motor. Since the so-called open loop control method is adopted, which is uniquely performed only by the number of supplied pulses, first, as the initial processing, the camera turning angle and elevation angle are set to the preset origin (origin turning angle). To the origin elevation angle).

そして、このイニシャル処理は、次のようにして行なう。すなわちカメラ制御回路１０は、原点旋回角センサ４４と原点仰角センサ４５の検出信号をみながら水平回転用パルスモータ４と垂直回転用パルスモータ５を回動駆動させ、原点旋回角センサ４４と原点仰角センサ４５の検出信号が得られとき停止させることにより、カメラの旋回角と仰角が原点になるようにするのである。このときの原点としては、例えば旋回角については正面を原点旋回角とし、仰角については、カメラ筐体３を水平位置から下向き(又は上向き)の最大限の角度にしたときを原点仰角とすればよい。 This initial process is performed as follows. That is, the camera control circuit 10 drives the horizontal rotation pulse motor 4 and the vertical rotation pulse motor 5 to rotate while observing the detection signals of the origin turning angle sensor 44 and the origin elevation angle sensor 45, and the origin turning angle sensor 44 and the origin elevation angle. By stopping when the detection signal of the sensor 45 is obtained, the turning angle and elevation angle of the camera become the origin. As the origin at this time, for example, with respect to the turning angle, the front is the origin turning angle, and the elevation angle is the origin elevation angle when the camera housing 3 is at the maximum angle downward (or upward) from the horizontal position. Good.

そして、このイニシャル処理が終わったら、ここで上記した撮像方向のプリセット動作に移行し、図示してない監視モニタ部にある操作部から、信号ケーブル９を介して水平回転角度(旋回角)又は水平回転時間及び垂直回転角度(仰角)又は垂直回転時間を表わす情報を含んだ信号、すなわち水平回転角指令及び垂直回転角指令をカメラ制御回路１０に供給する。 Then, when this initial process is completed, the process proceeds to the above-described preset operation in the imaging direction, and from the operation unit in the monitoring monitor unit (not shown), the horizontal rotation angle (turning angle) or horizontal A signal including information indicating the rotation time and the vertical rotation angle (elevation angle) or the vertical rotation time, that is, a horizontal rotation angle command and a vertical rotation angle command are supplied to the camera control circuit 10.

そうすると、これら水平回転角度指令と垂直回転角指令のそれぞれに対応した個数のステップパルスがカメラ制御回路１０から発生され、水平回転用パルスモータ４と垂直回動用パルスモータ５に供給される。これにより水平回転用パルスモータ４と垂直回動用パルスモータ５が回転を開始し、カメラ筐体３の中にあるカメラが原点から指令された旋回角と仰角に向かって動きだす。 Then, the number of step pulses corresponding to each of the horizontal rotation angle command and the vertical rotation angle command is generated from the camera control circuit 10 and supplied to the horizontal rotation pulse motor 4 and the vertical rotation pulse motor 5. As a result, the horizontal rotation pulse motor 4 and the vertical rotation pulse motor 5 start to rotate, and the camera in the camera housing 3 starts to move from the origin toward the turning angle and the elevation angle.

そして各水平回転用パルスモータ４と垂直回動用パルスモータ５は、最終的には指令されたパルスの個数分、原点位置からステップ回転してから停止されるが、このときパルスモータの特性として、原点からの角度は与えられたパルスの個数に一義的に対応しているので、カメラ筐体３内のカメラは、それが指令された方向に正しく向いたとき停止されることになり、フィードバック制御することなく、ここでカメラの撮像方向にプリセットが与えられることになる。 Each horizontal rotation pulse motor 4 and vertical rotation pulse motor 5 are finally stopped after stepping from the origin position by the number of commanded pulses. At this time, as a characteristic of the pulse motor, Since the angle from the origin uniquely corresponds to the number of pulses given, the camera in the camera housing 3 will be stopped when it is correctly oriented in the commanded direction, and feedback control Without presetting, a preset is given to the imaging direction of the camera.

従って、この従来技術によれば、撮像動作を開始すべく、信号ケーブル９を介して外部から所定の制御信号を供給するだけで、カメラ筐体３内にあるカメラを所定の撮像方向にプリセットすることができ、このとき旋回角デコーダや仰角デコーダを用いないでプリセットが得られることになる。
特願２００３−２７４６８１号公報 Therefore, according to this prior art, the camera in the camera housing 3 is preset in a predetermined imaging direction only by supplying a predetermined control signal from the outside via the signal cable 9 in order to start an imaging operation. In this case, a preset can be obtained without using a turning angle decoder or an elevation angle decoder.
Japanese Patent Application No. 2003-274681

上記従来技術は、カメラにプリセットされた撮像方向の精度向上に配慮がされているとは言えず、焦点距離の長い高倍率レンズの使用に制約が生じてしまうという問題があった。これは、焦点距離の長いレンズを使用した場合、その分、視野が狭くなるので、プリセット精度が悪いと、狙っている被写体がプリセットされた視野から外れてしまうからである。 The above prior art cannot be considered to improve the accuracy of the imaging direction preset in the camera, and there is a problem that the use of a high-power lens having a long focal length is limited. This is because, when a lens having a long focal length is used, the field of view is narrowed by that amount, and if the preset accuracy is poor, the target subject is out of the preset field of view.

そして、このようなステッピングモータを用いたオープンループ制御方式によるプリセット制御の場合、ステッピングモータの回転分解能でプリセットの停止精度が決まるのは勿論であるが、イニシャル処理における原点位置の検出精度によっても決まる。つまり、この場合、原点からのステッピングモータのステップ数で位置が決まるので、原点が正しく設定されていなけれは位置精度が落ちてしまうのである。 In the case of preset control by the open loop control method using such a stepping motor, the preset stop accuracy is naturally determined by the rotational resolution of the stepping motor, but it is also determined by the origin position detection accuracy in the initial process. . That is, in this case, since the position is determined by the number of steps of the stepping motor from the origin, if the origin is not set correctly, the position accuracy is lowered.

このときの原点位置の検出精度はセンサの検出精度に依存するが、ここで一般的なセンサの場合、最小検出角度は±０．３度程度で、これ以上の分解能は、コストの制約もあって、望むのが難しく、従って、従来技術では、イニシャル処理の都度、原点にバラツキが生じてしまうのでプリセット精度が不足し、高倍率撮像レンズの使用に制約が生じてしまうのである。 At this time, the detection accuracy of the origin position depends on the detection accuracy of the sensor. However, in the case of a general sensor, the minimum detection angle is about ± 0.3 degrees, and the resolution beyond this is limited by cost. Therefore, in the prior art, since the origin is varied every time the initial processing is performed, the preset accuracy is insufficient and the use of the high-magnification imaging lens is restricted.

本発明の目的は、一般的なセンサを用いて高倍率撮像レンズの使用に対応できるようにしたプリセット方式の雲台カメラ装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a preset type pan / tilt head camera apparatus which can cope with the use of a high-magnification imaging lens using a general sensor.

上記目的は、カメラの撮像方向を遠隔操作する雲台カメラ装置の水平および垂直の回転軸に原点検出手段を備え、前記雲台カメラ装置の水平および垂直のモータ回転軸に所定の回転角度毎にパルスを発生する回転位相検出手段を備え、前記原点検出手段と前記回転位相検出手段に基づいて水平および垂直の回転軸の原点を検出するようにした雲台カメラ装置において、前記原点検出手段と前記回転位相検出手段による検出信号により原点に復帰する動作を行なうとき、前記原点検出手段の検出信号が発生した時点から前記回転位相検出手段の検出信号の周期に等しい時間が経過後、前記回転位相検出手段から得られる検出信号に基づいて原点復帰位置とすることにより達成される。 The object is to provide origin detecting means on horizontal and vertical rotation axes of a pan head camera device for remotely controlling the imaging direction of the camera, and to the horizontal and vertical motor rotation shafts of the pan head camera device at predetermined rotation angles. In a pan head camera device comprising rotational phase detection means for generating a pulse, and detecting origins of horizontal and vertical rotation axes based on the origin detection means and the rotation phase detection means, the origin detection means and the When performing an operation of returning to the origin by a detection signal from the rotation phase detection means, the rotation phase detection is performed after a time equal to the period of the detection signal of the rotation phase detection means has elapsed since the detection signal of the origin detection means was generated. This is achieved by setting the origin return position based on the detection signal obtained from the means .

本発明によれば、プリセット動作の停止精度が向上し、例えば高倍率レンズを使用した場合でも撮像視野がずれてしまう虞が抑えられ、この結果、監視システムに適用して的確で信頼性に富んだ監視業務の遂行に寄与することができる。 According to the present invention, the stopping accuracy of the preset operation is improved, and for example, even when a high-power lens is used, the possibility that the imaging field of view is shifted is suppressed, and as a result, the preset operation is accurate and reliable when applied to a monitoring system. Can contribute to the performance of monitoring work.

以下、本発明による雲台カメラ装置について、図示した実施の形態により詳細に説明する。そして、この本発明によるカメラ装置の一実施の形態を示したのが図１であり、これは、図４の従来技術によるカメラ装置と同様、固定部１と水平回転部２、それにカメラ筐体３で構成されている。そして、この図１において、３０は水平回転位置センサで、３１は垂直回転位置センサであり、その他の構成は、図４の従来技術と同じである。 Hereinafter, a pan head camera apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows an embodiment of the camera device according to the present invention, which is similar to the camera device according to the prior art of FIG. 3 is composed. In FIG. 1, 30 is a horizontal rotational position sensor, 31 is a vertical rotational position sensor, and other configurations are the same as those of the prior art of FIG.

そして、まず、水平回転位置センサ３０は、水平回転用パルスモータ４の回転位置を検出する働きをするもので、このため水平回転用パルスモータ４の回転軸に取付けられ、当該水平回転用パルスモータ４の１回転中の所定の回転位置(所定の角度)において、１回転毎に１回、検出信号を発生するように構成してある。 First, the horizontal rotation position sensor 30 functions to detect the rotation position of the horizontal rotation pulse motor 4. For this reason, the horizontal rotation position sensor 30 is attached to the rotation shaft of the horizontal rotation pulse motor 4. At a predetermined rotational position (predetermined angle) during one rotation of 4, the detection signal is generated once for each rotation.

次に、垂直回転位置センサ３１は、垂直回転用パルスモータ５の回転位置を検出する働きをし、このため垂直回転用パルスモータ５の回転軸に取付けられ、当該垂直回転用パルスモータ５の１回転中の所定の回転位置(所定の角度)において、これも１回転毎に１回、検出信号を発生するように構成してある。 Next, the vertical rotation position sensor 31 functions to detect the rotation position of the vertical rotation pulse motor 5, and is attached to the rotation shaft of the vertical rotation pulse motor 5. At a predetermined rotational position (predetermined angle) during rotation, the detection signal is also generated once every rotation.

次に、この実施形態の動作について説明すると、この実施形態の場合も、イニシャル処理が終わった後、図示しない操作部から水平回転角度指令と垂直回転角指令が供給されたことにより、撮像方向のプリセット動作に移行する点は、図４で説明した従来技術の場合と同じである。 Next, the operation of this embodiment will be described. Also in this embodiment, the horizontal rotation angle command and the vertical rotation angle command are supplied from the operation unit (not shown) after the initial process is completed, so The point of shifting to the preset operation is the same as in the prior art described with reference to FIG.

そして、このとき、プリント水平回転用パルスモータ４と垂直回動用パルスモータ５が所定の個数の駆動パルスにより原点から回転して、カメラが原点から指令された旋回角と仰角に正しく向いたとき停止され、この結果、同じく旋回角デコーダや仰角デコーダを用いることなく、正しくプリセットが得られることになる点も、図４で説明した従来技術の場合と同じである。 At this time, the print horizontal rotation pulse motor 4 and the vertical rotation pulse motor 5 are rotated from the origin by a predetermined number of drive pulses, and are stopped when the camera is correctly directed to the turning angle and elevation angle commanded from the origin. As a result, the preset can be obtained correctly without using the turning angle decoder and the elevation angle decoder as in the case of the prior art described with reference to FIG.

しかして、この図１の実施形態が、図４の従来技術と異なる点は、撮像方向のプリセット動作に移行する前のイニシャル処理における装置の原点旋回角と原点仰角の検出方法にある。そして、このため、上記したように、水平回転位置センサ３０と垂直回転位置センサ３１を設け、水平回転用パルスモータ４の回転位置と垂直回転用パルスモータ５の回転位置が検出できるようにしてある。 Therefore, the embodiment of FIG. 1 differs from the prior art of FIG. 4 in the method of detecting the origin turning angle and origin elevation angle of the apparatus in the initial processing before shifting to the preset operation in the imaging direction. For this reason, as described above, the horizontal rotation position sensor 30 and the vertical rotation position sensor 31 are provided so that the rotation position of the horizontal rotation pulse motor 4 and the rotation position of the vertical rotation pulse motor 5 can be detected. .

このとき、カメラ制御回路１０は、原点旋回角センサ４４と原点仰角センサ４５の検出信号を見ながら水平回転用パルスモータ４と垂直回転用パルスモータ５を回動駆動させ、原点旋回角センサ４４と原点仰角センサ４５の検出信号が得られとき停止させることにより、カメラの旋回角と仰角が原点になるようにする点は、この実施形態でも、従来技術の場合と同じである。 At this time, the camera control circuit 10 drives the horizontal rotation pulse motor 4 and the vertical rotation pulse motor 5 to rotate while observing the detection signals of the origin turning angle sensor 44 and the origin elevation angle sensor 45, and the origin turning angle sensor 44. This embodiment is the same as the prior art in that the turning angle and elevation angle of the camera are set to the origin by stopping when the detection signal of the origin elevation angle sensor 45 is obtained.

また、このときの原点についても、例えば旋回角については正面を原点旋回角とし、仰角については、カメラ筐体３を水平位置から下向き(又は上向き)の最大限の角度にしたときを原点仰角とすればよい点も同じであるが、この実施形態におけるカメラ制御回路１０では、このとき、更に水平回転位置センサ３０の検出信号と垂直回転位置センサ３１の検出信号の双方を取込み、これらを参照してカメラが原点旋回角と原点仰角になったことを検出するようにしており、この点で従来技術とは大きく異なっている。 Also, regarding the origin at this time, for example, the turning angle is set to the origin turning angle, and the elevation angle is set to the origin elevation angle when the camera housing 3 is set to the maximum angle downward (or upward) from the horizontal position. The camera control circuit 10 in this embodiment also takes in both the detection signal of the horizontal rotation position sensor 30 and the detection signal of the vertical rotation position sensor 31 at this time, and refers to them. Thus, it is detected that the camera has reached the origin turning angle and the origin elevation angle, which is greatly different from the prior art.

具体的に説明すると、まず、原点旋回角を検出する場合、この実施形態におけるカメラ制御回路１０は、イニシャル処理中、原点旋回角センサ４４の検出信号が発生したら、この発生時点から予め設定してある時間ｔが経過するのを待ち、この後、水平回転位置センサ３０から最初に検出信号が発生された時点を原点旋回角が検出された時点とする。そして、ここで水平回転用パルスモータ４に対する駆動パルスの供給を停止する。 More specifically, first, when detecting the origin turning angle, the camera control circuit 10 in this embodiment sets in advance from the time when the detection signal of the origin turning angle sensor 44 is generated during the initial process. After a certain time t has elapsed, the time when the detection signal is first generated from the horizontal rotation position sensor 30 is defined as the time when the origin turning angle is detected. The supply of drive pulses to the horizontal rotation pulse motor 4 is stopped here.

また、原点仰角を検出する場合、カメラ制御回路１０は、イニシャル処理中、原点仰角センサ４５の検出信号が発生したら、この発生時点から予め設定してある時間ｔが経過するのを待ち、この後、垂直回転位置センサ３１から最初に検出信号が発生された時点を原点仰角が検出された時点とする。そして、ここで垂直回転用パルスモータ５に対する駆動パルスの供給を停止するのである。 When detecting the origin elevation angle, when the detection signal of the origin elevation angle sensor 45 is generated during the initial processing, the camera control circuit 10 waits for a preset time t to elapse from this point in time. The time when the detection signal is first generated from the vertical rotation position sensor 31 is the time when the origin elevation angle is detected. Then, the supply of drive pulses to the vertical rotation pulse motor 5 is stopped here.

ここで、前述の通り、水平回転位置センサ３０は水平回転用パルスモータ４の１回転中の所定の回転位置(所定の角度)において、１回転毎に１回、検出信号を発生し、垂直回転位置センサ３１は垂直回転用パルスモータ５の１回転中の所定の回転位置(所定の角度)において、同じく１回転毎に１回、検出信号を発生する。そこで、上記した時間ｔを、イニシャル処理時の駆動パルスで決まる水平回転位置センサ３０と垂直回転位置センサ３１による検出信号の周期に等しい時間に設定しておく。 Here, as described above, the horizontal rotation position sensor 30 generates a detection signal once every rotation at a predetermined rotation position (predetermined angle) during one rotation of the horizontal rotation pulse motor 4, and performs vertical rotation. The position sensor 31 similarly generates a detection signal once every rotation at a predetermined rotation position (predetermined angle) during one rotation of the vertical rotation pulse motor 5. Therefore, the above-described time t is set to a time equal to the period of the detection signal from the horizontal rotation position sensor 30 and the vertical rotation position sensor 31 determined by the drive pulse at the time of initial processing.

そうすると、水平回転位置センサ３０の検出精度が原点旋回角センサ４４と同じで、垂直回転位置センサ３１の検出精度が原点仰角センサ４５と同じであった場合でも、イニシャル処理に際して、原点旋回角センサ４４と原点仰角センサ４５の検出精度よりも高い検出精度でカメラの原点を検出するすることができる。 Then, even if the detection accuracy of the horizontal rotation position sensor 30 is the same as that of the origin turning angle sensor 44 and the detection accuracy of the vertical rotation position sensor 31 is the same as that of the origin elevation angle sensor 45, the origin turning angle sensor 44 is used in the initial process. The origin of the camera can be detected with a detection accuracy higher than that of the origin elevation angle sensor 45.

これは、水平回転位置センサ３０と垂直回転位置センサ３１が、原点旋回角センサ４４と原点仰角センサ４５よりも多く回転されるからである。つまり、同じ範囲のパン操作とチルト操作に際して、検出信号の発生回数が多くなるので、その分、検出精度が高くなるのである。具体的には、水平回転用パルスモータ４の回転速度と水平回転部２のパン角の変位速度の間に与えられている減速比と、垂直回転用パルスモータ５の回転速度とカメラ筐体３のチルト角の変位速度の間に与えられている減速比に応じて検出精度が高くなり、具体的には、減速比が１００対１なら検出精度は１００倍、分解能で言えば１／１００になるからである。 This is because the horizontal rotation position sensor 30 and the vertical rotation position sensor 31 are rotated more than the origin turning angle sensor 44 and the origin elevation angle sensor 45. In other words, the number of detection signal generations increases during panning and tilting operations in the same range, so that the detection accuracy increases accordingly. Specifically, the reduction ratio given between the rotation speed of the horizontal rotation pulse motor 4 and the pan angle displacement speed of the horizontal rotation unit 2, the rotation speed of the vertical rotation pulse motor 5, and the camera housing 3. The detection accuracy increases in accordance with the reduction ratio given during the displacement speed of the tilt angle of the lens. Specifically, if the reduction ratio is 100 to 1, the detection accuracy is 100 times, and the resolution is 1/100. Because it becomes.

ここで、水平回転位置センサ３０は、３６０度のパン操作に際して１回、検出信号を発生するだけであるが、このとき、水平回転位置センサ３０は、上記の減速比の場合、１００回、検出信号を発生し、同様に、垂直回転位置センサ３１は、３６０度のチルト操作に際して１回、検出信号を発生だけであるが、水平回転位置センサ３０は、上記の減速比の場合、１００回、検出信号を発生する。このとき、図２と図３に示されているように、実際のパン操作範囲とチルト操作範囲は３６０度未満であるが、精度の向上が得られる点には変わりはない。 Here, the horizontal rotation position sensor 30 only generates a detection signal once during a pan operation of 360 degrees. At this time, the horizontal rotation position sensor 30 detects 100 times in the case of the above reduction ratio. Similarly, the vertical rotational position sensor 31 only generates a detection signal once during a tilt operation of 360 degrees, while the horizontal rotational position sensor 30 is 100 times in the case of the above reduction ratio, Generate a detection signal. At this time, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the actual pan operation range and tilt operation range are less than 360 degrees, but the improvement in accuracy is not changed.

ところで、この実施形態で、上記した時間ｔを設定しているのは、原点旋回角センサ４４と原点仰角センサ４５による検出信号のばらつき範囲内で水平回転位置センサ３０と垂直回転位置センサ３１の検出信号を拾ってしまうことがないようにするためである。何故なら、水平回転位置センサ３０と垂直回転位置センサ３１の検出信号を拾うタイミングは、原点旋回角センサ４４と原点仰角センサ４５の検出信号が現れた後の最初のタイミングでなければならず、そうでないと、上記した精度の向上がえられなくなってしまうからである。 By the way, in this embodiment, the time t described above is set because the horizontal rotation position sensor 30 and the vertical rotation position sensor 31 detect within the variation range of detection signals by the origin turning angle sensor 44 and the origin elevation angle sensor 45. This is to prevent the signal from being picked up. This is because the timing of picking up the detection signals of the horizontal rotation position sensor 30 and the vertical rotation position sensor 31 must be the first timing after the detection signals of the origin turning angle sensor 44 and the origin elevation angle sensor 45 appear. Otherwise, the above-described improvement in accuracy cannot be obtained.

詳しく説明すると、図４の従来技術の場合、原点旋回角センサ４４と原点仰角センサ４５により検出される原点旋回角と原点仰角は、イニシャル処理毎に、それらの検出精度から想定される範囲で変動してしまう。なお、これが従来技術でプリセット精度が不足してしまう理由であることは、上述の通りである。 More specifically, in the case of the prior art shown in FIG. 4, the origin turning angle and the origin elevation angle detected by the origin turning angle sensor 44 and the origin elevation angle sensor 45 fluctuate within the range assumed from their detection accuracy for each initial process. Resulting in. As described above, this is the reason why the preset accuracy is insufficient in the prior art.

そして、このとき、上記した時間ｔが設定されていなかったとすると、上記した原点旋回角と原点仰角の変動している範囲の最初の方のタイミングで水平回転位置センサ３０と垂直回転位置センサ３１の検出信号を拾った場合と、後の方のタイミングで水平回転位置センサ３０と垂直回転位置センサ３１の検出信号を拾った場合の双方が現れてしまう。 At this time, if the above-described time t is not set, the horizontal rotation position sensor 30 and the vertical rotation position sensor 31 have the first timing in the range where the origin turning angle and the origin elevation angle are changed. Both the case where the detection signal is picked up and the case where the detection signal of the horizontal rotation position sensor 30 and the vertical rotation position sensor 31 are picked up at a later timing appear.

この場合、水平回転位置センサ３０と垂直回転位置センサ３１の検出信号を拾うタイミングが異なってしまう。そこで、時間ｔを設定してやれば、後の方のタイミングで水平回転位置センサ３０と垂直回転位置センサ３１の検出信号を拾った場合に限定でき、従って精度の向上が得られるようにできるからである。 In this case, the timing for picking up detection signals from the horizontal rotational position sensor 30 and the vertical rotational position sensor 31 is different. Therefore, if the time t is set, it can be limited to the case where the detection signals of the horizontal rotation position sensor 30 and the vertical rotation position sensor 31 are picked up at a later timing, and therefore an improvement in accuracy can be obtained. .

従って、この実施形態によれば、一般的なセンサを用いているにもかかわらずプリセット精度が不足してしまう虞がなく、イニシャル処理に際して、原点旋回角センサ４４と原点仰角センサ４５の検出精度よりも高い検出精度でカメラの原点を検出するすることができ、高倍率撮像レンズの使用に対応することができる。 Therefore, according to this embodiment, there is no possibility that the preset accuracy is insufficient even though a general sensor is used, and in the initial processing, the detection accuracy of the origin turning angle sensor 44 and the origin elevation angle sensor 45 is higher. The origin of the camera can be detected with high detection accuracy, and the use of a high-magnification imaging lens can be accommodated.

本発明による雲台カメラ装置の一実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the pan head camera apparatus by this invention. 雲台カメラ装置による水平回転動作の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the horizontal rotation operation | movement by a pan head camera apparatus. 雲台カメラ装置による垂直回転動作の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the vertical rotation operation | movement by a pan head camera apparatus. 従来技術による雲台カメラ装置の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the pan head camera apparatus by a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

１：固定部
２：水平回転部
３：カメラ筐体(カメラハウジング)
４：水平回転用パルスモータ
５：垂直回転用パルスモータ
６：水平回転用シャフト
７：水平回転用ウォームギヤ
８：垂直回転用シャフト
９：信号ケーブル
１０：カメラ制御回路
１３：垂直回転用ベルト
１４：ケーブル
３０：水平回転位置センサ
３１：垂直回転位置センサ
４０：電源ユニット
４４：原点旋回角センサ
４５：原点仰角センサ
４６：水平回転用モータ駆動回路
４７：垂直回転用モータ駆動回路 1: Fixed part 2: Horizontal rotating part 3: Camera housing (camera housing)
4: Pulse motor for horizontal rotation 5: Pulse motor for vertical rotation 6: Shaft for horizontal rotation 7: Worm gear for horizontal rotation 8: Shaft for vertical rotation 9: Signal cable 10: Camera control circuit 13: Belt for vertical rotation 14: Cable 30: Horizontal rotation position sensor 31: Vertical rotation position sensor 40: Power supply unit 44: Origin turning angle sensor 45: Origin elevation angle sensor 46: Horizontal rotation motor drive circuit 47: Vertical rotation motor drive circuit

Claims

カメラの撮像方向を遠隔操作する雲台カメラ装置の水平および垂直の回転軸に原点検出手段を備え、前記雲台カメラ装置の水平および垂直のモータ回転軸に所定の回転角度毎にパルスを発生する回転位相検出手段を備え、前記原点検出手段と前記回転位相検出手段に基づいて水平および垂直の回転軸の原点を検出するようにした雲台カメラ装置において、
前記原点検出手段と前記回転位相検出手段による検出信号により原点に復帰する動作を行なうとき、前記原点検出手段の検出信号が発生した時点から前記回転位相検出手段の検出信号の周期に等しい時間が経過後、前記回転位相検出手段から得られる検出信号に基づいて原点復帰位置とすることを特徴とする雲台カメラ装置。 An origin detecting means is provided on the horizontal and vertical rotation axes of the pan head camera device for remotely controlling the imaging direction of the camera, and pulses are generated at predetermined rotation angles on the horizontal and vertical motor rotation shafts of the pan head camera device. In a pan head camera device comprising a rotation phase detection means, and detecting the origin of horizontal and vertical rotation axes based on the origin detection means and the rotation phase detection means ,
When performing the operation of returning to the origin by the detection signals from the origin detection means and the rotation phase detection means, a time equal to the period of the detection signal of the rotation phase detection means has elapsed since the detection signal of the origin detection means was generated. Then, the pan head camera apparatus is characterized in that the origin return position is set based on a detection signal obtained from the rotational phase detection means .