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JP2007214809A - Universal head system, universal head, zoom lens control system, and zoom lens controller - Google Patents

Universal head system, universal head, zoom lens control system, and zoom lens controller Download PDF

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Publication number
JP2007214809A
JP2007214809A JP2006031536A JP2006031536A JP2007214809A JP 2007214809 A JP2007214809 A JP 2007214809A JP 2006031536 A JP2006031536 A JP 2006031536A JP 2006031536 A JP2006031536 A JP 2006031536A JP 2007214809 A JP2007214809 A JP 2007214809A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
offset
electrical signal
unit
converter
zoom lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2006031536A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Nagashima
信治 永島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujinon Corp
Original Assignee
Fujinon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujinon Corp filed Critical Fujinon Corp
Priority to JP2006031536A priority Critical patent/JP2007214809A/en
Publication of JP2007214809A publication Critical patent/JP2007214809A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a universal head system, a universal head, a zoom lens control system, and a zoom lens controller that eliminate an offset. <P>SOLUTION: The universal head or zoom lens controller which rotates a load under feedback control is equipped with a center control section 250 which calculates an angular speed command value based upon a received electric signal and outputs it, an amplifier 270 which amplifies the angular speed command value output from the center control section 250, a motor 280 which rotates the load with the amplified signal, and an AD converter 290 which detects the angular speed of the motor, extracts the output of the amplifier, and transmits it to the center control section. The center control section subtracts the offset of the amplifier transmitted from the AD converter from the electric signal received by an electric signal reception part and outputs the result to the DA converter. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は,雲台システム,雲台,ズームレンズ制御システムおよびズームレンズ制御装置に関する。   The present invention relates to a pan head system, a pan head, a zoom lens control system, and a zoom lens control device.

無人リモートカメラなどの撮像装置は,パン方向および/またはチルト方向に回転可能な雲台を備えることにより,所望する領域を撮像することができる。また,変倍可能なズームレンズも備えることにより,映像の拡大および縮小を調節することができる。   An imaging device such as an unmanned remote camera can capture a desired region by providing a pan head that can rotate in the pan direction and / or the tilt direction. Also, by providing a zoom lens capable of zooming, the enlargement and reduction of the image can be adjusted.

上記雲台およびズームレンズの制御方法には,位置制御方式と速度制御方式がある。位置制御方式とは,入力信号に応じて雲台およびズームレンズの位置を制御する方式である。速度制御方式とは,入力信号に応じて雲台およびズームレンズの速度を制御する方式であり,その結果雲台およびズームレンズを例えば一定速度で動作させることができる。位置制御方式と速度制御方式については様々な技術文献に記載されている(特許文献1)。   There are a position control method and a speed control method as a method for controlling the camera platform and the zoom lens. The position control method is a method for controlling the positions of the camera platform and the zoom lens in accordance with an input signal. The speed control method is a method for controlling the speed of the camera platform and the zoom lens in accordance with an input signal. As a result, the camera platform and the zoom lens can be operated at a constant speed, for example. The position control method and the speed control method are described in various technical documents (Patent Document 1).

これらの制御方式は用途によって使い分けられるべきである。特定の方向(位置)を指定して,その方向に雲台を向ける場合には位置制御方式が適しており,マニュアル操作で連続制御する場合には滑らかな動作が可能な速度制御方式が適している。   These control methods should be used properly depending on the application. When a specific direction (position) is specified and the head is pointed in that direction, the position control method is suitable, and when manual control is performed continuously, a speed control method capable of smooth operation is suitable. Yes.

上記雲台およびズームレンズ制御部は,モータなどの駆動部の動作に多大な電力が必要となるため,操作部を介して入力された信号をオペアンプ(減算器)で増幅する。例えば,特許文献2にはズームレンズ制御装置の構成が開示されており,上記構成にはオペアンプが含まれている。
特開平9−46556号公報 特開2001−281523号公報
Since the pan head and zoom lens control unit require a large amount of power for the operation of a drive unit such as a motor, the signal input via the operation unit is amplified by an operational amplifier (subtracter). For example, Patent Document 2 discloses a configuration of a zoom lens control device, and the above configuration includes an operational amplifier.
JP-A-9-46556 JP 2001-281523 A

しかし,上記オペアンプは,周囲の温度などの外的要因や経年変化などの影響で,入力の変動に起因しない出力の変動(ドリフト)によりオフセットを生じてしまう。したがって,速度制御方式においては,ユーザが操作入力をしていない状態であっても,雲台が意図に反して回転し,またはユーザが操作入力をしても所望する動作を得られないという問題があった。   However, the above operational amplifier causes an offset due to output fluctuation (drift) that is not caused by input fluctuations due to external factors such as ambient temperature and aging. Therefore, in the speed control method, there is a problem that even if the user is not performing an operation input, the pan head rotates unintentionally, or even if the user performs an operation input, the desired operation cannot be obtained. was there.

そこで,本発明は,上記問題点に鑑みてなされたものであり,本発明の目的とするところは,速度制御方式における上記雲台およびズームレンズのオフセットを解消することが可能な,新規かつ改良された雲台システム,雲台,ズームレンズ制御システムおよびズームレンズ制御装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a new and improved technique capable of eliminating the offset of the camera platform and the zoom lens in the speed control method. It is to provide a pan head system, a pan head, a zoom lens control system, and a zoom lens control device.

上記課題を解決するために,本発明のある観点によれば,所望する方向への回転動作を指示する回転指示装置と,通信線を介して該回転指示装置に接続され,該回転指示装置からの回転動作指示を入力とするフィードバック制御に基づいて負荷を回転させる雲台と,からなる雲台システムであって:上記回転指示装置は,ユーザによる操作量を検出する操作部と;上記操作量を電気信号に変換し,上記通信線を介して上記雲台に送信する電気信号送信部と;を備え,上記雲台は,上記回転指示装置から上記電気信号を受信する中央制御部と;上記回転指示装置から受信した上記電気信号をアナログ信号として出力するDA変換器と;上記DA変換器から出力された上記角速度指令値を増幅する増幅器と;上記増幅された信号により上記負荷を回転させるモータと;上記増幅器の出力を抽出し,上記中央制御部に伝達するAD変換器と;を備え,上記中央制御部は,上記回転指示装置から入力された上記電気信号から,上記AD変換器から伝達された増幅器のオフセット分を減算して上記DA変換器に出力することを特徴とする,雲台システムが提供される。係る構成において,上記中央制御部は,上記増幅器のオフセットを直接読み取り,指令としてさらにフィードバックすることにより,人為的な調整を要さず自動的に,上記増幅器のオフセットを相殺することができる。   In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, a rotation instruction device for instructing a rotation operation in a desired direction and a rotation instruction device connected to the rotation instruction device via a communication line are provided. A pan head system that rotates a load based on feedback control with an input of a rotation operation instruction of the head, the pan head system comprising: an operation unit that detects an operation amount by a user; and the operation amount An electrical signal transmitting unit that converts the electrical signal into an electrical signal and transmitting the electrical signal to the pan head via the communication line, the pan head including a central control unit that receives the electrical signal from the rotation instruction device; A DA converter that outputs the electrical signal received from the rotation instruction device as an analog signal; an amplifier that amplifies the angular velocity command value output from the DA converter; and the load that is applied by the amplified signal. A motor that rotates; an AD converter that extracts the output of the amplifier and transmits the output to the central control unit; and the central control unit converts the AD conversion from the electrical signal input from the rotation instruction device. A pan head system is provided, which subtracts the offset of the amplifier transmitted from the converter and outputs the result to the DA converter. In such a configuration, the central control unit can directly cancel the offset of the amplifier without requiring manual adjustment by directly reading the offset of the amplifier and further feeding it back as a command.

上記課題を解決するために,本発明の別の観点によれば,外部からの回転動作を指示する電気信号を入力とするフィードバック制御に基づいて負荷を回転させる雲台であって:上記外部から上記電気信号を受信する電気信号受信部と;上記電気信号受信部が受信した電気信号に基づき角速度指令値を算出する中央制御部と;上記角速度指令値をアナログ信号として出力するDA変換器と;上記DA変換器から出力された上記角速度指令値を増幅する増幅器と;上記増幅された信号により上記負荷を回転させるモータと;上記増幅器の出力を抽出し,上記中央制御部に伝達するAD変換器と;を備え,上記中央制御部は,上記電気信号受信部が受信した上記電気信号から,上記AD変換器から伝達された増幅器のオフセット分を減算して上記DA変換器に出力することを特徴とする,雲台が提供される。係る構成において,上記中央制御部は,上記雲台システムと同様に,上記増幅器のオフセットを直接読み取り,指令としてさらにフィードバックすることにより,人為的な調整を要さず自動的に,上記増幅器のオフセットを相殺することができる。   In order to solve the above-mentioned problem, according to another aspect of the present invention, there is provided a pan head for rotating a load based on feedback control with an electric signal instructing an external rotation operation as an input: An electric signal receiving unit that receives the electric signal; a central control unit that calculates an angular velocity command value based on the electric signal received by the electric signal receiving unit; a DA converter that outputs the angular velocity command value as an analog signal; An amplifier for amplifying the angular velocity command value output from the DA converter; a motor for rotating the load by the amplified signal; an AD converter for extracting the output of the amplifier and transmitting it to the central control unit And the central control unit subtracts the offset of the amplifier transmitted from the AD converter from the electrical signal received by the electrical signal receiving unit. And outputting to the transducer, the pan head is provided. In such a configuration, the central control unit reads the offset of the amplifier directly and feeds it back as a command automatically, as in the pan head system, so that the offset of the amplifier is automatically not required. Can be offset.

上記中央制御部は,上記増幅器の出力からオフセットを推定するオフセット推定部と;上記推定されたオフセットを記憶するオフセット記憶部と;上記電気信号受信部が受信した電気信号から,上記記憶されたオフセットを減算するオフセット減算部と;を含むとしてもよい。係る構成において上記オフセット記憶部は,上記オフセット減算部が所定の時機に記憶されたオフセットを減算できるよう作用する。   The central control unit includes: an offset estimation unit that estimates an offset from the output of the amplifier; an offset storage unit that stores the estimated offset; an electrical signal received by the electrical signal reception unit, and the stored offset And an offset subtracting unit that subtracts. In this configuration, the offset storage unit operates so that the offset subtraction unit can subtract the offset stored at a predetermined time.

前記中央制御部は,前記電気信号受信部において前記モータを駆動させる電気信号の受信の有無を判断する操作量判断部をさらに含み,前記操作量判断部が前記モータを駆動させる電気信号を受信していると判断した場合,前記オフセット記憶部は,前記オフセット推定部が推定したオフセットの記憶を停止し,前記停止する直前に記憶されたオフセットの値を維持し続けるとしてもよい。係る構成において,上記中央制御部は,本来のオフセットと上記モータを駆動させる電気信号とが混在した出力を誤ってオフセットとして推定し,記憶することを回避するよう作用する。   The central control unit further includes an operation amount determination unit that determines whether the electric signal reception unit receives an electric signal for driving the motor, and the operation amount determination unit receives an electric signal for driving the motor. If it is determined that the offset has been determined, the offset storage unit may stop storing the offset estimated by the offset estimation unit, and may continue to maintain the offset value stored immediately before the stop. In such a configuration, the central control unit acts to avoid erroneously estimating and storing an output in which an original offset and an electric signal for driving the motor are mixed.

前記操作量判断部は,前記電気信号受信部において前記モータを強制的に停止させる強制停止信号の受信の有無をさらに判断し,前記モータを駆動させる電気信号を受信していて,前記強制停止信号を受信していないと判断した場合,前記オフセット記憶部は,前記オフセット推定部が推定したオフセットの記憶を停止停止し,前記停止する直前に記憶されたオフセットの値を維持し続けるとしてもよい。係る構成において,上記中央制御部は,本来のオフセットをオフセットとして推定し,記憶することができるよう作用する。   The operation amount determination unit further determines whether or not a forced stop signal for forcibly stopping the motor is received in the electrical signal reception unit, receives an electrical signal for driving the motor, and outputs the forced stop signal. The offset storage unit may stop and stop storing the offset estimated by the offset estimation unit and continue to maintain the offset value stored immediately before the stop. In such a configuration, the central control unit operates so that the original offset can be estimated and stored as an offset.

上記中央制御部の計算は,所定期間ごとに行われるとしてもよい。係る構成により,上記角速度指令値を確実に最新値に更新することができる。   The calculation of the central control unit may be performed every predetermined period. With this configuration, the angular velocity command value can be reliably updated to the latest value.

上記回転動作は,パン方向の回転動作またはチルト方向の回転動作であるとしてもよい。係る構成により,広範な領域から所望する領域を選択的に撮像することが可能となる。   The rotation operation may be a rotation operation in the pan direction or a rotation operation in the tilt direction. With such a configuration, a desired area can be selectively imaged from a wide area.

また,上記課題を解決するために,本発明の別の観点によれば,拡大または縮小した映像を得られるようにズームレンズの移動動作を指示する移動指示装置と,該移動指示装置からの移動動作指示を入力とするフィードバック制御に基づいて上記ズームレンズを移動させるズームレンズ制御装置と,からなるズームレンズ制御システムであって:上記移動指示装置は,ユーザによる操作量を検出する操作部と;上記操作量を電気信号に変換し,上記ズームレンズ制御装置に伝達する電気信号伝達部と;を備え,上記ズームレンズ制御装置は,上記移動指示装置から上記電気信号を伝達される電気信号連絡部と;上記回転指示装置から伝達された上記電気信号に基づいて角速度指令値を算出する中央制御部と;上記角速度指令値をアナログ信号として出力するDA変換器と;上記DA変換器から出力された上記角速度指令値を増幅する増幅器と;上記増幅された信号に基づき上記ズームレンズを移動させるズーム駆動モータと;上記増幅器の出力を抽出し,上記中央制御部に伝達するAD変換器と;を備え,上記中央制御部は,上記電気信号連絡部に伝達された上記電気信号から,上記AD変換器から伝達された増幅器のオフセット分を減算して上記DA変換器に出力することを特徴とする,ズームレンズ制御システムが提供される。係る構成において,上記中央制御部は,上記増幅器のオフセットを直接読み取り,指令としてさらにフィードバックすることにより,人為的な調整を要さず自動的に,上記増幅器のオフセットを相殺することができる。   In order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, a movement instruction device for instructing a movement operation of a zoom lens so as to obtain an enlarged or reduced image, and movement from the movement instruction device A zoom lens control system that moves the zoom lens based on feedback control with an operation instruction as an input, the zoom lens control system comprising: an operation unit that detects an operation amount by a user; An electrical signal transmission unit that converts the operation amount into an electrical signal and transmits the electrical signal to the zoom lens control device, wherein the zoom lens control device receives the electrical signal from the movement instruction device. A central control unit for calculating an angular velocity command value based on the electrical signal transmitted from the rotation instruction device; and an analog signal for the angular velocity command value. A DA converter that outputs the signal; an amplifier that amplifies the angular velocity command value output from the DA converter; a zoom drive motor that moves the zoom lens based on the amplified signal; and an output of the amplifier An AD converter for extracting and transmitting to the central control unit, the central control unit comprising an offset component of the amplifier transmitted from the AD converter from the electrical signal transmitted to the electrical signal communication unit. A zoom lens control system is provided, which subtracts and outputs the result to the DA converter. In such a configuration, the central control unit can directly cancel the offset of the amplifier without requiring manual adjustment by directly reading the offset of the amplifier and further feeding it back as a command.

また,上記課題を解決するために,本発明の別の観点によれば,移動動作を指示する電気信号を入力とするフィードバック制御に基づいてズームレンズを移動させるズームレンズ制御装置であって:上記電気信号を伝達される電気信号連絡部と;上記電気信号連絡部に伝達された上記電気信号に基づいて角速度指令値を算出する中央制御部と;上記角速度指令値をアナログ信号として出力するDA変換器と;上記DA変換器から出力された上記角速度指令値を増幅する増幅器と;上記増幅された信号に基づき上記ズームレンズを移動させるズーム駆動モータと;上記増幅器の出力を抽出し,上記中央制御部に伝達するAD変換器と;を備え,上記中央制御部は,上記電気信号連絡部に伝達された上記電気信号から,上記AD変換器から伝達された増幅器のオフセット分を減算して上記DA変換器に出力することを特徴とする,ズームレンズ制御装置が提供される。係る構成により,上記中央制御部は,ズームレンズ制御システムと同様に,上記増幅器のオフセットを直接読み取り,指令としてさらにフィードバックすることにより,人為的な調整を要さず自動的に,上記増幅器のオフセットを相殺することができる。   In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, there is provided a zoom lens control apparatus for moving a zoom lens based on feedback control with an electric signal instructing a moving operation as an input: An electrical signal communication unit that transmits an electrical signal; a central control unit that calculates an angular velocity command value based on the electrical signal transmitted to the electrical signal communication unit; and a DA conversion that outputs the angular velocity command value as an analog signal An amplifier that amplifies the angular velocity command value output from the DA converter; a zoom drive motor that moves the zoom lens based on the amplified signal; and an output of the amplifier that extracts the central control An A / D converter for transmitting to the unit, and the central control unit transmits the electrical signal from the A / D converter to the electrical signal transmitted to the electrical signal communication unit. Was by subtracting the offset of the amplifier and outputting to the DA converter, the zoom lens control device is provided. With such a configuration, the central control unit automatically reads the offset of the amplifier and feeds it back as a command automatically, as in the zoom lens control system, so that the offset of the amplifier is automatically not required. Can be offset.

上記中央制御部は,上記AD変換器の出力から上記増幅器のオフセットを推定するオフセット推定部と;上記推定されたオフセットを記憶するオフセット記憶部と;上記電気信号受信部が受信した電気信号から,上記記憶されたオフセットを減算するオフセット減算部と;を含むとしてもよい。係る構成において,上記オフセット記憶部は,上記オフセット減算部が所定の時機に記憶されたオフセットを減算できるよう作用する。   The central control unit includes: an offset estimation unit that estimates an offset of the amplifier from an output of the AD converter; an offset storage unit that stores the estimated offset; and an electrical signal received by the electrical signal reception unit, And an offset subtracting unit that subtracts the stored offset. In this configuration, the offset storage unit operates so that the offset subtraction unit can subtract the offset stored at a predetermined time.

上記中央制御部は,上記電気信号受信部が上記ズーム駆動モータを駆動させる電気信号,または強制停止信号を受信しているかを判断する操作量判断部をさらに含み,上記操作量判断部が上記ズーム駆動モータを駆動させる電気信号を受信していて,上記強制停止信号を受信していないと判断した場合,上記オフセット記憶部は,上記オフセット推定部が推定したオフセットの記憶を停止し,上記停止する直前に記憶されたオフセットの値を維持し続けるとしてもよい。係る構成において,上記中央制御部は,本来のオフセットと上記モータを駆動させる電気信号とが混在した出力から,オフセットを誤って推定することを回避するよう作用する。   The central control unit further includes an operation amount determination unit that determines whether the electric signal reception unit receives an electric signal for driving the zoom drive motor or a forced stop signal, and the operation amount determination unit includes the zoom signal. When it is determined that the electric signal for driving the drive motor has been received and the forcible stop signal has not been received, the offset storage unit stops storing the offset estimated by the offset estimation unit, and stops the operation. The offset value stored immediately before may be maintained. In such a configuration, the central control unit operates to avoid erroneously estimating the offset from the output in which the original offset and the electric signal for driving the motor are mixed.

上記移動指示装置は,通信網または通信線を介して上記ズームレンズ制御装置に上記操作量を伝達するとしてもよい。係る構成において,上記通信線は,上記ズームレンズ制御装置を遠隔操作できるよう作用する。   The movement instruction device may transmit the operation amount to the zoom lens control device via a communication network or a communication line. In such a configuration, the communication line operates so that the zoom lens control device can be remotely operated.

以上説明したように本発明によれば,上記雲台およびズームレンズ制御装置のオフセットを解消することができる。   As described above, according to the present invention, the offset of the pan head and the zoom lens control device can be eliminated.

以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

以下に示す実施形態では,雲台およびズームレンズ制御装置に含まれる増幅器にオフセットがあった場合でも,雲台およびズームレンズ制御装置のオフセットを解消することが可能となる。   In the embodiment described below, even if there is an offset in the amplifier included in the camera platform and zoom lens control device, the offset of the camera platform and zoom lens control device can be eliminated.

(第1の実施形態)
図1は,本実施形態における雲台(駆動装置)のイメージを示した斜視図である。かかる雲台100は,撮像部110と,チルト把持部120と,パン回転部130とを含んで構成される。また,雲台制御システムとしては,上記雲台100とインターネット等の通信網または通信線で接続される回転指示装置140およびモニタ150も含まれる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing an image of a pan head (drive device) in the present embodiment. The pan head 100 includes an imaging unit 110, a tilt gripping unit 120, and a pan rotation unit 130. The pan head control system also includes a rotation instruction device 140 and a monitor 150 connected to the pan head 100 via a communication network or communication line such as the Internet.

上記撮像部110は,例えば,レンズ部112と,カメラ部(図示せず)とを有して構成され,チルト把持部120やパン回転部130の回転駆動に従って,様々な角度の撮像対象を撮像することができる。   The imaging unit 110 includes, for example, a lens unit 112 and a camera unit (not shown), and captures imaging targets at various angles in accordance with the rotational driving of the tilt gripping unit 120 and the pan rotation unit 130. can do.

上記チルト把持部120は,一対の支持部122と,基台部124とを有して構成される。支持部122は,撮像部110をチルト方向126(図1において,Y軸を回転軸として回転する方向)に回転できるように支持し,また,チルト方向126の目標信号に応じて,撮像部110を回転駆動する。基台部124は,上記2つの支持部122を垂直方向に支持する。   The tilt grip part 120 includes a pair of support parts 122 and a base part 124. The support unit 122 supports the imaging unit 110 so that the imaging unit 110 can rotate in a tilt direction 126 (a direction in which the Y axis rotates in FIG. 1), and the imaging unit 110 corresponds to a target signal in the tilt direction 126. Is driven to rotate. The base part 124 supports the two support parts 122 in the vertical direction.

上記パン回転部130は,チルト把持部120をパン方向132(図1において,Z軸を回転軸として回転する方向)に回転できるように支持し,また,パン方向132の目標信号に応じて,チルト把持部120を回転駆動する。従って,チルト把持部120に支持される撮像部110をパン方向132に回転駆動することとなる。   The pan rotating unit 130 supports the tilt gripping unit 120 so as to be able to rotate in the pan direction 132 (in FIG. 1, the direction of rotation about the Z axis as a rotation axis), and according to the target signal in the pan direction 132, The tilt grip 120 is driven to rotate. Therefore, the imaging unit 110 supported by the tilt grip unit 120 is rotationally driven in the pan direction 132.

上記回転指示装置140は,例えば,ジョイスティックや十字キー等の入力手段を含んで構成され,その入力手段から入力されたユーザの操作量を検出し,検出した操作量を電気信号として雲台100に送信する。   The rotation instruction device 140 includes, for example, an input unit such as a joystick or a cross key, detects a user operation amount input from the input unit, and uses the detected operation amount as an electric signal to the pan head 100. Send.

上記モニタ150は,雲台100の撮像部110が撮像した映像信号を受信し,ユーザは,その映像を確認しつつ,回転指示装置140を操作する。   The monitor 150 receives the video signal captured by the imaging unit 110 of the camera platform 100, and the user operates the rotation instruction device 140 while confirming the video.

上記のような駆動システムによって,雲台100と回転指示装置140との距離が離れている場合においても,ユーザは,回転指示装置140から雲台100を遠隔操作することができ,遠隔地の様々な角度の映像を瞬時に得ることが可能となる。   Even when the distance between the pan head 100 and the rotation instruction device 140 is increased by the drive system as described above, the user can remotely operate the pan head 100 from the rotation instruction device 140, and various remote places can be operated. It is possible to obtain an image of a proper angle instantly.

図2は,本実施形態による雲台システムの構成を示したブロック図である。上記雲台システムは,回転指示装置140と雲台100とから構成される。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the pan head system according to the present embodiment. The pan head system includes a rotation instruction device 140 and a pan head 100.

上記回転指示装置140は,操作部210と,電気信号送信部220とを含む。上記操作部210は,ユーザによって入力された雲台100を制御するための操作量を検出する。上記操作量として,例えば回転動作指示信号,強制停止信号を挙げることができる。強制停止信号とは,他の入力信号の有無に関わらずモータの駆動を強制的に停止させようとする信号である。   The rotation instruction device 140 includes an operation unit 210 and an electric signal transmission unit 220. The operation unit 210 detects an operation amount for controlling the pan / tilt head 100 input by the user. Examples of the operation amount include a rotation operation instruction signal and a forced stop signal. The forced stop signal is a signal for forcibly stopping the driving of the motor regardless of the presence or absence of other input signals.

さらに,上記回転動作として,例えばパン方向回転動作,チルト方向回転動作を挙げることができる。パン方向は水平方向,チルト方向は垂直方法を意味する。上記両方向を駆動自在とすることにより,広範な領域から所望する領域を選択的に撮像することが可能となる。   Further, examples of the rotation operation include a pan direction rotation operation and a tilt direction rotation operation. Pan direction means horizontal direction and tilt direction means vertical method. By making the above two directions drivable, a desired area can be selectively imaged from a wide area.

上記電気信号送信部220は,上記操作部210から入力された操作量を電気信号に変換して上記雲台100に送信する。上記操作量は,SCI(Serial Communicated Interface)を介して送信されるとしてもよい。係る構成により,クロックに同期して通信を行うクロック同期式通信や,スタートビットおよびストップビットを付加して通信を行う調歩同期式通信が可能となる。   The electric signal transmission unit 220 converts the operation amount input from the operation unit 210 into an electric signal and transmits the electric signal to the pan head 100. The manipulated variable may be transmitted via SCI (Serial Communicated Interface). With such a configuration, it is possible to perform clock synchronous communication in which communication is performed in synchronization with the clock, and asynchronous communication in which communication is performed by adding a start bit and a stop bit.

上記雲台100は,電気信号受信部246と,中央制御部250と,DA変換器260と,減算器270と,増幅器270と,モータ280と,角速度検出部286と,AD変換器290とを含み,フィードバック制御に基づいて動作する。   The pan head 100 includes an electric signal receiving unit 246, a central control unit 250, a DA converter 260, a subtractor 270, an amplifier 270, a motor 280, an angular velocity detecting unit 286, and an AD converter 290. It operates based on feedback control.

上記電気信号受信部246は,上記電気信号送信部220が送信した上記電気信号に変換された操作量を受信する。電気信号受信部246は上記中央制御部250に実装されるとしてもよい。   The electrical signal receiving unit 246 receives the operation amount converted into the electrical signal transmitted by the electrical signal transmitting unit 220. The electric signal receiving unit 246 may be mounted on the central control unit 250.

上記中央制御部250は,上記電気信号受信部246が受信した上記電気信号に変換された操作量から,上記増幅器270のオフセット分を減算して,上記モータ280の回転速度を制御する角速度指令値を算出する。当該算出方法の詳細については後述する。上記DA変換器260は,上記角速度指令値をアナログ信号として出力する。   The central control unit 250 subtracts the offset of the amplifier 270 from the operation amount converted into the electrical signal received by the electrical signal receiving unit 246 to control the rotational speed of the motor 280. Is calculated. Details of the calculation method will be described later. The DA converter 260 outputs the angular velocity command value as an analog signal.

上記減算器270は,上記角速度指令値からフィードバック値を減算する。また,上記増幅器270は,上記減算された微小電力を増幅する。上記減算器270および増幅器270には,オペアンプを用いることでその機能を達成することができる。オペアンプを用いる場合は,反転端子に基準電圧を,非反転端子に上記減算された結果を入力するよう接続してもよい。   The subtractor 270 subtracts a feedback value from the angular velocity command value. The amplifier 270 amplifies the subtracted minute power. The subtractor 270 and the amplifier 270 can achieve their functions by using operational amplifiers. When an operational amplifier is used, the reference voltage may be input to the inverting terminal and the result of the subtraction may be input to the non-inverting terminal.

しかし,オペアンプは様々な要因によりオフセットを生じ得る。例えば,温度変化によるオフセットを簡単に説明する。オペアンプには複数のトランジスタが含まれ,これらのエミッタ端子は電源に接続されている。しかし,トランジスタは温度により電圧利得が大きく変動するため,コレクタ電圧も変動し,意図した出力と実際の出力との間に差異が生じる。   However, an operational amplifier can cause an offset due to various factors. For example, the offset due to temperature change will be briefly described. The operational amplifier includes a plurality of transistors, and these emitter terminals are connected to a power source. However, since the voltage gain of the transistor varies greatly with temperature, the collector voltage also varies, resulting in a difference between the intended output and the actual output.

上記モータ280は,上記増幅された信号に基づいて上記負荷(例えばカメラ)を,パン方向(水平方向)またはチルト方向(垂直方向)などに回転させるとしてもよい。   The motor 280 may rotate the load (for example, a camera) in the pan direction (horizontal direction) or the tilt direction (vertical direction) based on the amplified signal.

上記角速度検出部286は,上記モータ280の回転速度に基づいて電気信号を発生させ,上記フィードバック値として上記減算器270に出力する。上記角速度検出部286は,例えばモータの回転軸に一体形成され,その回転速度を電気信号に変換するタコジェネレータであってもよい。   The angular velocity detector 286 generates an electrical signal based on the rotational speed of the motor 280 and outputs the electrical signal to the subtracter 270 as the feedback value. The angular velocity detection unit 286 may be, for example, a tachometer that is integrally formed with a rotation shaft of a motor and converts the rotation speed into an electric signal.

上記AD変換器290は,オフセットを含む上記増幅器270の出力を抽出し,中央制御部250に伝達する。   The AD converter 290 extracts the output of the amplifier 270 including an offset and transmits it to the central control unit 250.

図3は,本実施形態による雲台システムを構成する雲台の具体的な回路例を示した回路構成図である。上記雲台にはトランジスタ310と,オペアンプ320がさらに含まれる。   FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a specific circuit example of the pan head constituting the pan head system according to the present embodiment. The camera platform further includes a transistor 310 and an operational amplifier 320.

トランジスタ310は,上記増幅器270の出力を入力信号とし,該入力信号を増幅して上記モータ280に出力するとしてもよい。すなわち,上記オペアンプはプリアンプとしての役割を担うこととなる。   The transistor 310 may use the output of the amplifier 270 as an input signal, amplify the input signal, and output the amplified signal to the motor 280. In other words, the operational amplifier plays a role as a preamplifier.

オペアンプ320は,所望するフィードバック値を得るための増幅機能を有し,上記角速度検出部286の出力を入力信号として,該入力信号を増幅して上記減算器270に出力するとしてもよい。 The operational amplifier 320 may have an amplification function for obtaining a desired feedback value, and the output of the angular velocity detection unit 286 may be used as an input signal to amplify the input signal and output it to the subtractor 270.

図4は,上記中央制御部250において上記角速度指令値を算出する過程を示すためのブロック図である。上記中央制御部はオフセット推定部410と,オフセット記憶部420と,オフセット減算部430と,操作量判断部440をさらに含んでいる。   FIG. 4 is a block diagram illustrating a process of calculating the angular velocity command value in the central control unit 250. The central control unit further includes an offset estimation unit 410, an offset storage unit 420, an offset subtraction unit 430, and an operation amount determination unit 440.

上記オフセット推定部410は,上記AD変換器290の出力をとりこみ,該出力から上記増幅器270のオフセットを推定する。より詳細には,停止期間において,上記AD変換器290からの出力を所定数で乗算した値,またはさらにその乗算した値を時間で積分した値に基づいてオフセットを推定する。すなわち,上記AD変換器290からの出力が正の値であれば推定値を増加し,負の値であれば推定値を減少させる。   The offset estimation unit 410 takes in the output of the AD converter 290 and estimates the offset of the amplifier 270 from the output. More specifically, in the stop period, the offset is estimated based on a value obtained by multiplying the output from the AD converter 290 by a predetermined number, or a value obtained by integrating the multiplied value with time. That is, if the output from the AD converter 290 is a positive value, the estimated value is increased, and if the output is a negative value, the estimated value is decreased.

また,オフセット推定部410はローパスフィルタの機能を有するとしてもよく,AD変換器290からの出力に含まれる高周波成分を取り除くことができる。推定すべきオフセットは高周波成分でなく,上記ドリフトなどの低周波成分だからである。ローパスフィルタはAD変換器290の前に備えるとしてもよい。係る構成により,中央制御部の負担を軽減することができる。   Further, the offset estimation unit 410 may have a low-pass filter function, and can remove high-frequency components contained in the output from the AD converter 290. This is because the offset to be estimated is not a high-frequency component but a low-frequency component such as the drift. The low pass filter may be provided in front of the AD converter 290. With such a configuration, the burden on the central control unit can be reduced.

なお,オフセット推定部410は,増幅器270の増幅度を考慮してオフセットの推定を行う。例えば,増幅器270の電圧利得が20倍で,AD変換器290から4mVの電圧が印加されたとしたら,0.2mVを後に減算されるオフセットと推定する。   The offset estimation unit 410 estimates the offset in consideration of the amplification degree of the amplifier 270. For example, if the voltage gain of the amplifier 270 is 20 times and a voltage of 4 mV is applied from the AD converter 290, it is estimated that 0.2 mV is an offset to be subtracted later.

上記オフセット記憶部420は,オフセット推定部410が推定したオフセットを,例えばメモリなどに記憶する。上記メモリは,RAM,EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory),EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)であってもよい。電源を切っても記憶した値が残るメモリを使用した場合,再起動時に振動と無駄時間を抑制してオフセットを推定することが可能となる。   The offset storage unit 420 stores the offset estimated by the offset estimation unit 410 in, for example, a memory. The memory may be RAM, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), or EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). When using a memory that retains the stored values even after the power is turned off, it is possible to estimate the offset while suppressing vibration and dead time.

上記オフセット減算部430は,上記電気信号受信部246が受信した電気信号から,上記メモリなどに記憶されたオフセットを減算する。 The offset subtracting unit 430 subtracts the offset stored in the memory or the like from the electrical signal received by the electrical signal receiving unit 246.

上記操作量判断部440は,上記電気信号受信部246が上記モータ280を駆動させる電気信号,または強制停止信号を受信しているかを判断する。そして上記判断結果をオフセット記憶部420に出力する。   The operation amount determination unit 440 determines whether the electric signal receiving unit 246 has received an electric signal for driving the motor 280 or a forced stop signal. Then, the determination result is output to the offset storage unit 420.

上記操作量判断部440が,上記モータ280を駆動させる電気信号の受信をしていないか,または強制停止信号を受信していると判断している間は,上記増幅器270により増幅された出力電圧は0Vであるべきでる。仮に上記出力電圧が0Vでない場合,上記中央制御部250は上記出力電圧が0Vになるような上記角速度指令値を出力することでモータを停止させる。   While the operation amount determination unit 440 determines that the electric signal for driving the motor 280 is not received or the forced stop signal is received, the output voltage amplified by the amplifier 270 is output. Should be 0V. If the output voltage is not 0V, the central control unit 250 stops the motor by outputting the angular velocity command value such that the output voltage becomes 0V.

また,操作量判断部440が上記モータ280を駆動させる電気信号を受信した場合,上記中央制御部250は上記停止時の角速度指令値を基準にした,現在の角速度指令値を出力する。このような一連の動作の流れは以下の通りである。   When the operation amount determination unit 440 receives an electric signal for driving the motor 280, the central control unit 250 outputs a current angular velocity command value based on the angular velocity command value at the time of stop. A flow of such a series of operations is as follows.

図5は,AD変換器290の出力からオフセットを取り除く手順を説明するタイミングチャートである。縦軸は電圧換算値,横軸は時間を示している。   FIG. 5 is a timing chart for explaining the procedure for removing the offset from the output of the AD converter 290. The vertical axis represents the voltage conversion value, and the horizontal axis represents time.

図5(a)は,本実施形態によるオフセット除去手段を適用しなかった場合の,AD変換器290の出力を示している。停止期間とは,操作量判断部440が上記モータ280を駆動させる電気信号の受信をしていないか,または強制停止信号を受信していると判断している期間である。動作期間は,上記停止期間以外の期間である。   FIG. 5A shows the output of the AD converter 290 when the offset removing means according to the present embodiment is not applied. The stop period is a period during which the operation amount determination unit 440 determines that the electric signal for driving the motor 280 is not received or a forced stop signal is received. The operation period is a period other than the stop period.

したがって,上記停止期間のAD変換器290からの出力が上記増幅器のオフセットである。一方,動作期間のAD変換器290からの出力は,上記オフセットと,上記モータ280を駆動させる電気信号とが混在している。   Therefore, the output from the AD converter 290 during the stop period is the offset of the amplifier. On the other hand, in the output from the AD converter 290 during the operation period, the offset and the electric signal for driving the motor 280 are mixed.

図5(b)は,本実施形態によるオフセット除去手段を適用した場合,オフセット推定部410が推定するオフセットを示している。オフセット推定部410は,AD変換器290からの出力に追従してオフセットを推定する。したがって,オフセット推定部410は,停止期間においてはオフセットを推定できるものの,動作期間においては上記モータ280を駆動させる電気信号およびオフセットが混在した信号を誤ってオフセットと推定してしまう。 FIG. 5B shows an offset estimated by the offset estimation unit 410 when the offset removing unit according to the present embodiment is applied. The offset estimation unit 410 estimates the offset following the output from the AD converter 290. Therefore, the offset estimation unit 410 can estimate the offset during the stop period, but erroneously estimates the electric signal for driving the motor 280 and the signal mixed with the offset during the operation period as an offset.

図5(c)は,本実施形態によるオフセット除去手段を適用した場合,オフセット記憶部420が推定するオフセットを示している。オフセット記憶部420は,上述のような,動作期間においてオフセット推定部410が推定した,誤ったオフセットを記憶しないようする必要がある。仮に,上記誤ったオフセットをオフセット記憶部420が記憶し,オフセット減算部430が減算したとすると,ユーザが雲台100を動作させようとしているにも関わらず,中央制御部250は雲台100を動作させないよう作用することとなるからである。したがって,上記動作期間,上記オフセット記憶部420は,上記オフセット推定部410が推定したオフセットの記憶を停止し,上記停止する直前に記憶されたオフセットの値を維持し続けることとしている。   FIG. 5C shows an offset estimated by the offset storage unit 420 when the offset removing unit according to the present embodiment is applied. The offset storage unit 420 needs not to store the erroneous offset estimated by the offset estimation unit 410 during the operation period as described above. If the erroneous offset is stored in the offset storage unit 420 and subtracted by the offset subtraction unit 430, the central control unit 250 sets the platform 100 in spite of the user trying to operate the platform 100. This is because it acts so as not to operate. Therefore, during the operation period, the offset storage unit 420 stops storing the offset estimated by the offset estimation unit 410 and continues to maintain the offset value stored immediately before the stop.

図5(d)は,本実施形態によるオフセット除去手段を適用した場合の上記AD変換器290の出力を示している。上記オフセット減算部430は,上記オフセット記憶部420の上記構成により,上記モータ280を駆動させる電気信号と本来のオフセットとが混在したものをオフセットとして減算することを回避できる。   FIG. 5D shows the output of the AD converter 290 when the offset removing means according to the present embodiment is applied. The offset subtracting unit 430 can avoid subtracting, as an offset, a mixture of an electrical signal for driving the motor 280 and the original offset by the configuration of the offset storage unit 420.

その結果,図5(a)の停止期間におけるオフセットは除去される。動作期間においてはオフセットが減算され,上記モータ280を駆動させる電気信号のみが出力される。上記AD変換器290からの出力には高周波成分が残留するが,上記モータ280は高周波成分に反応しないため本実施形態の課題を解決するうえで問題はない。 As a result, the offset in the stop period of FIG. During the operation period, the offset is subtracted and only the electric signal for driving the motor 280 is output. Although a high frequency component remains in the output from the AD converter 290, the motor 280 does not react to the high frequency component, so there is no problem in solving the problem of the present embodiment.

なお,上記動作期間において,増幅器のオフセットは変動することが予想され,上記動作期間においてオフセットが解消しないようにも思われる。しかし,停止期間と動作期間のオフセットの差異は,上記モータ280を駆動させる電気信号に比べて小さいので,支障はない。また,動作期間が所定期間を経た場合,停止期間を挿入することとしてもよい。   Note that the offset of the amplifier is expected to fluctuate during the operation period, and it seems that the offset does not disappear during the operation period. However, since the difference in offset between the stop period and the operation period is smaller than the electric signal for driving the motor 280, there is no problem. Further, when the operation period has passed a predetermined period, a stop period may be inserted.

また,上記オフセット記憶部420が上述のような機能を果たすように,上記推定したオフセットを維持するラッチを用いてもよい。すなわち,停止期間から動作期間に移行することをトリガーに,当該時点での推定されたオフセットをラッチするとしてもよい。停止期間においては,所定期間ごとに推定されたオフセットをラッチするとしてもよい。   In addition, a latch that maintains the estimated offset may be used so that the offset storage unit 420 performs the above function. That is, the estimated offset at the time may be latched by using the transition from the stop period to the operation period as a trigger. In the stop period, the offset estimated every predetermined period may be latched.

このような上記中央制御部250の計算は,所定期間ごとに行われるとしてもよい。係る構成により,上記角速度指令値を確実に最新値に更新することができる。   Such calculation by the central control unit 250 may be performed every predetermined period. With this configuration, the angular velocity command value can be reliably updated to the latest value.

図6は,本実施形態による中央制御部において,角速度指令値を出力する流れを示したフローチャートである。上記算出方法は,まずオフセット記憶部に記憶された記憶オフセットの初期化設定をする。本実施形態では初期化設定として,記憶オフセットの初期値を0とする(S610)。   FIG. 6 is a flowchart showing a flow of outputting the angular velocity command value in the central control unit according to the present embodiment. In the calculation method, first, the storage offset stored in the offset storage unit is initialized. In this embodiment, as an initialization setting, the initial value of the storage offset is set to 0 (S610).

続いて,オフセット推定部410は,A/D変換器の出力から増幅器270のオフセットを推定し,推定された値を推定オフセット値とする(S620)。次に,操作量判断部は,現在期間が動作期間であるかどうかを判断する(S630)。   Subsequently, the offset estimation unit 410 estimates the offset of the amplifier 270 from the output of the A / D converter, and sets the estimated value as an estimated offset value (S620). Next, the operation amount determination unit determines whether the current period is an operation period (S630).

上記判断(S630)において動作期間でないと判断された場合,オフセット記憶部420は,記憶オフセットの値に推定オフセットの値を上書きし,維持する(S640)。その後,オフセット減算部は,電気信号受信部246が受信した電気信号から上記上書きされた記憶オフセットを減算し,角速度指令値を算出する(S650)。そして,D/A変換器は,上記角速度指令値をアナログ信号として出力する(S660)。   If it is determined in the above determination (S630) that it is not an operation period, the offset storage unit 420 overwrites the stored offset value with the estimated offset value and maintains it (S640). Thereafter, the offset subtracting unit subtracts the overwritten storage offset from the electrical signal received by the electrical signal receiving unit 246 to calculate an angular velocity command value (S650). Then, the D / A converter outputs the angular velocity command value as an analog signal (S660).

上記判断(S630)において動作期間であると判断された場合,オフセット減算部は電気信号受信部246が受信した電気信号から,上記維持された記憶オフセットを減算し,角速度指令値を算出する(S650)。そして,D/A変換器は,上記角速度指令値をアナログ信号として出力する(S660)。   If it is determined in the determination (S630) that it is an operation period, the offset subtraction unit subtracts the maintained stored offset from the electrical signal received by the electrical signal reception unit 246 to calculate an angular velocity command value (S650). ). Then, the D / A converter outputs the angular velocity command value as an analog signal (S660).

以上より,上記雲台100のオフセットを解消することができ,かつ自動化できるため,オフセットを人為的に調整する工程が不要となる。   As described above, since the offset of the pan head 100 can be eliminated and automated, the step of adjusting the offset artificially becomes unnecessary.

(第2の実施形態)
図7は,本実施形態におけるズームレンズ制御システム700のイメージを示した外観図である。ズームレンズ制御システム700は、移動指示装置としてのドライブユニット740と,ズームレンズ制御装置750とからなる。ズームレンズ制御装置750にはレンズ鏡胴710が含まれ,レンズ鏡胴710の外周部には,ズームリング720が設けられている。また,レンズ鏡胴710の内部には,ズームレンズ(図示せず)等が設けられている。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is an external view showing an image of the zoom lens control system 700 in the present embodiment. The zoom lens control system 700 includes a drive unit 740 as a movement instruction device and a zoom lens control device 750. The zoom lens control device 750 includes a lens barrel 710, and a zoom ring 720 is provided on the outer periphery of the lens barrel 710. In addition, a zoom lens (not shown) or the like is provided inside the lens barrel 710.

かかる構成において,ドライブユニット740に含まれるズームシーソ(操作部)730が検出した使用者による操作量に基づき,ズームリング720が回転し,ズームレンズが光軸に沿って前後に移動してズーム調整が行われる。ズームリング720は,ドライブユニット740の内部に設けられたズーム駆動モータに基づいて駆動する。   In such a configuration, the zoom ring 720 rotates based on the amount of operation by the user detected by the zoom seesaw (operation unit) 730 included in the drive unit 740, and the zoom lens moves back and forth along the optical axis to perform zoom adjustment. Is called. The zoom ring 720 is driven based on a zoom drive motor provided in the drive unit 740.

図7では,移動支持装置とズームレンズ制御装置が一体構成されたズームレンズ制御システムを示しているが,上記移動指示装置としてのドライブユニット740に換えて,無線通信を介して上記ズーム調整を行うことも可能である。以下,移動支持装置とズームレンズ制御装置が分離構成されたズームレンズ制御システムの説明をする。   FIG. 7 shows a zoom lens control system in which the movement support device and the zoom lens control device are integrated, but the zoom adjustment is performed via wireless communication instead of the drive unit 740 as the movement instruction device. Is also possible. Hereinafter, a zoom lens control system in which the movement support device and the zoom lens control device are separated will be described.

図8は,本実施形態によるズームレンズ制御システムの説明図である。ズームレンズ制御システムは,移動指示装置840とズームレンズ制御装置800とから構成される。   FIG. 8 is an explanatory diagram of the zoom lens control system according to the present embodiment. The zoom lens control system includes a movement instruction device 840 and a zoom lens control device 800.

上記移動指示装置は,操作部810と,電気信号伝達部820とを含む。上記操作部810は,ユーザが入力したズームレンズ制御装置800を制御するための操作量を検出する。上記操作量として,例えば移動動作指示信号,強制停止信号を挙げることができる。   The movement instruction device includes an operation unit 810 and an electric signal transmission unit 820. The operation unit 810 detects an operation amount for controlling the zoom lens control device 800 input by the user. Examples of the operation amount include a movement operation instruction signal and a forced stop signal.

上記電気信号伝達部820は,上記操作部810から入力された操作量を電気信号に変換して上記ズームレンズ制御装置800に送信する。上記操作量は,SCIを介して送信されるとしてもよい。   The electric signal transmission unit 820 converts the operation amount input from the operation unit 810 into an electric signal and transmits the electric signal to the zoom lens control device 800. The operation amount may be transmitted via SCI.

上記のようなズームレンズ制御システムによって,移動指示装置840とズームレンズ制御装置800との距離が離れている場合においても,ユーザは,移動指示装置840からズームレンズ制御装置800を遠隔操作することができ,遠隔地の様々な映像を瞬時に得ることが可能となる。   Even when the movement instruction device 840 and the zoom lens control device 800 are separated by the zoom lens control system as described above, the user can remotely operate the zoom lens control device 800 from the movement instruction device 840. This makes it possible to instantly obtain various images from remote locations.

上記ズームレンズ制御装置800は,電気信号連絡部846と,中央制御部850と,DA変換器860と,減算器870と,増幅器870と,ズーム駆動モータ880と,角速度検出部886と,AD変換器890とを含み,フィードバック制御に基づいて動作する。   The zoom lens control device 800 includes an electrical signal communication unit 846, a central control unit 850, a DA converter 860, a subtractor 870, an amplifier 870, a zoom drive motor 880, an angular velocity detection unit 886, and an AD conversion. And operates based on feedback control.

上記電気信号連絡部846に移動動作を指示する電気信号が入力されると,ズーム駆動モータ880が回転し,上記電気信号に応じた移動方向,速度でズームレンズを制御する。その他の中央制御部850と,DA変換器860と,減算器870と,増幅器870と,角速度検出部886とおよびAD変換器の動作は,第1実施例で説明しており,実質的に機能が同一であるので,説明を省略する。   When an electric signal for instructing a moving operation is input to the electric signal communication unit 846, the zoom drive motor 880 rotates and controls the zoom lens at the moving direction and speed according to the electric signal. The operations of the other central control unit 850, DA converter 860, subtractor 870, amplifier 870, angular velocity detection unit 886, and AD converter are described in the first embodiment and are substantially functional. Will be omitted because they are the same.

上記中央制御部はオフセット推定部410と,オフセット記憶部420と,オフセット減算部430と,操作量判断部440をさらに含んでいる。これらの動作は,第1実施例で説明しており,実質的に機能が同一であるので,説明を省略する。   The central control unit further includes an offset estimation unit 410, an offset storage unit 420, an offset subtraction unit 430, and an operation amount determination unit 440. These operations have been described in the first embodiment and are substantially the same in function.

以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

例えば,上記実施形態においては,オフセット推定部,オフセット記憶部およびオフセット減算部か中央制御部に含まれることとして説明しているが,上記の少なくとも1つを中央制御部外に設けてもよい。すなわち,デジタルでなくアナログ段階で処理するとしてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the offset estimation unit, the offset storage unit, the offset subtraction unit, or the central control unit is described. However, at least one of the above may be provided outside the central control unit. That is, processing may be performed in an analog stage instead of digital.

また,上記実施形態においては,特にパン,チルトおよびズーム機能に適用する場合を説明しているが,かかる場合に限られず,その他フォーカス機能などに本実施形態を適用することも可能である。   In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the pan, tilt, and zoom functions has been described. However, the present embodiment is not limited to such a case, and the present embodiment can also be applied to other focus functions.

さらに,上記実施形態においては,速度制御方式による動作のみを挙げて説明しているが,位置制御方式にも適用可能である。すなわち,角速度検出部にタコジェネレータに換えてポテンショメータを用いることで,上記負荷の位置を電気信号に変換し,雲台またはズームレンズ制御装置に入力される電気信号と比較することによりオフセットを検出し,取り除くことができる。   Furthermore, in the above embodiment, only the operation by the speed control method has been described, but it can also be applied to the position control method. That is, by using a potentiometer in place of the tachometer for the angular velocity detector, the position of the load is converted into an electric signal, and the offset is detected by comparing it with an electric signal input to the pan head or zoom lens control device. , Can be removed.

本発明は,雲台システム,雲台,ズームレンズ制御システムおよびズームレンズ制御装置に適用可能である。   The present invention is applicable to a pan head system, a pan head, a zoom lens control system, and a zoom lens control device.

本実施形態における駆動装置としての雲台のイメージを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the image of the pan head as a drive device in this embodiment. 本実施形態にかかる雲台システムおよび雲台の説明図である。It is explanatory drawing of a pan head system and a pan head concerning this embodiment. 本実施形態にかかる雲台システムおよび雲台の説明図である。It is explanatory drawing of a pan head system and a pan head concerning this embodiment. 本実施形態にかかる中央制御部の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the central control part concerning this embodiment. AD変換器の出力からオフセットを取り除く手順を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the procedure which removes an offset from the output of an AD converter. 本実施形態による中央制御部において,角速度指令値を出力する流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow which outputs an angular velocity command value in the central control part by this embodiment. 本実施形態におけるズームレンズ制御システムが一体構成されたイメージを示した外観図である。It is the external view which showed the image by which the zoom lens control system in this embodiment was comprised integrally. 本実施形態にかかるズームレンズ制御システムの説明図である。It is explanatory drawing of the zoom lens control system concerning this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100 雲台
140 回転指示装置
210,810 操作部
220 電気信号送信部
230 通信網または通信線
246 電気信号受信部
250,850 中央制御部
260 D/A変換器
270 減算器,増幅器
280 モータ
286,886 角速度検出部
290 A/D変換器
800 ズームレンズ制御装置
840 移動指示装置
820 電気信号伝達部
846 電気信号連絡部
880 ズーム駆動モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Head 140 Rotation instruction device 210,810 Operation part 220 Electric signal transmission part 230 Communication network or communication line 246 Electric signal reception part 250,850 Central control part 260 D / A converter 270 Subtractor, Amplifier 280 Motor 286,886 Angular velocity detection unit 290 A / D converter 800 Zoom lens control device 840 Movement instruction device 820 Electric signal transmission unit 846 Electric signal communication unit 880 Zoom drive motor

Claims (12)

所望する方向への回転動作を指示する回転指示装置と,通信線を介して該回転指示装置に接続され,該回転指示装置からの回転動作指示を入力とするフィードバック制御に基づいて負荷を回転させる雲台と,からなる雲台システムであって:
前記回転指示装置は,
ユーザによって入力された操作量を検出する操作部と;
前記操作量を電気信号に変換し,前記通信線を介して前記雲台に送信する電気信号送信部と;
を備え,
前記雲台は,
前記回転指示装置から前記電気信号を受信する電気信号受信部と;
前記電気信号受信部が受信した電気信号に基づき角速度指令値を算出する中央制御部と;
前記角速度指令値をアナログ信号として出力するDA変換器と;
前記DA変換器から出力された前記角速度指令値を増幅する増幅器と;
前記増幅された信号により前記負荷を回転させるモータと;
前記増幅器の出力を抽出し,前記中央制御部に伝達するAD変換器と;
を備え,
前記中央制御部は,前記回転指示装置から入力された前記電気信号から,前記AD変換器から伝達された前記増幅器のオフセット分を減算して前記DA変換器に出力することを特徴とする,雲台システム。
A rotation instruction device for instructing a rotation operation in a desired direction, and a rotation instruction device connected to the rotation instruction device via a communication line, and rotating a load based on feedback control using the rotation operation instruction from the rotation instruction device as an input A pan head system consisting of:
The rotation instruction device
An operation unit for detecting an operation amount input by a user;
An electrical signal transmitter that converts the manipulated variable into an electrical signal and transmits the electrical signal to the camera platform via the communication line;
With
The head is
An electrical signal receiving unit for receiving the electrical signal from the rotation instruction device;
A central control unit that calculates an angular velocity command value based on the electrical signal received by the electrical signal receiving unit;
A DA converter that outputs the angular velocity command value as an analog signal;
An amplifier for amplifying the angular velocity command value output from the DA converter;
A motor for rotating the load by the amplified signal;
An AD converter for extracting the output of the amplifier and transmitting it to the central control unit;
With
The central control unit subtracts the offset of the amplifier transmitted from the AD converter from the electrical signal input from the rotation instruction device and outputs the result to the DA converter. Stand system.
回転動作を指示する電気信号を入力とするフィードバック制御に基づいて負荷を回転させる雲台であって:
前記電気信号を受信する電気信号受信部と;
前記電気信号受信部が受信した電気信号に基づき角速度指令値を算出する中央制御部と;
前記角速度指令値をアナログ信号として出力するDA変換器と;
前記DA変換器から出力された前記角速度指令値を増幅する増幅器と;
前記増幅された信号により前記負荷を回転させるモータと;
前記増幅器の出力を抽出し,前記中央制御部に伝達するAD変換器と;
を備え,
前記中央制御部は,前記電気信号受信部が受信した前記電気信号から,前記AD変換器から伝達された前記増幅器のオフセット分を減算して前記DA変換器に出力することを特徴とする,雲台。
A pan head that rotates a load based on feedback control that receives an electric signal for instructing a rotation operation:
An electrical signal receiving unit for receiving the electrical signal;
A central control unit for calculating an angular velocity command value based on the electrical signal received by the electrical signal receiving unit;
A DA converter that outputs the angular velocity command value as an analog signal;
An amplifier for amplifying the angular velocity command value output from the DA converter;
A motor for rotating the load by the amplified signal;
An AD converter for extracting the output of the amplifier and transmitting it to the central control unit;
With
The central control unit subtracts the offset of the amplifier transmitted from the AD converter from the electrical signal received by the electrical signal receiving unit and outputs the result to the DA converter. Stand.
前記中央制御部は,
前記AD変換器の出力から前記増幅器のオフセットを推定するオフセット推定部と;
前記推定されたオフセットを記憶するオフセット記憶部と;
前記電気信号受信部が受信した電気信号から,前記記憶されたオフセットを減算するオフセット減算部と;
を含むことを特徴とする,請求項2に記載の雲台。
The central control unit
An offset estimator for estimating an offset of the amplifier from an output of the AD converter;
An offset storage unit for storing the estimated offset;
An offset subtractor for subtracting the stored offset from the electrical signal received by the electrical signal receiver;
The pan head according to claim 2, comprising:
前記中央制御部は,前記電気信号受信部における前記モータを駆動させる電気信号の受信の有無を判断する操作量判断部をさらに含み,
前記操作量判断部が前記モータを駆動させる電気信号を受信していると判断した場合,前記オフセット記憶部は,前記オフセット推定部が推定したオフセットの記憶を停止し,前記停止する直前に記憶されたオフセットの値を維持し続けることを特徴とする,請求項3に記載の雲台。
The central control unit further includes an operation amount determining unit that determines whether or not an electric signal for driving the motor in the electric signal receiving unit is received,
When the operation amount determination unit determines that the electric signal for driving the motor is received, the offset storage unit stops storing the offset estimated by the offset estimation unit and is stored immediately before the stop. 4. The pan head according to claim 3, wherein the offset value is continuously maintained.
前記操作量判断部は,前記電気信号受信部における前記モータを強制的に停止させる強制停止信号の受信の有無をさらに判断し,前記モータを駆動させる電気信号を受信していて,前記強制停止信号を受信していないと判断した場合,前記オフセット記憶部は,前記オフセット推定部が推定したオフセットの記憶を停止し,前記停止する直前に記憶されたオフセットの値を維持し続けることを特徴とする,請求項4に記載の雲台。   The operation amount determination unit further determines whether or not a forced stop signal for forcibly stopping the motor in the electrical signal reception unit is received, receives an electrical signal for driving the motor, and outputs the forced stop signal. The offset storage unit stops storing the offset estimated by the offset estimation unit and continues to maintain the offset value stored immediately before the stop when the offset storage unit determines that the offset is not received. The pan head according to claim 4. 前記中央制御部の計算は,所定期間毎に行われることを特徴とする,請求項2に記載の雲台。   3. The camera platform according to claim 2, wherein the calculation of the central control unit is performed every predetermined period. 前記回転動作は,パン方向の回転動作またはチルト方向の回転動作であることを特徴とする,請求項3に記載の雲台。   4. The pan / tilt head according to claim 3, wherein the rotation operation is a rotation operation in a pan direction or a rotation operation in a tilt direction. 拡大または縮小した映像を得られるようにズームレンズの移動動作を指示する移動指示装置と,該移動指示装置からの移動動作指示を入力とするフィードバック制御に基づいて前記ズームレンズを移動させるズームレンズ制御装置と,からなるズームレンズ制御システムであって:
前記移動指示装置は,
ユーザによる操作量を検出する操作部と;
前記操作量を電気信号に変換し,前記ズームレンズ制御装置に伝達する電気信号伝達部と;
を備え,
前記ズームレンズ制御装置は,
前記移動指示装置から前記電気信号を伝達される電気信号連絡部と;
前記回転指示装置から伝達された前記電気信号に基づいて角速度指令値を算出する中央制御部と;
前記角速度指令値をアナログ信号として出力するDA変換器と;
前記DA変換器から出力された前記角速度指令値を増幅する増幅器と;
前記増幅された信号に基づき前記ズームレンズを移動させるズーム駆動モータと;
前記増幅器の出力を抽出し,前記中央制御部に伝達するAD変換器と;
を備え,
前記中央制御部は,前記電気信号連絡部に伝達された前記電気信号から,前記AD変換器から伝達された前記増幅器のオフセット分を減算して前記DA変換器に出力することを特徴とする,ズームレンズ制御システム。
A movement instruction device for instructing a movement operation of the zoom lens so that an enlarged or reduced image can be obtained, and a zoom lens control for moving the zoom lens based on feedback control with a movement operation instruction from the movement instruction device as an input A zoom lens control system comprising:
The movement instruction device includes:
An operation unit for detecting an operation amount by a user;
An electrical signal transmission unit that converts the operation amount into an electrical signal and transmits the electrical signal to the zoom lens control device;
With
The zoom lens control device includes:
An electrical signal communication unit to which the electrical signal is transmitted from the movement instruction device;
A central control unit that calculates an angular velocity command value based on the electrical signal transmitted from the rotation instruction device;
A DA converter that outputs the angular velocity command value as an analog signal;
An amplifier for amplifying the angular velocity command value output from the DA converter;
A zoom drive motor for moving the zoom lens based on the amplified signal;
An AD converter for extracting the output of the amplifier and transmitting it to the central control unit;
With
The central control unit subtracts the offset of the amplifier transmitted from the AD converter from the electrical signal transmitted to the electrical signal communication unit, and outputs the subtracted offset to the DA converter. Zoom lens control system.
移動動作を指示する電気信号を入力とするフィードバック制御に基づいてズームレンズを移動させるズームレンズ制御装置であって:
前記電気信号を伝達される電気信号連絡部と;
前記電気信号連絡部に伝達された前記電気信号に基づいて角速度指令値を算出する中央制御部と;
前記角速度指令値をアナログ信号として出力するDA変換器と;
前記DA変換器から出力された前記角速度指令値を増幅する増幅器と;
前記増幅された信号に基づき前記ズームレンズを移動させるズーム駆動モータと;
前記増幅器の出力を抽出し,前記中央制御部に伝達するAD変換器と;
を備え,
前記中央制御部は,前記電気信号連絡部に伝達された前記電気信号から,前記AD変換器から伝達された前記増幅器のオフセット分を減算して前記DA変換器に出力することを特徴とする,ズームレンズ制御装置。
A zoom lens control device that moves a zoom lens based on feedback control that receives an electrical signal that instructs a moving operation:
An electrical signal communication part to which the electrical signal is transmitted;
A central control unit that calculates an angular velocity command value based on the electrical signal transmitted to the electrical signal communication unit;
A DA converter that outputs the angular velocity command value as an analog signal;
An amplifier for amplifying the angular velocity command value output from the DA converter;
A zoom drive motor for moving the zoom lens based on the amplified signal;
An AD converter for extracting the output of the amplifier and transmitting it to the central control unit;
With
The central control unit subtracts the offset of the amplifier transmitted from the AD converter from the electrical signal transmitted to the electrical signal communication unit, and outputs the subtracted offset to the DA converter. Zoom lens control device.
前記中央制御部は,
前記AD変換器の出力から前記増幅器のオフセットを推定するオフセット推定部と;
前記推定されたオフセットを記憶するオフセット記憶部と;
前記電気信号受信部が受信した電気信号から,前記記憶されたオフセットを減算するオフセット減算部と;
を含むことを特徴とする,請求項9に記載のズームレンズ制御装置。
The central control unit
An offset estimator for estimating an offset of the amplifier from an output of the AD converter;
An offset storage unit for storing the estimated offset;
An offset subtractor for subtracting the stored offset from the electrical signal received by the electrical signal receiver;
The zoom lens control device according to claim 9, comprising:
前記中央制御部は,前記電気信号受信部が前記ズーム駆動モータを駆動させる電気信号,または強制停止信号を受信しているかを判断する操作量判断部をさらに含み,
前記操作量判断部が前記ズーム駆動モータを駆動させる電気信号を受信していて,前記強制停止信号を受信していないと判断した場合,前記オフセット記憶部は,前記オフセット推定部が推定したオフセットの記憶を停止し,前記停止する直前に記憶されたオフセットの値を維持し続けることを特徴とする,請求項9に記載のズームレンズ制御装置。
The central control unit further includes an operation amount determination unit for determining whether the electric signal receiving unit receives an electric signal for driving the zoom drive motor or a forced stop signal,
When it is determined that the operation amount determination unit has received an electrical signal for driving the zoom drive motor and has not received the forced stop signal, the offset storage unit stores the offset estimated by the offset estimation unit. 10. The zoom lens control device according to claim 9, wherein the storage is stopped and the offset value stored immediately before the stop is maintained.
前記移動指示装置は,通信網または通信線を介して前記ズームレンズ制御装置に前記電気信号に変換された操作量を伝達することを特徴とする,請求項8に記載のズームレンズ制御システム。





9. The zoom lens control system according to claim 8, wherein the movement instruction device transmits the operation amount converted into the electric signal to the zoom lens control device via a communication network or a communication line.





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