JP3131355B2 - Remote control device - Google Patents
Remote control deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、劇場、スタジオ等で状
況に応じて、スポットライト及びカメラ等の姿勢や方向
を任意の姿勢や方向に遠隔操作する遠隔操作装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a remote control device for remotely controlling the attitude and direction of a spotlight, a camera, and the like in a theater, a studio, or the like according to the situation.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、劇場やコンサートホールにおける
スポットライト及びカメラ等の姿勢や方向を任意の姿勢
や方向に遠隔操作する遠隔操作装置としては、例えば特
開平4−62702号に示されるような遠隔操作型照明
装置があった、この照明装置は、有線又は無線のリモコ
ン操作部によって、離れたところに設置されているライ
トの角度を操作するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as a remote control device for remotely controlling the attitude and direction of a spotlight, a camera, and the like in a theater or a concert hall to an arbitrary attitude or direction, for example, a remote control as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-62702 is known. There has been an operation type lighting device. In this lighting device, an angle of a light installed at a remote place is operated by a wired or wireless remote control operation unit.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
装置では操作者がリモコン操作部のスイッチを操作し
て、ライトの角度を変化させ、劇場やコンサートホール
の舞台で演じている人等に、スポットライトを当てよう
とした場合、リモコン操作部のスイッチの動作とライト
の動作に時間的な遅れがあるため、操作者はその遅れを
考慮して、リモコン操作部のスイッチを操作しなけらば
ならない。このような操作は操作者に非常にストレスを
与えるものである。However, in the above-mentioned prior art apparatus, an operator operates a switch of a remote control operation unit to change the angle of the light, thereby giving a person playing on the stage of a theater or a concert hall. When illuminating the spotlight, there is a time delay between the operation of the switch of the remote control operation unit and the operation of the light. Must. Such an operation is very stressful for the operator.
【0004】また、照明を操作する操作反力が操作者に
返らないので、操作者がライトを操作する操作感を感じ
ることができず、この点も操作性の悪い所である。さら
に、リモコン操作部の操作自由度は照明部の操作自由度
と一致しているため、照明部の操作においては、その関
係がはっきりしているので操作がしやすいが、実際に
は、操作者がスポットライトをあてたい場所である舞台
とリモコン操作部の位置関係が対応していないため、操
作者がスポットライトのあたる場所を予測、調整しなが
らリモコン操作部のスイッチを操作しなければならな
い。[0004] Further, since the operation reaction force for operating the lighting does not return to the operator, the operator cannot feel the operation feeling of operating the light, which is also a point of poor operability. Furthermore, the degree of freedom of operation of the remote control operation unit matches the degree of freedom of operation of the lighting unit, so that the operation of the lighting unit is easy to operate because the relationship is clear. However, since the positional relationship between the stage where the user wants to hit the spotlight and the remote control operation unit does not correspond, the operator must operate the switch of the remote control operation unit while predicting and adjusting the spot where the spotlight hits.
【0005】例えば図Aに示す照明装置を用いて、舞台
上を横一直線に沿ってスポットライトを当てたい場合、
リモコン操作部の水平回転駆動スイッチと垂直回転駆動
スイッチを操作者が調整しなけらばならない。以上のよ
うな問題点は、遠隔操作型の照明装置に限らず、遠隔操
作によって、被操作機器の姿勢や方向を変化させる一本
の遠隔操作装置に共通した問題点である。For example, when it is desired to illuminate a spotlight on a stage along a horizontal line using the lighting device shown in FIG.
The operator must adjust the horizontal rotation drive switch and the vertical rotation drive switch of the remote control operation unit. The problems described above are not limited to the remote control type lighting device, but are problems common to a single remote control device that changes the attitude and direction of the operated device by remote control.
【0006】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
で、その目的とするところは、遠隔操作するためのリモ
コン操作部の操作子を介して、操作者にあたかも被操作
機器を持って操作しているからのような操作反力を返す
ことによって操作性を向上させた遠隔操作装置を提供す
ることにある。また操作者が被操作機器の示す方向の位
置関係とリモコン操作部の位置関係を一致させることに
より操作性をより向上された遠隔操作装置を提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an operator with a device to be operated via an operator of a remote control operation unit for remote control. It is an object of the present invention to provide a remote control device in which operability is improved by returning an operation reaction force as if operating. Another object of the present invention is to provide a remote control device in which the operability is further improved by matching the positional relationship in the direction indicated by the operated device with the positional relationship of the remote control operation unit.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明では、被操作機器の方向を検出する第
1の位置検出器、駆動力指令値に基づいて被操作機器を
駆動するための第1の駆動装置を持つ被操作部と、人が
操作する操作子の位置を検出する第2の位置検出器と駆
動力指令値に基づいて操作子を駆動するための第2の駆
動装置を持つ操作部と、被操作機器の方向と操作子の位
置に基づいて被操作部駆動装置の駆動力指令値を決定す
る被操作部制御装置と、被操作機器の方向と、操作子の
位置に基づいて操作部駆動装置の駆動力指令値を決定す
る操作部制御装置とを有することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a first position detector for detecting a direction of a device to be operated, and a device for driving the device to be operated based on a driving force command value. An operating part having a first driving device for performing the operation, a second position detector for detecting a position of the operation element operated by a person, and a second position sensor for driving the operation element based on the driving force command value. An operating unit having a driving device; an operated unit control device that determines a driving force command value of the operated unit driving device based on the direction of the operated device and the position of the operating device; a direction of the operated device; And an operation unit control device that determines a driving force command value of the operation unit drive device based on the position of the operation unit.
【0008】請求項2の発明では、請求項1の発明にお
いて、被操作部と同じ大きさで且つ同形状又は縮小した
相似形状の操作部を有することを特徴とする。請求項3
の発明では、請求項2の発明において、操作部の駆動指
令値に基づいて操作子を制動する制動する制御手段する
ことを特徴とする。請求項4の発明では、請求項1の発
明において、人が操作子に加える力を検出する力検出器
を持つ操作部と、力検出値に基づいて被操作部駆動装置
の駆動力指令値を決定する被操作部制御装置を有するこ
とを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided an operating section having the same size as the operated section and having the same shape or a reduced similar shape. Claim 3
According to a second aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a control means for braking the operation element based on the drive command value of the operation section is provided. According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, an operating unit having a force detector for detecting a force applied by a person to the operating element, and a driving force command value of the operated unit driving device based on the detected force value. It is characterized by having an operated part control device to be determined.
【0009】請求項5の発明では、請求項1の発明にお
いて、被操作機器に加えられる力を検出する力検出器を
持つ被操作部と、被操作機器に加えられる力を検出する
力検出器を持つ被操作部と、操作子の位置と、被操作値
を決定する被操作部制御装置と、操作子の位置と被操作
機器の姿勢、調光と操作部と被操作部の力検出値に基づ
いて操作部駆動装置の駆動力指令値を決定する操作部制
御装置を有することを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, an operated portion having a force detector for detecting a force applied to the operated device, and a force detector for detecting a force applied to the operated device An operated part having an operator, a position of an operator, an operated part control device for determining an operated value, a position of the operator, a posture of an operated device, dimming, and a force detection value of the operated part and the operated part. And an operation unit control device that determines a driving force command value of the operation unit drive device based on the control signal.
【0010】請求項6の発明では、請求項1の発明にお
いて、人が操作子に加える力を検出する力検出器を持つ
操作部と、被操作機器に加えられる力を検出する力検出
器を持つ被操作部と、操作子の位置と被操作機器の方向
と操作部と被操作部の力検出値に基づいて被操作部駆動
装置の駆動力指令値を決定する被操作部制御装置と、操
作子の位置と被操作機器の方向と操作部と被操作部の力
検出値に基づいて操作部駆動装置の駆動力指令値を決定
する操作部制御装置を有することを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided an operation section having a force detector for detecting a force applied to a manipulator by the person, and a force detector for detecting a force applied to the operated device. An operated unit control device that determines the driving force command value of the operated unit driving device based on the position of the operation element, the direction of the operated device, and the force detection value of the operation unit and the operated unit, An operation unit control device that determines a driving force command value of the operation unit driving device based on the position of the operation element, the direction of the operated device, and the force detection values of the operation unit and the operated unit.
【0011】請求項7の発明では、請求項1の発明にお
いて、操作子の位置と操作部駆動装置の駆動力指令値と
予め想定した操作部の運動方程式から被操作機器に加え
る力を推定する外力推定器と、その推定値に基づいて被
操作部駆動装置の駆動力指令値を決定する被操作部制御
装置を有することを特徴とする。請求項8の発明では、
請求項1の発明において、被操作機器の方向と被操作部
駆動装置の駆動力指令値と予め想定した被操作部の運動
方程式から被操作機器に加えられた力を推定する外力推
定器と、その推定値に基づいて操作部駆動装置の駆動力
指令値を決定する操作部制御装置を有することを特徴と
する。According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the force applied to the operated device is estimated from the position of the operating element, the driving force command value of the operating section driving device, and a previously assumed equation of motion of the operating section. It is characterized by having an external force estimator and an operated unit control device that determines a driving force command value of the operated unit driving device based on the estimated value. In the invention of claim 8,
In the invention according to claim 1, an external force estimator for estimating a force applied to the operated device from a direction of the operated device, a driving force command value of the operated portion driving device, and a previously assumed equation of motion of the operated portion, An operation unit control device that determines a driving force command value of the operation unit driving device based on the estimated value is provided.
【0012】請求項9の発明では、請求項1の発明にお
いて、操作子の位置と操作部駆動装置の駆動力指令値と
予め想定した操作部の運動方程式から人が操作子に加え
る力を推定する外力推定器と、被操作機器の方向と被操
作部駆動装置の駆動力指令値と予め想定した被操作部の
運動方程式から被操作機器に加えられた力を推定する外
力推定器と、操作子の位置と被操作機器の方向と操作部
と被操作部の力推定値に基づいて被操作部駆動装置の駆
動力指令値を決定する被操作部制御装置と、操作子の位
置と被操作機器の方向と操作部と被操作部の力推定値に
基づいて操作部駆動装置の駆動力指令値を決定する操作
部制御装置を有することを特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the force applied by a person to the operation element is estimated from the position of the operation element, a driving force command value of the operation section driving device, and a previously assumed motion equation of the operation section. An external force estimator, an external force estimator for estimating a force applied to the operated device from a direction of the operated device, a driving force command value of the operated unit driving device, and a previously assumed equation of motion of the operated unit; An operated part control device that determines a driving force command value of the operated part driving device based on the position of the child, the direction of the operated equipment, the estimated force of the operating part and the operated part, and the position of the operating element and the operated part An operation unit control device that determines a driving force command value of the operation unit driving device based on the direction of the device and the force estimation values of the operation unit and the operated unit is characterized.
【0013】請求項10の発明では、請求項1の発明に
おいて、被操作機器の方向に基づいて被操作機器の重力
を補償するための駆動力指令値を決定する重力補償器
と、その駆動力指令値と被操作部制御装置によって決定
した被操作部の駆動力指令値を加算する加算器と、加算
された被操作部の駆動力指令値に基づいて被操作機器を
駆動するための駆動装置を持つ被操作部を有することを
特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a gravity compensator for determining a driving force command value for compensating the gravity of the operated device based on the direction of the operated device, and the driving force thereof An adder for adding the command value and the driving force command value of the operated portion determined by the operated portion control device, and a driving device for driving the operated device based on the added driving force command value of the operated portion It is characterized by having an operated part having.
【0014】請求項11の発明では、請求項1の発明に
おいて、被操作機器内で移動し、被操作機器の重心位置
を変化させる装置の位置に基づいて、その位置の変化に
伴って生じる被操作機器の慣性や重力の変化を補償する
ための駆動力指令値を決定する非線形補償器と、その駆
動力指令値と被操作部制御装置によって決定した被操作
部の駆動力指令値を加算する加算器と、加算された被操
作部の駆動力指令値に基づいて被操作機器を駆動するた
めの駆動装置を持つ被操作部を有することを特徴とす
る。 請求項12の発明では、請求項1の発明におい
て、被操作機器の方向に基づいて被操作機器を減速させ
るための駆動力指令値を決定する動作限界補償器と、そ
の駆動力指令値と被操作部制御装置によって決定した被
操作部の駆動力指令値を加算する加算器と、加算された
被操作部の駆動力指令値に基づいて被操作機器を駆動す
るための駆動装置を持つ被操作部を有することを特徴と
する。According to an eleventh aspect of the present invention, in accordance with the first aspect of the present invention, based on the position of the device which moves within the operated device and changes the position of the center of gravity of the operated device, the position of the device generated with the change of the position is changed. A non-linear compensator for determining a driving force command value for compensating for a change in inertia or gravity of the operating device, and adding the driving force command value and the driving force command value of the operated unit determined by the operated unit control device It is characterized by including an adder and an operated unit having a driving device for driving the operated device based on the added driving force command value of the operated unit. According to a twelfth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, there is provided an operation limit compensator for determining a driving force command value for decelerating the operated device based on the direction of the operated device, An operated device having an adder for adding the driving force command value of the operated portion determined by the operating portion control device, and a driving device for driving the operated device based on the added driving force command value of the operated portion. It has a part.
【0015】請求項13の発明では、請求項1の発明に
おいて、被操作機器の方向の検出値を微分する微分する
微分器と、その出力値を更に微分する微分器と、操作子
の位置検出値を微分する微分器と、その出力値を更に微
分する微分器と、それらの出力値に基づいて操作子の見
かけ上の質量を所望の質量にするための操作部駆動装置
の駆動力指令値を決定する操作部制御装置と、上記の出
力値に基づいて被操作機器の位置を操作子の見かけ上の
質量を所望の質量にするための操作部駆動装置の駆動力
指令値を決定する操作部制御装置と、上記出力値に基づ
いて被操作機器の位置を操作子の位置に追従させるため
の被操作部駆動装置の駆動力指令値を決定する被操作部
制御装置を有することを特徴とする。According to a thirteenth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a differentiator for differentiating the detected value of the direction of the operated device, a differentiator for further differentiating the output value, and a position detection of the operation element A differentiator for differentiating the value, a differentiator for further differentiating the output value, and a driving force command value of the operation unit driving device for changing the apparent mass of the operation element to a desired mass based on the output value And an operation unit for determining the driving force command value of the operation unit driving device for setting the position of the operated device to the desired mass of the operation element based on the output value. Unit control device, characterized in that it has an operated unit control device that determines a driving force command value of the operated unit drive device for causing the position of the operated device to follow the position of the manipulator based on the output value I do.
【0016】請求項14の発明では、請求項13の発明
において、各々の微分器の出力値に基づいて、操作子の
見かけ上の粘性係数を所望の粘性係数にするための操作
部駆動装置の駆動力指令値を決定する操作部制御装置を
有することを特徴とする。請求項15の発明では、請求
項14の発明において、各々の微分器の出力値に基づい
て、操作子の見かけ上のインピーダンスを所望のインピ
ーダンスにするための操作部駆動装置の駆動力指令値を
決定する操作部制御装置を有することを特徴とする。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the thirteenth aspect, there is provided an operating portion driving device for setting an apparent viscosity coefficient of an operating element to a desired viscosity coefficient based on an output value of each differentiator. An operation unit control device for determining a driving force command value is provided. According to a fifteenth aspect, in the fourteenth aspect, based on the output value of each differentiator, the driving force command value of the operation unit driving device for setting the apparent impedance of the operation element to a desired impedance is set. It has an operation unit control device for determining.
【0017】請求項16の発明では、請求項15の発明
において、被操作機器の方向を検出する位置検出器と駆
動力指令値に基づいて被操作機器を駆動するための駆動
装置を持つ被操作部と、人が操作する操作子の位置を検
出する位置検出器を持つ操作部と、操作部位置座標系
と、被操作部位置座標系との間で座標変換を行う位置座
標変換器と、被操作機器の方向と操作子の位置を座標変
換した位置に基づいて被操作部駆動装置の駆動力指令値
を決定する照明部制御装置とを有することを特徴とす
る。According to a sixteenth aspect of the present invention, in accordance with the fifteenth aspect of the invention, there is provided an operated device having a position detector for detecting a direction of the operated device and a driving device for driving the operated device based on a driving force command value. Unit, an operation unit having a position detector that detects the position of an operator operated by a person, an operation unit position coordinate system, and a position coordinate converter that performs coordinate conversion between the operated unit position coordinate system, An illumination unit control device that determines a driving force command value of the operated unit driving device based on a position obtained by converting the direction of the operated device and the position of the operating element into coordinates.
【0018】請求項17の発明では、請求項16の発明
において、駆動力指令値に基づいて操作子を駆動するた
めの駆動装置を持つ操作部と、操作子の位置と被操作機
器の方向を座標変換した位置に基づいて操作部駆動装置
の駆動力指令値を決定する操作部制御装置を有すること
を特徴とする。請求項18の発明では、請求項16の発
明において、被操作機器の示す方向にある舞台を撮像す
るためのテレビカメラと、撮像された舞台映像の表示を
行うためのテレビモニタと、モニタ画面上の舞台位置を
指示することで所望の被操作機器の方向を決定するライ
トペンと、ライトペンで指示されたテレビモニタ上の座
標を読取るための画像処理器と、モニタテレビ上の位置
座標と実際の舞台上の位置座標を変換する位置座標変換
器を有することを特徴とする。According to a seventeenth aspect, in the sixteenth aspect, an operating section having a driving device for driving the operating element based on the driving force command value, the position of the operating element and the direction of the operated device are determined. An operation unit control device that determines a driving force command value of the operation unit driving device based on the coordinate-transformed position is provided. According to an eighteenth aspect of the present invention, in the sixteenth aspect, a television camera for imaging a stage in a direction indicated by the operated device, a television monitor for displaying the imaged stage video, and A light pen that determines the desired direction of the operated device by indicating the stage position of the camera, an image processor that reads the coordinates on the television monitor indicated by the light pen, the position coordinates on the monitor TV and the actual And a position coordinate converter for converting position coordinates on the stage.
【0019】請求項19の発明では、請求項16の発明
において、被操作機器の示す方向にある舞台を撮像する
ためのテレビカメラと、撮像された舞台映像を仮想空間
上で表示するための立体視眼鏡と、仮想空間上で所望の
被操作機器の方向を決定するための三次元位置検出器
と、仮想空間上の位置座標と実空間上の位置座標との間
で座標変換を行う位置座標変換器と、実空間上の舞台映
像を仮想空間上の舞台映像に変換するための画像変換器
を有することを特徴とする。According to a nineteenth aspect, in the sixteenth aspect, a television camera for capturing an image of a stage in a direction indicated by the operated device, and a stereoscopic camera for displaying the captured stage image in a virtual space. Viewing glasses, a three-dimensional position detector for determining a direction of a desired operated device in a virtual space, and position coordinates for performing coordinate conversion between position coordinates in a virtual space and position coordinates in a real space. It has a converter and an image converter for converting a stage image in a real space into a stage image in a virtual space.
【0020】請求項20の発明では、被操作機器を水平
回転駆動及び垂直回転駆動することが可能な被操作部
と、被操作機器の示す方向にある舞台面を直交するx
軸、y軸からなる2次元平面とし、舞台面と被操作部の
高さをLとし、被操作部の水平回転による方向と舞台面
に設定したy軸とからなる角度を被操作部水平回転角度
とし、被操作部の垂直回転による方向と舞台面とからな
る角度を被操作部垂直角度とし、舞台面を所定倍に縮小
したX軸、Y軸からなる2次元平面上を移動可能な操作
部を有し、操作部の操作紙をXY平面に移動させたとき
に、被操作部の水平回転角度と垂直回転角度とを決定
し、決定された夫々の角度に被操作機器の方向を移動さ
せるための被操作部制御装置を有する。In the twentieth aspect of the present invention, the operated part capable of horizontally and vertically rotating the operated device and the stage surface in the direction indicated by the operated device are orthogonal to each other.
A two-dimensional plane consisting of an axis and a y-axis, the height of the stage surface and the operated part is L, and the angle formed by the horizontal rotation of the operated part and the y-axis set on the stage surface is the operated part horizontal rotation. An operation which can be moved on a two-dimensional plane composed of an X-axis and a Y-axis in which the stage surface is reduced by a predetermined factor, and the angle formed by the vertical rotation of the operated portion and the stage surface and the stage surface is defined as the operated portion vertical angle. When the operation paper of the operation unit is moved to the XY plane, the horizontal rotation angle and the vertical rotation angle of the operated unit are determined, and the direction of the operated device is moved to each of the determined angles. And an operated part control device for causing the operating part to operate.
【0021】[0021]
【作用】請求項1の発明によれば、遠隔操作にも関わら
ず、被操作機器を操作する操作反力を感じながら、被操
作機器を操作することが可能となり、そのため操作者が
操作時の遅れなどを予測、調整することなく、操作でき
るため、操作時の疲れも少ない装置を実現できる。According to the first aspect of the present invention, it is possible to operate the operated device while feeling the operation reaction force for operating the operated device, despite the remote operation. Since the operation can be performed without predicting and adjusting the delay or the like, a device with less fatigue during operation can be realized.
【0022】請求項2の発明によれば、被操作部と操作
部の位置の対応が明確になり、被操作機器の示す方向が
分かり易くなり、操作性が良くなり、また実際の被操作
部に比べ、方向に関する部分以外を除いて操作部を構成
できるから、操作部を被操作部に比べて軽量にすること
ができ、これによって、被操作機器を所望の示す方向へ
動かすための力が小さくて良いので、操作性が良くな
る。According to the second aspect of the present invention, the correspondence between the position of the operated part and the position of the operating part becomes clear, the direction indicated by the operated equipment becomes easy to understand, the operability is improved, and the actual operated part is improved. Since the operation unit can be configured except for the part related to the direction, the operation unit can be made lighter than the operated unit, and as a result, the force for moving the operated device in the desired direction is reduced. Since it may be small, operability is improved.
【0023】請求項3の発明によれば、操作子を操作者
の動きに対する抵抗力のみを発生し、操作部制御装置等
が暴走しても操作子自らは駆動、動作しないため、操作
者に対して安全である。請求項4の発明によれば、操作
者が操作子に加えた力の拡大又は縮小した力で、被操作
機器を駆動することが可能となり、遠隔操作する被操作
機器の大きさに関わらず、操作者は適当な操作力によっ
て操作が可能となり、また大きさの違う2つの被操作機
器を左右の手で遠隔操作するとき、同じ操作感で2つの
被操作機器を操作することが可能となる。According to the third aspect of the present invention, the operator generates only a resistance to the movement of the operator, and the operator does not drive or operate even if the operation unit control device or the like runs away. Safe for you. According to the invention of claim 4, it is possible to drive the operated device with an increased or reduced force applied by the operator to the operator, regardless of the size of the remotely operated device. The operator can operate with an appropriate operation force, and when remotely operating two operated devices having different sizes with left and right hands, the two operated devices can be operated with the same operational feeling. .
【0024】請求項5の発明によれば、遠隔操作時に被
操作機器が障害物に衝突した力や被操作機器の動作限界
にあるメカストッパ等に合った力を検出し、その力の拡
大又は縮小した力を操作者に操作子を介して返すことに
よって、操作者にそれらの値粗を瞬時に感じさせること
ができ、操作性が向上する。請求項6の発明によれば、
操作子と被操作機器の間の関係を位置及び力を用いてつ
なぐことができ、そのため実際にハードウェア的につな
がっていない操作子と、被操作機器の間の位置及び力を
伝達することが可能になり、その結果操作性が向上す
る。According to the fifth aspect of the present invention, a force at which the operated device collides with an obstacle at the time of remote control or a force which is suitable for a mechanical stopper or the like at the operation limit of the operated device is detected, and the force is expanded or reduced. By returning the applied force to the operator via the operator, the operator can instantly feel the coarseness of the value, and the operability is improved. According to the invention of claim 6,
The relationship between the operator and the operated device can be connected using position and force, so that the position and force between the operator that is not actually connected in hardware and the operated device can be transmitted. It becomes possible, resulting in improved operability.
【0025】請求項7の発明によれば、操作子に加えら
れる力を検出する力検出器を用いることなく、人が操作
子に加えた力の拡大又は縮小した力で被操作機器を駆動
することが可能となり、そのため遠隔操作する被操作機
器の大きさに関わらず、操作者が適当な操作力によって
操作することが可能となる。請求項8の発明によれば、
被操作機器に加えられる力を検出する力検出器を用いる
ことなく、遠隔操作時に被操作機器が障害物に衝突した
力や動作限界にあるメカストッパ等に当たった力を検出
し、その力の拡大又は縮小した力を操作者に操作子を介
して返すことによって、操作者にそれらの値粗を瞬時に
感じさせることができ、操作性が向上する。According to the seventh aspect of the present invention, the device to be operated is driven by a force which is increased or reduced by the force applied to the operation element without using a force detector for detecting the force applied to the operation element. This allows the operator to operate with an appropriate operation force regardless of the size of the remotely operated device. According to the invention of claim 8,
Without using a force detector that detects the force applied to the operated device, the force detected by the operated device colliding with an obstacle or the force applied to a mechanical stopper at the operation limit during remote operation is detected, and the force is expanded. Alternatively, by returning the reduced force to the operator via the operating element, the operator can instantly feel the coarseness of the value, and the operability is improved.
【0026】請求項9の発明によれば、操作子に加えら
れる力を検出する力検出器と被操作機器に加えられる力
を検出する力検出器を用いることなく、操作子と被操作
機器の間の関係を位置及び力を用いてつなぐことがで
き、そのため実際にハードウェア的につながっていない
操作子と被操作機器間が、あたかもハードウェア的に連
結されているかのようになり、その結果精度良く操作子
と被操作機器の間の位置及び力を伝達することが可能に
なるので、操作性が向上する。According to the ninth aspect of the present invention, without using a force detector for detecting a force applied to the operation device and a force detector for detecting a force applied to the operated device, the operation device and the operated device can be used. The relationship between the two can be connected using position and force, so that the operator and the operated device that are not actually connected in hardware are connected as if they were hardware, and as a result, Since the position and force between the operator and the operated device can be transmitted with high accuracy, the operability is improved.
【0027】請求項10の発明によれば、被操作機器の
姿勢を一定に保つときに被操作機器の重力によって駆動
軸に生じる力や動かす方向によって生じる力の変化を、
予めキャンセルするように補償することができ、被操作
機器の姿勢や垂直、水平駆動に関係なく、被操作機器を
操作するときの操作力を一定にすることが可能となり、
操作性が良くなる。According to the tenth aspect of the present invention, when the posture of the operated device is kept constant, the force generated by the gravity of the operated device on the drive shaft and the change in the force generated by the moving direction are determined by:
It is possible to compensate in advance to cancel, and it is possible to make the operating force when operating the operated device constant, regardless of the posture of the operated device and vertical, horizontal drive,
Operability is improved.
【0028】請求項11の発明によれば、被操作機器の
フォーカス装置等を調整するために被操作機器内で移動
するフォーカス装置等の質量や慣性力によって生じる被
操作機器の慣性力や重力の変化を予めキャンセルするよ
うに補償することができ、フォーカス装置等の位置に関
係なく、同じ加減速で被操作機器を操作するときの操作
力を一定にすることが可能となり、操作性が良くなる。According to the eleventh aspect of the present invention, the inertial force or gravity of the operated device caused by the mass or inertia force of the focusing device or the like moving within the operated device to adjust the focusing device or the like of the operated device. The change can be compensated so as to be canceled in advance, and the operation force when operating the operated device at the same acceleration / deceleration can be constant regardless of the position of the focus device or the like, and the operability is improved. .
【0029】請求項12の発明によれば、被操作機器の
動作限界付近で操作子の動きに関係なく、被操作機器を
減速停止させることによって、操作者が操作ミスによて
被操作機器をメカストッパ等に高速に衝突させ、被操作
機器を破損させることなく、安全に操作することができ
る。請求項13の発明によれば、被操作機器の質量を見
かけ上、軽くすることができ、そのため小さい力で操作
することが可能になるとともに、操作者や被操作器器に
応じて被操作機器の質量を任意の値に設定することが可
能となる。According to the twelfth aspect of the present invention, the operated device is decelerated and stopped near the operation limit of the operated device regardless of the movement of the operating element, so that the operator can operate the operated device due to an operation error. It is possible to operate safely without causing a high speed collision with a mechanical stopper or the like and damaging the operated device. According to the thirteenth aspect of the present invention, the mass of the operated device can be apparently reduced, so that the operation can be performed with a small force, and the operated device can be operated according to the operator or the operated device. Can be set to an arbitrary value.
【0030】請求項14の発明によれば、操作者が操作
子を持って操作するときに生じる操作子の高周波の振動
が被操作機器に伝達しないため、操作者の操作ぶれ等に
よる被操作機器の示す方向の微小振動を無くすことがで
きる。請求項15の発明によれば、操作子と被操作機器
の間の関係を制御装置によって、任意の機械的な関係で
連結した状態を実現でき、あたかもその関係で連結され
ている装置を操作する感触を得ることが可能となり、操
作者に応じた任意の操作感を実現することが可能とな
る。According to the fourteenth aspect of the present invention, the high-frequency vibration of the operator generated when the operator operates the operator with the operator is not transmitted to the operated device. Can be eliminated. According to the fifteenth aspect of the present invention, a state in which the relationship between the operator and the operated device is connected by an arbitrary mechanical relationship can be realized by the control device, and the devices connected as if by the relationship were operated. A feeling can be obtained, and an arbitrary operation feeling according to the operator can be realized.
【0031】請求項16の発明によれば、被操作機器の
駆動装置の駆動軸の場所及び自由度に関わらず、操作部
の位置座標系と舞台の位置座標系が一致しているので、
被操作機器の示す方向を舞台上の所望の位置に向けたい
ときの操作が非常に分かり易くなる。請求項17の発明
によれば、被操作機器の示す方向を舞台上の所望の位置
にむけたい時の操作が非常に分かり易くなるとともに、
被操作機器を操作する操作反補矩を感じつつ被操作機器
の遠隔操作が可能になるため、非常に操作性が良くな
る。According to the sixteenth aspect of the present invention, the position coordinate system of the operation unit and the stage coordinate system match regardless of the position and the degree of freedom of the drive axis of the drive device of the operated device.
The operation when the direction indicated by the operated device is desired to be directed to a desired position on the stage becomes very easy to understand. According to the seventeenth aspect of the present invention, it is very easy to understand the operation when the direction indicated by the operated device is desired to be directed to a desired position on the stage.
Since the remote operation of the operated device becomes possible while feeling the inverse operation of the operation of the operated device, the operability is greatly improved.
【0032】請求項18の発明によれば、操作者が被操
作機器を示したい方向の舞台をモニタ画面上で見なが
ら、同じ画面上で、操作者が被操作機器を示したい方向
に操作設定することができ、操作性が向上する。請求項
19の発明によれば、操作者が被操作機器を示したい方
向の操作と被操作機器内のフォーカス装置の操作の2つ
の操作が必要な三次元空間上の舞台を立体視眼鏡を介し
て見ながら、同じ三次元空間上で、所望の被操作機器の
向きに所望のフォーカスを設定すること可能となり、操
作性を更に向上さることができる。According to the eighteenth aspect of the present invention, the operator sets the operation in the direction in which the operator wants to show the operated device on the same screen while watching the stage in the direction in which he wants to show the operated device on the monitor screen. And operability is improved. According to the nineteenth aspect of the present invention, the stage in the three-dimensional space where the operator needs to perform two operations, the operation in the direction in which the operated device is to be shown and the operation of the focusing device in the operated device, is performed through the stereoscopic glasses. It is possible to set a desired focus in a desired direction of the operated device on the same three-dimensional space while viewing the image, and the operability can be further improved.
【0033】請求項20の発明によれば、操作部の位置
座標系と操作者が被操作機器を向けたい方向にある舞台
の位置座標系とを精度良く一致させることが可能とな
り、舞台上の所望の位置にライトを照射するときの精度
が良くなる。According to the twentieth aspect of the present invention, it is possible to accurately match the position coordinate system of the operation section with the position coordinate system of the stage in the direction in which the operator wants to turn the operated device, and Accuracy when irradiating a light to a desired position is improved.
【0034】[0034]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 (実施例1)図1は本発明の実施例1の全体構成を示し
ており、本実施例の遠隔操作装置は被制御機器である照
明部1と、制御部2と、操作部3との3つの大きな部位
に分かれる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 shows the overall configuration of Embodiment 1 of the present invention. Divided into three large parts.
【0035】照明部1は、図2(a)(b)に示すよう
に天井面Xに配設された水平回転用モータ4により水平
回転駆動される水平回転軸23の下端に中央上面が固定
されて水平回転駆動される支持枠5と、両側側面に突設
した垂直回転軸6の両端を下向きコ字状の支持枠5の両
脚に垂直方向に回転自在に支持されたスポットライト7
と、支持枠5の片脚の外側面に配設され、片側の垂直回
転軸6に連結され垂直回転軸6を垂直回転駆動する垂直
回転用モータ8と、スポットライト7の垂直方向の方向
と水平方向の方向とを夫々検出するエンコーダ9、10
とで構成される。As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the illumination unit 1 has a central upper surface fixed to the lower end of a horizontal rotation shaft 23 which is driven to rotate horizontally by a horizontal rotation motor 4 disposed on the ceiling surface X. And a spotlight 7 having both ends of a vertical rotating shaft 6 protruding on both side surfaces thereof rotatably supported in the vertical direction on both legs of the downwardly U-shaped supporting frame 5.
A vertical rotation motor 8 disposed on the outer surface of one leg of the support frame 5 and connected to the vertical rotation shaft 6 on one side to drive the vertical rotation shaft 6 to rotate vertically; Encoders 9, 10 for detecting the horizontal direction respectively
It is composed of
【0036】操作部3は、図3(a)(b)に示すよう
にテーブルのような固定ベースYに配設された水平回転
用モータ11に連結された水平回転軸12の上端が底面
に固定されて水平回転自在な上向きコ字状の支持枠13
と、この支持枠13の両側脚間に垂直回転自在に支持さ
れた垂直回転軸14と、この垂直回転軸14に下端が固
定された操作子15と、この支持枠13の片側脚の外部
に配設され垂直回転軸6を垂直回転駆動する垂直回転用
モータ16と、操作子15の垂直方向の方向と水平方向
の方向とを夫々検出するエンコーダ17、18とで構成
される。As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the operating unit 3 has a bottom surface with an upper end of a horizontal rotating shaft 12 connected to a horizontal rotating motor 11 disposed on a fixed base Y such as a table. Upward U-shaped support frame 13 that is fixed and rotatable horizontally
A vertical rotation shaft 14 vertically rotatably supported between both legs of the support frame 13, an operator 15 having a lower end fixed to the vertical rotation shaft 14, A vertical rotation motor 16 is provided to drive the vertical rotation shaft 6 to rotate vertically, and encoders 17 and 18 for detecting a vertical direction and a horizontal direction of the operation element 15 respectively.
【0037】制御部2は、照明部1の各エンコーダ9、
10からの検出信号に基づいてスポットライト7の方向
を判断してモータ4、8の駆動力指令値を決定する被操
作部用の制御装置19と、操作部3のエンコーダ17、
18からの検出信号に基づいて操作子15の方向を判断
してモータ11、16の駆動力指令値を決定する操作子
用の制御装置20とで構成される。The control unit 2 includes the encoders 9 of the illumination unit 1,
A control device 19 for an operated part, which determines the direction of the spotlight 7 based on the detection signal from the controller 10 and determines a driving force command value for the motors 4 and 8;
The control device 20 for the operating element for determining the driving force command value of the motors 11 and 16 by determining the direction of the operating element 15 based on the detection signal from 18.
【0038】ここでスポットライト7、操作子15は夫
々の水平回転及び垂直回転を対応させている。図4は、
本実施例の制御部2の回路ブロックを示しており、各制
御装置19及び20は夫々に対応するモータ4,8及び
11、16を駆動するためのドライブ回路21、22及
び26、27を備え、これらドライブ回路21、22及
び26、27に駆動力指令値を与えるために操作部3の
垂直回転に対応するエンコーダ9、17の検出角度の差
を演算する演算器24と、水平回転に対応するエンコー
ダ10、18の検出角度の差を演算する演算器25とを
備えている。Here, the spotlight 7 and the operator 15 correspond to the horizontal rotation and the vertical rotation, respectively. FIG.
3 shows a circuit block of the control unit 2 of the present embodiment, and each of the control devices 19 and 20 includes drive circuits 21, 22, 26, and 27 for driving the corresponding motors 4, 8, 11, and 16 respectively. A calculator 24 for calculating the difference between the detected angles of the encoders 9 and 17 corresponding to the vertical rotation of the operation unit 3 in order to give a driving force command value to these drive circuits 21, 22 and 26 and 27; And a calculator 25 for calculating the difference between the detection angles of the encoders 10 and 18 that perform the detection.
【0039】而して図5に示すフローチャートに基づい
て制御部2は以下のような制御を行う。つまり操作者M
がスポットライト7を望みの方向に向けるために、手に
持っている操作子15 に力を加え、スポットライト7を
動かしたい方向に操作子15を移動させる。そのときの
操作子15の水平回転軸12及び垂直回転軸14の回転
角度を上記のエンコーダ17,18によって検出する。
また同時にスポットライト7の水平回転軸23及び垂直
回転軸6の回転角度をエンコーダ9,10によって検出
する。The control unit 2 performs the following control based on the flowchart shown in FIG. That is, the operator M
In order to turn the spotlight 7 in a desired direction, the operator applies a force to the operator 15 in his hand, and moves the operator 15 in a direction in which the spotlight 7 is to be moved. The rotation angles of the horizontal rotation axis 12 and the vertical rotation axis 14 of the operation element 15 at that time are detected by the encoders 17 and 18 described above.
At the same time, the rotation angles of the horizontal rotation axis 23 and the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 are detected by the encoders 9 and 10.
【0040】次にこれら検出された各回転軸12、14
及び23、6の回転角度は制御部2に送られ、演算器2
4にてスポットライト7の垂直回転角度と操作子15の
垂直回転角度との差を計算する。また演算器25にてス
ポットライト7の水平回転角度と操作子15の水平回転
角度との差を計算する。ここで制御装置19ではそれら
の回転角度の差がゼロになるように予め設定している制
御ゲインG1 ,G2 を用いて照明部1の各モータ4,8
の駆動力指令値を決定してドライブ回路21、22に送
り、ドライブ回路21、22において、駆動力指令値の
トルクを発生させるためのモータ電流をモータ4、8に
与え、各回転軸23、6に所望の駆動力を与えてスポッ
トライト7を各回転軸23、6を通じて回転駆動し、ス
ポットライト7の照射方向を変える。Next, the detected rotating shafts 12, 14
And the rotation angles of 23 and 6 are sent to the control unit 2,
At 4, the difference between the vertical rotation angle of the spotlight 7 and the vertical rotation angle of the operation element 15 is calculated. Further, the arithmetic unit 25 calculates the difference between the horizontal rotation angle of the spotlight 7 and the horizontal rotation angle of the operation element 15. Here, the control device 19 uses the control gains G 1 and G 2 that are set in advance so that the difference between the rotation angles becomes zero.
Is determined and sent to the drive circuits 21 and 22. In the drive circuits 21 and 22, a motor current for generating the torque of the drive force command value is given to the motors 4 and 8, and each of the rotating shafts 23 and By applying a desired driving force to the spotlight 6, the spotlight 7 is rotationally driven through each of the rotating shafts 23 and 6, and the irradiation direction of the spotlight 7 is changed.
【0041】また制御装置20は制御装置19と同様に
して検出回転角度の差がゼロなるように予め設定してい
る制御ゲインG3 ,G4 を用いて照明部1の各モータ
4,8の駆動力指令値を決定してドライブ回路26、2
7に送り、ドライブ回路26、27において、駆動力指
令値のトルクを発生させるためのモータ電流をモータ1
1、16に与え、各回転軸12、14に所望の駆動力を
与えて操作子15に駆動力を伝える。つまり操作者Mは
その駆動力を感じ恰もスポットライト7を操作している
ような操作感を感じることになる。The control device 20 uses the control gains G 3 and G 4 which are set in advance so that the difference between the detected rotation angles becomes zero in the same manner as the control device 19. The driving force command value is determined and the drive circuits 26, 2
7 and the drive circuits 26 and 27 supply a motor current for generating the torque of the driving force command value to the motor 1.
1 and 16 to apply a desired driving force to each of the rotating shafts 12 and 14 to transmit the driving force to the operating element 15. That is, the operator M feels the driving force and feels as if he were operating the spotlight 7.
【0042】(実施例2)本実施例の実施例1と異なる
点は操作部3の構成であり、図6(a)(b)は本実施
例の操作部3を示す。つまり本実施例では操作部3はテ
ーブルのような固定ベースYに固定した逆L字状のアン
グル28に水平回転用モータ11を取り付けるととも
に、その水平回転角度を検出するエンコーダ18を取り
付けてある。また水平回転用モータ11により水平回転
駆動される水平回転軸12に固定された支持枠13の片
脚には垂直回転させることが可能な垂直回転軸14を備
え、その垂直回転軸14に操作子15を取り付けてあ
る。この操作子15を垂直回転駆動させるために、支持
枠13には垂直回転用モータ16を取り付けるととも
に、その垂直回転角度を検出するためにエンコーダ17
を取り付けてある。従って、操作子15は固定ベースY
から水平回転と垂直回転が可能なように取り付けっれて
いることになる。(Embodiment 2) The difference of Embodiment 2 from Embodiment 1 is the configuration of the operation unit 3. FIGS. 6A and 6B show the operation unit 3 of this embodiment. That is, in this embodiment, the operation unit 3 has the horizontal rotation motor 11 attached to the inverted L-shaped angle 28 fixed to the fixed base Y such as a table, and the encoder 18 for detecting the horizontal rotation angle. One leg of a support frame 13 fixed to a horizontal rotation shaft 12 driven to rotate horizontally by a horizontal rotation motor 11 is provided with a vertical rotation shaft 14 capable of vertical rotation. 15 is attached. A vertical rotation motor 16 is attached to the support frame 13 in order to drive the operation element 15 in a vertical rotation, and an encoder 17 is used to detect the vertical rotation angle.
Is attached. Therefore, the operating element 15 is fixed base Y
It is installed so that horizontal rotation and vertical rotation are possible.
【0043】また操作子15はスポットライト7の大き
さと略同じにして、操作子15と水平回転軸12及び垂
直回転軸14などの距離も照明部1と同寸法にする。操
作者Mは、この操作子Mを持って操作するが、この操作
部3は照明部1に比べ、軽量化できるため(レンズやフ
ォーカス装置がないため)、照明部1を持って操作する
よりも操作がし易く、しかも実際にスポットライト7を
持って操作しているような操作感が得られることにな
る。The size of the operation element 15 is substantially the same as the size of the spotlight 7, and the distance between the operation element 15 and the horizontal rotation axis 12 and the vertical rotation axis 14 is the same as that of the illumination section 1. The operator M operates with the operation element M. However, since the operation unit 3 can be reduced in weight (because there is no lens or focusing device) as compared with the illumination unit 1, the operator M operates with the illumination unit 1. Is easy to operate, and an operation feeling as if the user is actually holding the spotlight 7 is obtained.
【0044】また、操作部3の大きさと照明部1の大き
さの関係を相似関係とし、例えば、操作部3の方を小さ
くすることによって軽量化し、操作性を良くすることが
できる。尚システム構成は操作部3の構成以外は実施例
1と同じであり、またその動作フローも実施例1と同じ
であるため説明は省略する。Further, the relationship between the size of the operation unit 3 and the size of the illumination unit 1 is made to be a similar relationship. The system configuration is the same as that of the first embodiment except for the configuration of the operation unit 3, and the operation flow is the same as that of the first embodiment.
【0045】(実施例3)本実施例の実施例1と異なる
点は操作部3の構成であり、図7(a)(b)は本実施
例の操作部3を示す。つまり本実施例では操作部3は固
定ベースYに電磁ブレーキからなる制動用ブレーキ30
を備えた水平回転軸12を水平回転自在に取付けるとと
もに、水平回転軸12の回転角度を検出するエンコーダ
18を取り付けてある。また水平回転軸12に固定され
た支持枠13の片脚には垂直回転させることが可能な垂
直回転軸14と、垂直回転軸14の回転を制動するため
の電磁ブレーキからなる制動用ブレーキ31と、垂直回
転軸14の垂直回転角度を検出するためのエンコーダ1
7を取り付けてある。(Embodiment 3) The point of difference between this embodiment and Embodiment 1 is the configuration of the operation unit 3, and FIGS. 7A and 7B show the operation unit 3 of this embodiment. That is, in the present embodiment, the operating unit 3 includes the brake B
A horizontal rotation shaft 12 having a horizontal rotation shaft is provided so as to freely rotate, and an encoder 18 for detecting a rotation angle of the horizontal rotation shaft 12 is mounted. On one leg of the support frame 13 fixed to the horizontal rotation shaft 12, a vertical rotation shaft 14 capable of vertical rotation, and a braking brake 31 composed of an electromagnetic brake for braking the rotation of the vertical rotation shaft 14 are provided. Encoder 1 for detecting the vertical rotation angle of vertical rotation shaft 14
7 is attached.
【0046】制動用ブレーキ31(30)は図示するよ
うに垂直回転軸14(水平回転軸12)の一端に一体に
形成した円板32にばね29を介して摩擦板33を備え
るとともに、この摩擦板33に対向するように電磁石3
4を配置して構成されるもので、電磁石34に励磁電流
を流して吸引力を発生させて磁性板からなる摩擦板33
を電磁石34に吸引させて両者間に摩擦力を発生させ垂
直回転軸14(水平回転軸12)の回転に制動をかける
ことができるようなっており、電磁石34に流す励磁電
流、つまりブレーキ電流の大きさによって摩擦板33と
電磁石34との間の摩擦力を制御でき、この制御により
操作子15に発生する抵抗力を変化させることが可能と
なる。As shown in the drawing, the braking brake 31 (30) is provided with a friction plate 33 via a spring 29 on a disk 32 integrally formed at one end of the vertical rotation shaft 14 (horizontal rotation shaft 12). The electromagnet 3 faces the plate 33.
The friction plate 33 made of a magnetic plate is formed by supplying an exciting current to the electromagnet 34 to generate an attractive force.
Is attracted to the electromagnet 34 so as to generate a frictional force between the two to brake the rotation of the vertical rotating shaft 14 (horizontal rotating shaft 12). The frictional force between the friction plate 33 and the electromagnet 34 can be controlled depending on the size, and the resistance generated on the operating element 15 can be changed by this control.
【0047】本実施例での動作は実施例1と略同じであ
るが、実施例1では制御部2の制御装置20においてモ
ータ11、16の駆動力指令値を決定していたが、本実
施例では各ブレーキ30、31の制動トルクを発生させ
るための制動トルク指令値を決定し、その駆動力指令値
に基づいて摩擦抵抗からなる制動トルクを発生し、操作
者Mに抵抗力を感じさせるようにしている。The operation of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. In the first embodiment, the control device 20 of the control unit 2 determines the driving force command values of the motors 11 and 16. In the example, a braking torque command value for generating a braking torque of each of the brakes 30 and 31 is determined, and a braking torque including frictional resistance is generated based on the driving force command value, so that the operator M feels the resistance. Like that.
【0048】尚図中35は垂直回転軸14の軸受けであ
るボールベアリングを示す。 (実施例4)本実施例の実施例1と異なる点は操作部3
の構成であり、図8は本実施例の操作部3を示す。つま
り本実施例の操作部3は機構的には図3に示す実施例1
の操作部3と垂直回転用モータ16とエンコーダ17の
位置が前後反対であるが、実施例1とは実質的に同じ機
構を持つものである。そして本実施例では、操作子15
のシャフト部15aには図9に示すように歪ゲージ36
A,36Bを貼り付けてある。各歪ゲージ36A,36
Bの出力はブリッジ回路37を介して動歪計38に取り
込まれ、動歪計38によって操作子15のシャフト部1
5aに加えられる力、即ち操作者Mが操作子15に加え
た力を検出できるようになっている。このブリッジ回路
37の接続によって得られるシャフト部15aのせん断
力aは、本装置においては、垂直回転方向に加えられる
力であり、シャフト部15aのねじり力bは、水平回転
方向に加えられる力である。ここで照明部1のスポット
ライト7及び操作部3の操作子15は共に水平回転及び
垂直回転が可能であって、実施例1と同様に夫々の回転
は対応している。In the figure, reference numeral 35 denotes a ball bearing which is a bearing for the vertical rotating shaft 14. (Embodiment 4) This embodiment is different from Embodiment 1 in that the operation unit 3
FIG. 8 shows the operation unit 3 of the present embodiment. That is, the operation unit 3 of the present embodiment is mechanically the first embodiment shown in FIG.
Although the positions of the operation unit 3, the vertical rotation motor 16 and the encoder 17 are opposite to each other, they have substantially the same mechanism as the first embodiment. In this embodiment, the operator 15
As shown in FIG.
A, 36B are pasted. Each strain gauge 36A, 36
The output of B is taken into a dynamic strain meter 38 via a bridge circuit 37, and the dynamic strain gauge 38 controls the shaft portion 1 of the operating element 15.
The force applied to 5a, that is, the force applied by the operator M to the operating element 15 can be detected. The shear force a of the shaft portion 15a obtained by the connection of the bridge circuit 37 is a force applied in the vertical rotation direction in the present apparatus, and the torsional force b of the shaft portion 15a is a force applied in the horizontal rotation direction. is there. Here, the spotlight 7 of the illumination unit 1 and the operation element 15 of the operation unit 3 can both rotate horizontally and vertically, and the rotations correspond to each other as in the first embodiment.
【0049】図10は本実施例の回路構成を示し、図1
1は本実施例の動作のフローチャートを示しており、以
下本実施例の動作をこれら図に基づいて説明する。まず
操作者Mがスポットライト7を望みの方向に向けるため
に、手に持っている操作子15 に力を加え、スポットラ
イト7を動かしたい方向に操作子15を移動させる。そ
のときの操作子15の水平回転軸12及び垂直回転軸1
4の回転角度を上記のエンコーダ17,18によって検
出し、またせん断力及びねじり力をを操作部3の動歪計
38により構成される水平回転軸力検出器38A及び垂
直回転軸力検出器38Bにより検出する。また同時にス
ポットライト7の水平回転軸23及び垂直回転軸6の回
転角度をエンコーダ9,10によって検出する。FIG. 10 shows a circuit configuration of the present embodiment.
1 shows a flowchart of the operation of this embodiment, and the operation of this embodiment will be described below with reference to these drawings. First, in order for the operator M to turn the spotlight 7 in a desired direction, a force is applied to the operator 15 held in his hand, and the operator 15 is moved in the direction in which the spotlight 7 is to be moved. At that time, the horizontal rotation axis 12 and the vertical rotation axis 1 of the operating element 15
4 is detected by the encoders 17 and 18 described above, and the shearing force and the torsional force are detected by a dynamic axial force detector 38A and a vertical rotational axial force detector 38B constituted by a dynamic strain meter 38 of the operation unit 3. Is detected by At the same time, the rotation angles of the horizontal rotation axis 23 and the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 are detected by the encoders 9 and 10.
【0050】次にこれら検出された各回転軸12、14
及び23、6の回転角度は制御部2に送られ、演算器2
4にてスポットライト7の垂直回転角度と操作子15の
垂直回転角度との差を計算する。また演算器25にてス
ポットライト7の水平回転角度と操作子15の水平回転
角度との差を計算する。一方操作部3の動歪計38によ
り構成される水平回転軸力検出器38A及び垂直回転軸
力検出器38Bからの力検出値に基づいて制御装置19
では予め定めた制御ゲインG1 ,G2 により力検出値の
数倍の駆動力が得られるように駆動力指令値を作成しド
ライブ回路21、22に与える。ドライブ回路21、2
2は与えられた駆動力指令値に基づいて照明部1のモー
タ4、8にモータ電流を流して、各回転軸23、6に所
望の駆動トルクを発生させてスポットライト7を駆動
し、スポットライト7の照射方向を変える。Next, the detected rotating shafts 12 and 14
And the rotation angles of 23 and 6 are sent to the control unit 2,
At 4, the difference between the vertical rotation angle of the spotlight 7 and the vertical rotation angle of the operation element 15 is calculated. Further, the arithmetic unit 25 calculates the difference between the horizontal rotation angle of the spotlight 7 and the horizontal rotation angle of the operation element 15. On the other hand, the control device 19 based on the force detection values from the horizontal rotation axis force detector 38A and the vertical rotation axis force detector 38B constituted by the dynamic strain gauge 38 of the operation unit 3.
Then, a driving force command value is generated by the predetermined control gains G 1 and G 2 so as to obtain a driving force several times the force detection value, and is provided to the drive circuits 21 and 22. Drive circuit 21, 2
2 drives a spotlight 7 by supplying a motor current to the motors 4 and 8 of the illumination unit 1 based on a given driving force command value to generate a desired driving torque on each of the rotating shafts 23 and 6; The irradiation direction of the light 7 is changed.
【0051】一方制御装置20では、実施例1と同様に
エンコーダ10,18及び9,17の検出回転角度の差
がゼロなるように予め設定している制御ゲインG3 ,G
4 を用いて操作部3の各モータ11,16の駆動力指令
値を決定してドライブ回路26、27に送り、ドライブ
回路26、27において、駆動力指令値のトルクを発生
させるためのモータ電流をモータ11、16に与え、各
回転軸12、14に所望の駆動力を与えて操作子15に
駆動力を伝える。つまり操作者Mはその駆動力を感じ恰
もスポットライト7を操作しているような操作感を感じ
ることになる。On the other hand, in the control device 20, similarly to the first embodiment, the control gains G 3 , G set in advance so that the difference between the detected rotation angles of the encoders 10, 18 and 9, 17 becomes zero.
4 is used to determine a driving force command value for each of the motors 11 and 16 of the operation unit 3 and send it to the drive circuits 26 and 27. Is applied to the motors 11 and 16, a desired driving force is applied to the rotating shafts 12 and 14, and the driving force is transmitted to the operating element 15. That is, the operator M feels the driving force and feels as if he were operating the spotlight 7.
【0052】また上記のように力検出値に基づいた駆動
力指令値の決定方法として、力検出値を数倍して駆動力
指令値とすることによって、実際に照明部1のスポット
ライト7を操作する力よりも小さい力で操作することが
可能になり、スポットライト7に対する操作性が良くな
る。また大きさの違うスポットライトを左右の手で夫々
操作する場合、大きさに比例して力検出値を数倍して駆
動力指令値とすることによって、スポットライトの大き
さによらず、同じ操作感覚で大きさの違う照明を操作す
ることが可能になる。As described above, as a method of determining the driving force command value based on the detected force value, the spot light 7 of the illumination unit 1 is actually set by multiplying the detected force value to obtain a driving force command value. It is possible to operate with a smaller force than the operation force, and the operability for the spotlight 7 is improved. Also, when operating spotlights of different sizes with the left and right hands respectively, by multiplying the force detection value several times in proportion to the size and setting it as the driving force command value, the same regardless of the size of the spotlight Lighting of different sizes can be operated with an operational feeling.
【0053】(実施例5)本実施例は照明部1の構成に
おいて、図12、図13に示すように水平回転軸23、
垂直回転軸6に歪ゲージ39a、39bを貼り付けて水
平回転軸23、垂直回転軸6のねじれ力を検出している
点で実施例1の照明部1と相違するものであり、その他
の構成は実施例1に準ずる。歪ゲージ39a,39bの
検出出力はブリッジ回路40を介して動歪計41に取り
込まれ、ねじれトルクたる力検出値が出力される。ここ
で照明部1のスポットライト7及び操作部3の操作子1
5は共に水平回転及び垂直回転が可能であって、実施例
1と同様に夫々の回転は対応している。(Embodiment 5) In this embodiment, in the configuration of the illumination unit 1, as shown in FIGS.
This is different from the illumination unit 1 of the first embodiment in that the strain gauges 39a and 39b are attached to the vertical rotation shaft 6 and the torsional force of the horizontal rotation shaft 23 and the vertical rotation shaft 6 is detected. Is according to the first embodiment. The detection outputs of the strain gauges 39a and 39b are taken into a dynamic strain meter 41 via a bridge circuit 40, and a force detection value as a torsional torque is output. Here, the spotlight 7 of the illumination unit 1 and the operation unit 1 of the operation unit 3
5 is capable of horizontal rotation and vertical rotation, and the respective rotations correspond to each other as in the first embodiment.
【0054】図14は本実施例の回路構成を示し、図1
5は本実施例の動作のフローチャートを示しており、以
下本実施例の動作をこれら図に基づいて説明する。まず
操作者Mがスポットライト7を望みの方向に向けるため
に、手に持っている操作子15 に力を加え、スポットラ
イト7を動かしたい方向に操作子15を移動させる。そ
のときの操作子15の水平回転軸12及び垂直回転軸1
4の回転角度を上記のエンコーダ17,18によって検
出する。また同時にスポットライト7の水平回転軸23
及び垂直回転軸6の回転角度をエンコーダ9,10によ
って検出する。FIG. 14 shows a circuit configuration of this embodiment, and FIG.
5 shows a flowchart of the operation of this embodiment, and the operation of this embodiment will be described below with reference to these drawings. First, in order for the operator M to turn the spotlight 7 in a desired direction, a force is applied to the operator 15 held in his hand, and the operator 15 is moved in the direction in which the spotlight 7 is to be moved. At that time, the horizontal rotation axis 12 and the vertical rotation axis 1 of the operating element 15
4 is detected by the encoders 17 and 18 described above. At the same time, the horizontal rotation axis 23 of the spotlight 7
And the rotation angles of the vertical rotation shaft 6 are detected by the encoders 9 and 10.
【0055】次にこれら検出された各回転軸12、14
及び23、6の回転角度は制御部2に送られ、演算器2
4にてスポットライト7の垂直回転角度と操作子15の
垂直回転角度との差を計算する。また演算器25にてス
ポットライト7の水平回転角度と操作子15の水平回転
角度との差を計算する。ここで制御部2の制御装置19
では、実施例1と同様にエンコーダ10,18及び9,
17の検出回転角度の差がゼロなるように予め設定して
いる制御ゲインG1 ,G2 を用いて照明部1の各モータ
4,8の駆動力指令値を決定してドライブ回路21、2
2に送り、ドライブ回路21、22において、駆動力指
令値のトルクを発生させるためのモータ電流をモータ
4、8に与え、各回転軸12、16に所望の駆動力を与
えてスポットライト7を駆動し、スポットライト7の照
射方向を変える。Next, the detected rotating shafts 12, 14
And the rotation angles of 23 and 6 are sent to the control unit 2,
At 4, the difference between the vertical rotation angle of the spotlight 7 and the vertical rotation angle of the operation element 15 is calculated. Further, the arithmetic unit 25 calculates the difference between the horizontal rotation angle of the spotlight 7 and the horizontal rotation angle of the operation element 15. Here, the controller 19 of the controller 2
Then, similarly to the first embodiment, the encoders 10, 18, and 9,
The driving force command value of each of the motors 4 and 8 of the illumination unit 1 is determined using the control gains G 1 and G 2 set in advance so that the difference between the detected rotation angles of the driving circuit 21 and the driving circuit 21 and the driving circuit 21 and the driving circuit 21 and
2 and the drive circuits 21 and 22 apply a motor current for generating a torque of a driving force command value to the motors 4 and 8, and apply a desired driving force to each of the rotating shafts 12 and 16 to drive the spotlight 7. The spotlight 7 is driven to change the irradiation direction.
【0056】一方照明部1の動歪計41により構成され
る水平回転軸力検出器41A及び垂直回転軸力検出器4
1Bからの力検出値に基づいて制御装置20では予め定
めた制御ゲインG3 ,G4 により力検出値の数倍の駆動
力が得られるように駆動力指令値を作成しドライブ回路
26、27に与える。ドライブ回路26、27は与えら
れた駆動力指令値に基づいて駆動力指令値のトルクを発
生させるためのモータ電流をモータ11、16に与え、
各回転軸12、14に所望の駆動力を与えて操作子15
に駆動力を伝える。つまり操作者Mはその駆動力を感じ
恰もスポットライト7を操作しているような操作感を感
じることになる。また照明部1のスポットライト7が障
害物に衝突したり、動作限界のメカストッパに衝突した
力を瞬時に操作者Mが感じることができる。On the other hand, the horizontal rotational axial force detector 41A and the vertical rotational axial force detector 4 constituted by the dynamic strain gauge 41 of the illumination section 1
On the basis of the force detection value from 1B, the control device 20 creates a driving force command value by a predetermined control gain G 3 , G 4 so as to obtain a driving force several times as large as the force detection value, and generates drive circuits 26, 27. Give to. The drive circuits 26 and 27 supply motor currents for generating a torque of the driving force command value to the motors 11 and 16 based on the given driving force command value,
A desired driving force is applied to each of the rotating shafts 12 and 14 so that
To tell the driving force. That is, the operator M feels the driving force and feels as if he were operating the spotlight 7. In addition, the operator M can instantly feel the force of the spotlight 7 of the illumination unit 1 colliding with an obstacle or colliding with the mechanical stopper at the operation limit.
【0057】(実施例6)本実施例は図16に示すよう
に実施例5の操作部3と、実施例5の照明部1を用いて
構成されたものであり、制御部2では、両水平回転軸力
検出器38A、41Aの力検出値の差を演算器42で求
め、また両垂直回転軸力検出器38B、41Bの力検出
値の差を演算器43で求めるようになっている。(Embodiment 6) In this embodiment, as shown in FIG. 16, the operation unit 3 of Embodiment 5 and the illumination unit 1 of Embodiment 5 are used. The difference between the force detection values of the horizontal rotation axis force detectors 38A and 41A is obtained by the calculator 42, and the difference between the force detection values of the two vertical rotation shaft force detectors 38B and 41B is obtained by the calculator 43. .
【0058】次に本実施例の動作を図17に示すフロー
チャートに基づいて説明する。まず操作者Mがスポット
ライト7を望みの方向に向けるために、手に持っている
操作子15 に力を加え、スポットライト7を動かしたい
方向に操作子15を移動させる。そのときの操作子15
の水平回転軸12及び垂直回転軸14の回転角度を上記
のエンコーダ17,18によって検出するとともに操作
者Mが操作子15に加えた力による水平及び垂直回転方
向のねじれトルクを歪ゲージ36a,36bで検出して
その力検出値を得る。また同時にスポットライト7の水
平回転軸23及び垂直回転軸6の回転角度をエンコーダ
9,10によって検出するとともに、歪ゲージ39a,
39bで水平回転軸23、垂直回転軸6に加わる力によ
る水平及び垂直回転方向のねじれトルクを検出してその
力検出値を得る。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in order for the operator M to turn the spotlight 7 in a desired direction, a force is applied to the operator 15 held in his hand, and the operator 15 is moved in the direction in which the spotlight 7 is to be moved. Controller 15 at that time
The rotation angles of the horizontal rotation axis 12 and the vertical rotation axis 14 are detected by the encoders 17 and 18 and the torsional torque in the horizontal and vertical rotation directions due to the force applied by the operator M to the operation element 15 is detected by the strain gauges 36a and 36b. To obtain the force detection value. At the same time, the rotation angles of the horizontal rotation axis 23 and the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 are detected by the encoders 9 and 10, and the strain gauges 39a and
At 39b, the torsional torque in the horizontal and vertical rotation directions due to the force applied to the horizontal rotation shaft 23 and the vertical rotation shaft 6 is detected, and the force detection value is obtained.
【0059】次にこれら検出された各回転軸12、14
及び23、6の回転角度は制御部2に送られ、演算器2
4にてスポットライト7の垂直回転角度と操作子15の
垂直回転角度との差を計算する。また演算器25にてス
ポットライト7の水平回転角度と操作子15の水平回転
角度との差を計算する。また各動歪計38、41の水平
回転軸力検出器38A、41Aの力検出値の差を演算器
42で求め、また両垂直回転軸力検出器38B、41B
の力検出値の差を演算器43で求める。Next, each of the detected rotating shafts 12 and 14
And the rotation angles of 23 and 6 are sent to the control unit 2,
At 4, the difference between the vertical rotation angle of the spotlight 7 and the vertical rotation angle of the operation element 15 is calculated. Further, the arithmetic unit 25 calculates the difference between the horizontal rotation angle of the spotlight 7 and the horizontal rotation angle of the operation element 15. The difference between the force detection values of the horizontal rotational axis force detectors 38A and 41A of the dynamic strain gauges 38 and 41 is obtained by a calculator 42, and both vertical rotational axis force detectors 38B and 41B
The difference between the force detection values is calculated by the computing unit 43.
【0060】ここで制御装置19では演算器24、25
及び42、43で求める角度の差及びねじれトルクの差
が共に零となるように予め設定している制御ゲイン
G1 、G2 を用いて照明部1の各モータ4、8の駆動力
指令値を決定してドライブ回路21、22に送り、ドラ
イブ回路21、22において、駆動力指令値のトルクを
発生させるためのモータ電流をモータ4、8に与え、各
回転軸23、6に所望の駆動力を与えてスポットライト
7を駆動し、スポットライト7の照射方向を変える。Here, in the control unit 19, the computing units 24 and 25
And the driving force command values for the motors 4 and 8 of the illumination unit 1 using the control gains G 1 and G 2 preset so that the difference in angle and the difference in torsion torque obtained in 42 and 43 are both zero. Is sent to the drive circuits 21 and 22, and the drive circuits 21 and 22 supply the motors 4 and 8 with a motor current for generating the torque of the driving force command value, and drive the respective rotation shafts 23 and 6 with a desired drive. The spotlight 7 is driven by applying force to change the irradiation direction of the spotlight 7.
【0061】同様に制御装置20では演算器24、25
及び42、43で求める角度の差及びねじれトルクの差
が共に零となるように予め設定している制御ゲイン
G3 、G4 を用いて操作部3の各モータ11,16の駆
動力指令値を決定してドライブ回路26、27におく
り、ドライブ回路26、27において、駆動力指令値の
トルクを発生させるためのモータ電流をモータ11、1
6に与え、各回転軸12、14に所望の駆動力を与えて
操作子15に駆動力を伝える。つまり操作者Mはその駆
動力を感じ恰もスポットライト7を操作しているような
操作感を感じることになる。Similarly, in the control device 20, the computing units 24 and 25
And the driving force command values for the motors 11 and 16 of the operation unit 3 using the control gains G 3 and G 4 that are set in advance so that the angle difference and the torsion torque difference obtained in steps 42 and 43 are both zero. Is determined and sent to the drive circuits 26 and 27. In the drive circuits 26 and 27, the motor current for generating the torque of the driving force command value is supplied to the motors 11 and 1.
6, a desired driving force is applied to each of the rotating shafts 12 and 14, and the driving force is transmitted to the operating element 15. That is, the operator M feels the driving force and feels as if he were operating the spotlight 7.
【0062】このように本実施例では操作子15と、ス
ポットライト7の関係を実際にはハードウェア的に結合
されていいないにも関わらず、回転角度と力とを用いて
ソフトエェア的に結合し、恰もハードウェア的に連結さ
れるようになりスポットライト7の遠隔操作性は非常に
良くなる。 (実施例7)本実施例は照明部1及び操作部3の構成を
実施例1と同様に構成しているが、図18に示すように
制御部2に操作子15に加えられる外力を推定する水平
回転軸外力推定器44A及び垂直回転軸外力推定器44
Bを設けている点で実施例1と相違する。As described above, in the present embodiment, the relationship between the operator 15 and the spotlight 7 is connected by software using the rotation angle and the force, although not actually connected by hardware. As if it were connected as hardware, the remote controllability of the spotlight 7 is very good. (Embodiment 7) In this embodiment, the configuration of the illumination unit 1 and the operation unit 3 is the same as that of the embodiment 1, but the control unit 2 estimates the external force applied to the operation element 15 as shown in FIG. Horizontal rotation axis external force estimator 44A and vertical rotation axis external force estimator 44
B is different from the first embodiment in that B is provided.
【0063】各外力推定器44A,44Bは、操作子1
5に加えられる力を各力と、トルクと、移動角度等の物
理的モデルを想定して運動方程式を立て、その運動方程
式から推定するもので、図19に示すように操作子15
が垂直回転軸14を中心に慣性モーメントMm、粘性係
数Dm,ばね定数Km、摩擦力fmによって構成され、
操作子角度をθm、モータ16による駆動トルクをT
m、操作者Mが操作子15に加える力をFm、回転中心
から力Fmの加えられる点までの距離をLmとするとこ
れらの関係は図20及び式(1)に示すようになる。Each external force estimator 44A, 44B is
A force equation is established by assuming a physical model such as each force, torque, moving angle, etc., and the force applied to the actuator 5 is estimated from the motion equation. As shown in FIG.
Is constituted by a moment of inertia Mm, a viscosity coefficient Dm, a spring constant Km, and a frictional force fm about the vertical rotation axis 14,
The controller angle is θm and the driving torque by the motor 16 is T
m, the force applied by the operator M to the operator 15 is Fm, and the distance from the center of rotation to the point at which the force Fm is applied is Lm. These relationships are as shown in FIG. 20 and Expression (1).
【0064】[0064]
【数1】 (Equation 1)
【0065】また慣性モーメントMm、粘性係数Dm,
ばね定数Km、摩擦力fm、回転中心から力Fmの加え
られる点までの距離Lmが予め測定することによって得
ることができる。従って式(1)において、操作者Mが
操作子15に加える力Fm以外は得られるため、それら
の値から力Fmを推定(計算)することができる。次に
本実施例の動作を図21に示すフローチャートにより説
明する。Further, the moment of inertia Mm, the viscosity coefficient Dm,
The spring constant Km, the friction force fm, and the distance Lm from the center of rotation to the point where the force Fm is applied can be obtained by measuring in advance. Accordingly, in equation (1), since the force other than the force Fm applied to the operator 15 by the operator M is obtained, the force Fm can be estimated (calculated) from those values. Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【0066】まず操作者Mがスポットライト7を望みの
方向に向けるために、手に持っている操作子15 に力を
加え、スポットライト7を動かしたい方向に操作子15
を移動させる。そのときの操作子15の水平回転軸12
及び垂直回転軸14の回転角度を上記のエンコーダ1
7,18によって検出する。また同時にスポットライト
7の水平回転軸23及び垂直回転軸6の回転角度をエン
コーダ9,10によって検出する。First, in order for the operator M to turn the spotlight 7 in a desired direction, a force is applied to the operator 15 held by the hand, and the operator 15
To move. The horizontal rotation axis 12 of the operation element 15 at that time
And the rotation angle of the vertical rotation shaft 14
Detected by 7 and 18. At the same time, the rotation angles of the horizontal rotation axis 23 and the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 are detected by the encoders 9 and 10.
【0067】次にこれら検出された各回転軸12、14
及び23、6の回転角度は制御部2に送られ、演算器2
4にてスポットライト7の垂直回転角度と操作子15の
垂直回転角度との差を計算する。また演算器25にてス
ポットライト7の水平回転角度と操作子15の水平回転
角度との差を計算する。また上記したように式(1)及
び操作子角度θm、モータ16による駆動トルクTm、
慣性モーメントMm、粘性係数Dm,ばね定数Km、摩
擦力fm、回転中心から力Fmの加えられる点までの距
離Lmから操作者Mが操作子に加えた力Fmを外力推定
器44A、44Bで推定する。Next, the detected rotating shafts 12, 14
And the rotation angles of 23 and 6 are sent to the control unit 2,
At 4, the difference between the vertical rotation angle of the spotlight 7 and the vertical rotation angle of the operation element 15 is calculated. Further, the arithmetic unit 25 calculates the difference between the horizontal rotation angle of the spotlight 7 and the horizontal rotation angle of the operation element 15. Further, as described above, the equation (1), the operating element angle θm, the driving torque Tm by the motor 16,
The external force estimators 44A and 44B estimate the force Fm applied to the operator by the operator M from the moment of inertia Mm, the coefficient of viscosity Dm, the spring constant Km, the friction force fm, and the distance Lm from the center of rotation to the point where the force Fm is applied. I do.
【0068】ここで制御装置20では演算器24、25
で求める角度の差が零となるように予め設定している制
御ゲインG3 、G4 を用いて操作部3の各モータ11,
16の駆動力指令値を決定してドライブ回路26、27
に与える。ドライブ回路26、27は駆動力指令値のト
ルクを発生させるためのモータ電流をモータ11、16
に与え、各回転軸12、14に駆動力を与えて操作子1
5に駆動力を伝える。つまり操作者Mはその駆動力を感
じ恰もスポットライト7を操作しているような操作感を
感じることになる。Here, in the control device 20, computing units 24 and 25
Using the control gains G 3 and G 4 set in advance so that the angle difference obtained in
16 drive force command values are determined and drive circuits 26 and 27 are determined.
Give to. The drive circuits 26 and 27 supply motor currents for generating the torque of the driving force command value to the motors 11 and 16.
To each of the rotating shafts 12 and 14 to provide
5 to transmit the driving force. That is, the operator M feels the driving force and feels as if he were operating the spotlight 7.
【0069】また制御装置19では上記外力推定器44
A,44bの推定値に基づいて駆動力指令値を決定して
ドライブ回路21、22に送り、ドライブ回路21、2
2において、駆動力指令値のトルクを発生させるための
モータ電流をモータ4、8に与え、各回転軸23、6に
所望の駆動力を与えてスポットライト7を駆動し、スポ
ットライト7の照射方向を変える。In the control device 19, the external force estimator 44
A driving force command value is determined based on the estimated values of A and 44b and sent to the drive circuits 21 and 22, where the drive force command value is determined.
In step 2, the motor current for generating the torque of the driving force command value is applied to the motors 4 and 8, the desired driving force is applied to the rotating shafts 23 and 6, and the spotlight 7 is driven. Change direction.
【0070】ここで駆動力指令値の決定方法として、力
推定値を数倍して駆動力指令値とすることによって、実
際に照明部1のスポットライト7を操作する力よりも小
さい力で操作することが可能になり、スポットライト7
に対する操作性が良くなる。また大きさの違うスポット
ライトを左右の手で夫々操作する場合、大きさに比例し
て力の推定値を数倍して駆動力指令値とすることによっ
て、スポットライトの大きさによらず、同じ操作感覚で
大きさの違う照明を操作することが可能になる。このよ
うに力を推定することによって、力検出器を用いること
なく、操作者Mが操作子15に加えた力の拡大又は縮小
した力でスポットライト7を操作することができる。Here, as a method of determining the driving force command value, by multiplying the estimated force value by several times to obtain the driving force command value, the driving force command value is operated with a smaller force than the force for actually operating the spotlight 7 of the illumination unit 1. It becomes possible to spotlight 7
The operability for is improved. Also, when operating spotlights of different sizes with the left and right hands respectively, by multiplying the estimated value of the force several times in proportion to the size and setting it as the driving force command value, regardless of the size of the spotlight, Lighting of different sizes can be operated with the same operation feeling. By estimating the force in this manner, the operator M can operate the spotlight 7 with an enlarged or reduced force applied to the operating element 15 without using a force detector.
【0071】(実施例8)本実施例は照明部1及び操作
部3の構成を実施例1と同様に構成しているが、図22
に示すように制御部2に照明部1のスポットライト15
に加わる外力を推定する水平回転軸外力推定器45A及
び垂直回転軸外力推定器45Bを設けている点で実施例
1と相違する。(Embodiment 8) In this embodiment, the configurations of the illumination unit 1 and the operation unit 3 are the same as those of the first embodiment.
As shown in FIG.
The third embodiment differs from the first embodiment in that a horizontal rotation axis external force estimator 45A and a vertical rotation axis external force estimator 45B for estimating an external force applied to the motor are provided.
【0072】各外力推定器45A,45Bは、スポット
ライト7に加えられる力を各力と、トルクと、移動角度
等の物理的なモデル及び運動方程式から推定するもの
で、図23に示すようにスポットライト7が垂直回転軸
6を中心に慣性モーメントMs、粘性係数Ds,ばね定
数Ks、摩擦力fsによって構成され、ライト角度をθ
s、モータ8による駆動トルクをTs、障害物等がらス
ポットライト7に加える力によって生じる垂直回転軸回
りのトルクをFsとするとこれらの関係は図24及び式
(2)に示すようになる。Each of the external force estimators 45A and 45B estimates the force applied to the spotlight 7 from each force, torque, a physical model such as a moving angle, and the equation of motion. As shown in FIG. A spotlight 7 is constituted by a moment of inertia Ms, a viscosity coefficient Ds, a spring constant Ks, and a frictional force fs around the vertical rotation axis 6, and the light angle is set to θ.
Assuming that s and Ts are the driving torque of the motor 8 and Fs is the torque around the vertical rotation axis generated by the force applied to the spotlight 7 from an obstacle or the like, these relationships are as shown in FIG.
【0073】[0073]
【数2】 (Equation 2)
【0074】また慣性モーメントMs、粘性係数Ds,
ばね定数Ks、摩擦力fsは予め測定することによって
得ることができる。従って式(2)において、障害物等
がスポットライト7に加えられる力によって生じる垂直
回転軸回りのトルクFs以外は得られるため、それらの
値からトルクFsを推定(計算)することができる。次
に本実施例の動作を図25に示すフローチャートにより
説明する。The moment of inertia Ms, the viscosity coefficient Ds,
The spring constant Ks and the friction force fs can be obtained by measuring in advance. Therefore, in equation (2), since other than the torque Fs around the vertical rotation axis generated by the force applied to the spotlight 7 by an obstacle or the like is obtained, the torque Fs can be estimated (calculated) from those values. Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【0075】まず操作者Mがスポットライト7を望みの
方向に向けるために、手に持っている操作子15 に力を
加え、スポットライト7を動かしたい方向に操作子15
を移動させる。そのときの操作子15の水平回転軸12
及び垂直回転軸14の回転角度を上記のエンコーダ1
7,18によって検出する。また同時にスポットライト
7の水平回転軸23及び垂直回転軸6の回転角度をエン
コーダ9,10によって検出する。First, in order for the operator M to turn the spotlight 7 in a desired direction, a force is applied to the operator 15 held by the hand, and the operator 15
To move. The horizontal rotation axis 12 of the operation element 15 at that time
And the rotation angle of the vertical rotation shaft 14
Detected by 7 and 18. At the same time, the rotation angles of the horizontal rotation axis 23 and the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 are detected by the encoders 9 and 10.
【0076】次にこれら検出された各回転軸12、14
及び23、6の回転角度は制御部2に送られ、演算器2
4にてスポットライト7の垂直回転角度と操作子15の
垂直回転角度との差を計算する。また演算器25にてス
ポットライト7の水平回転角度と操作子15の水平回転
角度との差を計算する。更に上記したように式(2)及
びライト角度θs、モータ8による駆動トルクTs、慣
性モーメントMs、粘性係数Ds,ばね定数Ks、摩擦
力fs、障害等がスポットライト7に加えられる力によ
って生じる垂直回転軸回りのトルクFsを外力推定器4
5A、45Bで推定する。Next, the detected rotating shafts 12, 14
And the rotation angles of 23 and 6 are sent to the control unit 2,
At 4, the difference between the vertical rotation angle of the spotlight 7 and the vertical rotation angle of the operation element 15 is calculated. Further, the arithmetic unit 25 calculates the difference between the horizontal rotation angle of the spotlight 7 and the horizontal rotation angle of the operation element 15. Further, as described above, the equation (2), the light angle θs, the driving torque Ts by the motor 8, the moment of inertia Ms, the viscosity coefficient Ds, the spring constant Ks, the frictional force fs, and the vertical force generated by the force applied to the spotlight 7 The external force estimator 4 calculates the torque Fs around the rotation axis.
Estimate at 5A, 45B.
【0077】ここで制御装置19では演算器24、25
で求める角度の差が零となるように予め設定している制
御ゲインG1 、G2 を用いて照明部1の各モータ4,8
の駆動力指令値を決定してドライブ回路21、22に与
える。ドライブ回路21、22は駆動力指令値のトルク
を発生させるためのモータ電流をモータ4、8に与え、
各回転軸23、6に所望の駆動力を与えてスポットライ
ト7を駆動し、スポットライト7の照射方向を変える。Here, in the control device 19, computing units 24 and 25
Using the control gains G 1 and G 2 set in advance so that the angle difference obtained by
Is determined and given to the drive circuits 21 and 22. The drive circuits 21 and 22 supply motor currents for generating the torque of the driving force command value to the motors 4 and 8,
A desired driving force is applied to each of the rotating shafts 23 and 6 to drive the spotlight 7 to change the irradiation direction of the spotlight 7.
【0078】また制御装置20では上記外力推定器45
A,45Bの推定値に基づいて駆動力指令値を決定して
ドライブ回路26、27に送り、ドライブ回路26、2
7において、駆動力指令値のトルクを発生させるための
モータ電流を操作部3のモータ11、17に流して駆動
させ、各回転軸12、14を通じて操作子15に駆動力
を伝え、操作者Mはその力を感じ、あたかもスポットラ
イト7を操作しているような操作感を感じる。In the control device 20, the external force estimator 45
A driving force command value is determined based on the estimated values of A and 45B and sent to the drive circuits 26 and 27,
At 7, the motor current for generating the torque of the driving force command value is supplied to the motors 11 and 17 of the operation unit 3 to drive the motor. Feels that power, and feels as if he were operating the spotlight 7.
【0079】このように駆動力指令値の決定方法とし
て、力推定値を数倍して駆動力指令値とすることによっ
て、力検出器を用いることなく、障害物等がスポットラ
イト7に加える力によって生じる垂直回転軸回りのトル
クFsを得ることができ、その推定値に基づいて操作子
15の駆動力指令値を決定することによって瞬時にスポ
ットライト7に加えられた力を操作者Mは感じることに
なる。As described above, as a method of determining the driving force command value, the estimated force is multiplied by several times to obtain the driving force command value, so that the force applied by the obstacle or the like to the spotlight 7 without using a force detector. A torque Fs around the vertical rotation axis generated by the operation can be obtained, and the operator M feels the force instantaneously applied to the spotlight 7 by determining the driving force command value of the operating element 15 based on the estimated value. Will be.
【0080】(実施例9)本実施例は図26に示すよう
に実施例7、実施例8を組み合わせた実施例であり、制
御部2に外力推定器44A,44B、45A,45Bを
設けてある点でこれら実施例7、8と相違する。次に本
実施例の動作を図27に示すフローチャートにより説明
する。(Embodiment 9) This embodiment is an embodiment in which Embodiments 7 and 8 are combined as shown in FIG. 26. The present embodiment differs from the seventh and eighth embodiments in a certain point. Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【0081】まず操作者Mがスポットライト7を望みの
方向に向けるために、手に持っている操作子15 に力を
加え、スポットライト7を動かしたい方向に操作子15
を移動させる。そのときの操作子15の水平回転軸12
及び垂直回転軸14の回転角度を上記のエンコーダ1
7,18によって検出する。また同時にスポットライト
7の水平回転軸23及び垂直回転軸6の回転角度をエン
コーダ9,10によって検出する。First, in order for the operator M to turn the spotlight 7 in a desired direction, a force is applied to the operator 15 held by the hand, and the operator 15
To move. The horizontal rotation axis 12 of the operation element 15 at that time
And the rotation angle of the vertical rotation shaft 14
Detected by 7 and 18. At the same time, the rotation angles of the horizontal rotation axis 23 and the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 are detected by the encoders 9 and 10.
【0082】次にこれら検出された各回転軸12、14
及び23、6の回転角度は制御部2に送られ、演算器2
4にてスポットライト7の垂直回転角度と操作子15の
垂直回転角度との差を計算する。また演算器25にてス
ポットライト7の水平回転角度と操作子15の水平回転
角度との差を計算する。更に実施例7、実施例8と同様
に各外力推定器44A,44B、45A,45Bをで推
定した各力も制御部2の演算器46、47で差が求めら
れる。つまり演算部46でスポットライト7の垂直回転
推定力と操作子15の垂直回転推定力の差を、演算部4
7でスポットライト7の水平回転推定力と操作子15の
水平回転推定力の差を計算する。Next, each of the detected rotating shafts 12 and 14
And the rotation angles of 23 and 6 are sent to the control unit 2,
At 4, the difference between the vertical rotation angle of the spotlight 7 and the vertical rotation angle of the operation element 15 is calculated. Further, the arithmetic unit 25 calculates the difference between the horizontal rotation angle of the spotlight 7 and the horizontal rotation angle of the operation element 15. Further, similarly to the seventh and eighth embodiments, the differences between the respective forces estimated by the respective external force estimators 44A, 44B, 45A and 45B are obtained by the calculators 46 and 47 of the control unit 2. That is, the difference between the vertical rotation estimation force of the spotlight 7 and the vertical rotation estimation force of the operator 15 is calculated by the calculation unit 46.
In step 7, the difference between the estimated horizontal rotation force of the spotlight 7 and the estimated horizontal rotation force of the operator 15 is calculated.
【0083】ここで制御装置19では演算器24、25
で求める角度の差及び推定力の差が共に零となるように
予め設定している制御ゲインG1 、G2 を用いて照明部
1の各モータ4,8の駆動力指令値を決定してドライブ
回路21、22に与える。ドライブ回路21、22は駆
動力指令値のトルクを発生させるためのモータ電流をモ
ータ4、8に与え、各回転軸23、6に所望の駆動力を
与えてスポットライト7を駆動し、スポットライト7の
照射方向を変える。Here, in the control device 19, computing units 24 and 25
The driving force command values of the motors 4 and 8 of the illumination unit 1 are determined using the control gains G 1 and G 2 which are set in advance so that the difference between the angle and the difference between the estimated powers obtained in step 2 are both zero. It is given to drive circuits 21 and 22. The drive circuits 21 and 22 apply a motor current for generating a torque of a driving force command value to the motors 4 and 8 and apply a desired driving force to each of the rotating shafts 23 and 6 to drive the spotlight 7 and Change the irradiation direction of 7.
【0084】また制御装置20では演算器24、25で
求める角度の差及び推定力の差が共に零となるように予
め設定している制御ゲインG3 、G4 を用いて駆動力指
令値を決定してドライブ回路26、27に送り、ドライ
ブ回路26、27において、駆動力指令値のトルクを発
生させるためのモータ電流を操作部3のモータ11、1
7に流して駆動させ各回転軸12、14を通じて操作子
15に駆動力を伝え、操作者Mはその力を感じ、あたか
もスポットライト7を操作しているような操作感を感じ
る。Further, the control device 20 uses the control gains G 3 and G 4 which are set in advance so that the difference in angle and the difference in estimated force obtained by the calculators 24 and 25 become zero. The drive current is determined and sent to the drive circuits 26 and 27. In the drive circuits 26 and 27, the motor current for generating the torque of the driving force command value is supplied to the motors 11 and 1 of the operation unit 3.
7, the drive M is transmitted to the operator 15 through each of the rotating shafts 12 and 14, and the operator M feels the power and feels as if he were operating the spotlight 7.
【0085】このように駆動力指令値の決定方法とし
て、力推定値を数倍して駆動力指令値とすることによ
り、力検出器を用いることなく、操作子15とスポット
ライト7関係を角度と力を用いてソフトウェアでつなぐ
ことによって、恰もハードウェア的に連結されているよ
うになり、スポットライト7の遠隔操作性は非常に良く
なる。As described above, the driving force command value is determined by multiplying the estimated force value by several times to obtain the driving force command value, so that the relationship between the operator 15 and the spotlight 7 can be changed without using a force detector. By connecting to the spotlight 7 with software using power, the spotlight 7 is connected as if it were hardware, and the remote controllability of the spotlight 7 is greatly improved.
【0086】(実施例10)本実施例は図28に示すよ
うに実施例1の構成において制御部2に重力補償器48
を設けたものである。この重量補償器48は例えば図2
9に示すようにスポットライト7の垂直回転軸6に関す
る重力補償を行うようにしたもので、図示するようにス
ポットライト7の垂直回転軸6の角度をθ、スポットラ
イト7の質量をM、スポットライト7の垂直回転軸6か
らスポットライト7の重心までの距離をL、重力加速度
をgとする。このときスポットライト7が動きを停止し
ている場合も、スポットライト7の垂直回転軸6には重
力によるトルクMgLcosθが生じている。従って、
スポットライト7を操作せずに停止させるときにも、ス
ポットライト7の重力によって生じる力を操作者Mは操
作子15を介して感じてしまう。この重力による力はス
ポットライト7の姿勢や動かす方向によって、その大き
さが変化するため、操作者Mが操作子15を使って遠隔
操作するとき、同じ加減速動作時に操作者Mへかかる力
の大きさに違いが生じる。例えばスポットライト7を水
平位置から下方向45度まで動かす場合と、逆に下方向
45度から水平位置へ動かす場合を比べると、スポット
ライト7を同じ速度で動かすにも関わらず、後者の方が
大きな力が必要になる。(Embodiment 10) In the present embodiment, as shown in FIG. 28, the gravity compensator 48 is
Is provided. This weight compensator 48 is shown in FIG.
As shown in FIG. 9, gravity compensation is performed on the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7. The angle of the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 is θ, the mass of the spotlight 7 is M, and the spot is The distance from the vertical rotation axis 6 of the light 7 to the center of gravity of the spotlight 7 is L, and the gravitational acceleration is g. At this time, even when the spotlight 7 stops moving, the torque MgLcosθ is generated on the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 by gravity. Therefore,
Even when the spotlight 7 is stopped without being operated, the operator M feels the force generated by the gravity of the spotlight 7 via the operator 15. Since the magnitude of the force due to gravity changes depending on the posture and the moving direction of the spotlight 7, when the operator M remotely operates using the operation element 15, the force applied to the operator M during the same acceleration / deceleration operation is reduced. There is a difference in size. For example, comparing the case where the spotlight 7 is moved from the horizontal position to 45 degrees downward and the case where the spotlight 7 is moved from 45 degrees downward to the horizontal position, the latter is better despite the spotlight 7 being moved at the same speed. Requires a lot of power.
【0087】このスポットライト7の姿勢や動かす方向
によって操作力の変化があると、操作性が悪いため、本
実施例では、この重力による操作力の変化が生じないよ
うな補償を重力補償器48で行うのである。上記のスポ
ットライト7の垂直回転軸に生じる重力によるトルクは
スポットライト7の質量をM、スポットライト7の垂直
回転軸6からスポットライト7の重心αまでの距離L、
重力加速度gを予め測定し、スポットライト7の垂直回
転軸6の角度θをエンコーダ9で測定することによって
逐次計算することができる。If there is a change in the operating force due to the attitude or moving direction of the spotlight 7, the operability is poor. It is done in. The torque due to gravity generated on the vertical rotation axis of the spotlight 7 is represented by M, the mass of the spotlight 7, the distance L from the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 to the center of gravity α of the spotlight 7,
The gravitational acceleration g is measured in advance, and the angle θ of the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 is measured by the encoder 9 so that the calculation can be performed sequentially.
【0088】従ってその計算したトルクをモータ8の駆
動力指令値に加えることによって、スポットライト7の
姿勢や動かす方向による力の変化が無くなり、操作者M
はスポットライト7の姿勢や動かす方向に関わらず、常
に一定の操作力によってスポットライトを操作すること
ができ、操作性が良くなるのである。次に本実施例の動
作を図30に示すフローチャートにより説明する。Therefore, by adding the calculated torque to the driving force command value of the motor 8, there is no change in the force due to the attitude of the spotlight 7 or the moving direction, and the operator M
Irrespective of the posture and the moving direction of the spotlight 7, the spotlight can always be operated with a constant operation force, and the operability is improved. Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【0089】まず操作者Mがスポットライト7を望みの
方向に向けるために、手に持っている操作子15 に力を
加え、スポットライト7を動かしたい方向に操作子15
を移動させる。そのときの操作子15の水平回転軸12
及び垂直回転軸14の回転角度を上記のエンコーダ1
7,18によって検出する。また同時にスポットライト
7の水平回転軸23及び垂直回転軸6の回転角度をエン
コーダ9,10によって検出する。First, in order for the operator M to turn the spotlight 7 in a desired direction, a force is applied to the operator 15 held by the hand, and the operator 15
To move. The horizontal rotation axis 12 of the operation element 15 at that time
And the rotation angle of the vertical rotation shaft 14
Detected by 7 and 18. At the same time, the rotation angles of the horizontal rotation axis 23 and the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 are detected by the encoders 9 and 10.
【0090】次にこれら検出された各回転軸12、14
及び23、6の回転角度は制御部2に送られ、演算器2
4にてスポットライト7の垂直回転角度と操作子15の
垂直回転角度との差を計算する。また演算器25にてス
ポットライト7の水平回転角度と操作子15の水平回転
角度との差を計算する。制御部2の制御装置20では演
算器24、25で求める角度の差が零となるように予め
設定している制御ゲインG3 、G4 を用いて操作部3の
各モータ11,16の駆動力指令値を決定してドライブ
回路26、27に与える。ドライブ回路26、27は駆
動力指令値のトルクを発生させるためのモータ電流をモ
ータ11、16に与え、各回転軸12、14に駆動力を
与えて操作子15に駆動力を伝える。つまり操作者Mは
その駆動力を感じ恰もスポットライト7を操作している
ような操作感を感じることになる。Next, each of the detected rotating shafts 12, 14
And the rotation angles of 23 and 6 are sent to the control unit 2,
At 4, the difference between the vertical rotation angle of the spotlight 7 and the vertical rotation angle of the operation element 15 is calculated. Further, the arithmetic unit 25 calculates the difference between the horizontal rotation angle of the spotlight 7 and the horizontal rotation angle of the operation element 15. The control device 20 of the control unit 2 drives each of the motors 11 and 16 of the operation unit 3 by using the control gains G 3 and G 4 set in advance so that the difference between the angles obtained by the computing units 24 and 25 becomes zero. The force command value is determined and given to the drive circuits 26 and 27. The drive circuits 26 and 27 apply a motor current for generating the torque of the driving force command value to the motors 11 and 16, apply a driving force to the rotating shafts 12 and 14, and transmit the driving force to the operating element 15. That is, the operator M feels the driving force and feels as if he were operating the spotlight 7.
【0091】また制御装置19では演算器21、22で
求める角度の差が零となるように予め設定している制御
ゲインG1 、G2 を用いて駆動力指令値を決定する。ま
たスポットライト7の質量をM、スポットライト7の垂
直回転軸6からスポットライト7の重心αまでの距離
L、重力加速度gを予め測定し、スポットライト7の垂
直回転軸6の角度θを夫々予め測定し、その測定値から
重力によるトルクを計算する。そしてそのトルクを補償
するように垂直回転用モータ8の上記駆動力指令値に加
算器49により加算して、その加算結果を照明部1のモ
ータ8の駆動力指令値とする。The control device 19 determines the driving force command value using the control gains G 1 and G 2 which are set in advance so that the difference between the angles obtained by the calculators 21 and 22 becomes zero. Further, the mass of the spotlight 7 is M, the distance L from the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 to the center of gravity α of the spotlight 7 and the gravitational acceleration g are measured in advance, and the angle θ of the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 is respectively measured. It measures in advance and calculates the torque due to gravity from the measured value. The driving force command value of the vertical rotation motor 8 is added by the adder 49 so as to compensate for the torque, and the result of the addition is used as the driving force command value of the motor 8 of the illumination unit 1.
【0092】従って決定された水平回転及び垂直回転用
のモータ4,8に対応する駆動力指令値をドライブ回路
21、22に送り、ドライブ回路21、22において、
駆動力指令値のトルクを発生させるためのモータ電流を
モータ4、8に与え、各回転軸23、6に所望の駆動力
を与えてスポットライト7を駆動し、スポットライト7
の照射方向を変える。Accordingly, the driving force command values corresponding to the determined horizontal rotation and vertical rotation motors 4 and 8 are sent to the drive circuits 21 and 22.
A motor current for generating a torque of a driving force command value is applied to the motors 4 and 8, and a desired driving force is applied to each of the rotating shafts 23 and 6 to drive the spotlight 7.
Change the irradiation direction of
【0093】(実施例11)実施例10で重力補償を行
うための重力補償器48を設けたものであるが、本実施
例では、図31に示すように実施例1の構成に、照明部
1のスポットライト7にフォーカス装置50を設けると
ともに、このフォーカス装置位置検出用リニアエンコー
ダ51を設け、このリニアエンコーダ51の検出出力に
よりフォーカス装置50によって生じるスポットライト
7の慣性や重力の変化を補償する非線形補償器52を制
御部2に設けたものである。(Embodiment 11) In Embodiment 10, a gravity compensator 48 for performing gravity compensation is provided. In this embodiment, as shown in FIG. The focus device 50 is provided on one spotlight 7, and a linear encoder 51 for detecting the position of the focus device is provided. The detection output of the linear encoder 51 compensates for changes in inertia and gravity of the spotlight 7 caused by the focus device 50. The non-linear compensator 52 is provided in the control unit 2.
【0094】この非線形補償器52について図32によ
り説明する。ここで図32に示すようにスポットライト
7の垂直回転軸6の角度をθ、フォーカス装置50の質
量をm、スポットライト7の垂直回転軸6からフォーカ
ス装置50の重心βまでの距離をLX、重力加速度をg
とする。このときスポットライト7が動きを停止してい
る場合も、スポットライト7の垂直回転軸6にはフォー
カス装置50によて生じる重力によるトルクMgLXc
osθが生じている。またフォーカス装置(主にレン
ズ)50の位置は、図33に示すように操作者Mが操作
するスポットライト7のフォーカス調整に応じて、リニ
アモータ53によりスポットライト7の器具内を移動す
るため、トルクMgLXcosθの大きさはフォーカス
調整によっても変化する。従って、スポットライト7を
操作せずに停止させるときにも、フォーカス装置50の
重量によって生じる力を操作者Mは操作子15を介して
感じてしまうとともに、この力は実施例10で説明した
ようにスポットライト7の姿勢や動かす方向によってそ
の大きさが変化し、またフォーカス調整によっても変化
するため、操作者Mが操作子15を使って遠隔操作する
とき、同じ加減速動作時に操作者Mへかかる力の大きさ
に違いが生じる。この操作力の変化があると、操作性が
悪いため、本実施例では、フォーカス装置50等による
操作力の変化が生じないような補償を非線形補償器52
で行うのである。The nonlinear compensator 52 will be described with reference to FIG. Here, as shown in FIG. 32, the angle of the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 is θ, the mass of the focusing device 50 is m, the distance from the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 to the center of gravity β of the focusing device 50 is LX, Gravity acceleration g
And At this time, even when the spotlight 7 stops moving, the torque MgLXc due to gravity generated by the focusing device 50 is applied to the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7.
osθ has occurred. The position of the focusing device (mainly a lens) 50 is moved within the device of the spotlight 7 by the linear motor 53 according to the focus adjustment of the spotlight 7 operated by the operator M as shown in FIG. The magnitude of the torque MgLXcos θ also changes due to focus adjustment. Therefore, even when the spotlight 7 is stopped without being operated, the force generated by the weight of the focus device 50 is felt by the operator M via the operating element 15 and this force is as described in the tenth embodiment. Since the size of the spotlight 7 changes depending on the posture and the moving direction of the spotlight 7 and also changes due to the focus adjustment, when the operator M remotely operates using the operating element 15, the operator M There is a difference in the magnitude of such force. If there is a change in the operating force, the operability is poor. Therefore, in the present embodiment, compensation is performed so as not to cause a change in the operating force by the focus device 50 or the like.
It is done in.
【0095】上記のスポットライト7の垂直回転軸6に
生じる重力によるトルクはフォーカス装置50の質量
m、重力加速度gを予め測定し、スポットライト7の垂
直回転軸6の角度θをエンコーダ9で測定し、更にスポ
ットライト7の垂直回転軸6からフォーカス装置50の
重心βまでの距離LXを測定することによって逐次計算
することができる。The torque caused by gravity generated in the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 is obtained by measuring the mass m and the gravitational acceleration g of the focusing device 50 in advance, and measuring the angle θ of the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 by the encoder 9. Then, the distance LX from the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 to the center of gravity β of the focusing device 50 can be sequentially calculated.
【0096】従ってその計算したトルクをモータ8の駆
動力指令値に加えることによって、スポットライト7の
姿勢や動かす方向、フォーカス装置50の位置による力
の変化が無くなり、操作者Mはスポットライト7の姿勢
や動かす方向に関わらず、常に一定の操作力によってス
ポットライト7を操作することができ、操作性が良くな
るのである。Therefore, by adding the calculated torque to the driving force command value of the motor 8, there is no change in force due to the attitude and the moving direction of the spotlight 7 and the position of the focus device 50, and the operator M Regardless of the posture and the moving direction, the spotlight 7 can always be operated with a constant operation force, and the operability is improved.
【0097】次に本実施例の動作を図34に示すフロー
チャートにより説明する。まず操作者Mがスポットライ
ト7を望みの方向に向けるために、手に持っている操作
子15 に力を加え、スポットライト7を動かしたい方向
に操作子15を移動させる。そのときの操作子15の水
平回転軸12及び垂直回転軸14の回転角度を上記のエ
ンコーダ17,18によって検出する。また同時にスポ
ットライト7の水平回転軸23及び垂直回転軸6の回転
角度をエンコーダ9,10によって検出する。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in order for the operator M to turn the spotlight 7 in a desired direction, a force is applied to the operator 15 held in his hand, and the operator 15 is moved in the direction in which the spotlight 7 is to be moved. The rotation angles of the horizontal rotation axis 12 and the vertical rotation axis 14 of the operation element 15 at that time are detected by the encoders 17 and 18 described above. At the same time, the rotation angles of the horizontal rotation axis 23 and the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 are detected by the encoders 9 and 10.
【0098】次にこれら検出された各回転軸12、14
及び23、6の回転角度は制御部2に送られ、演算器2
4にてスポットライト7の垂直回転角度と操作子15の
垂直回転角度との差を計算する。また演算器25にてス
ポットライト7の水平回転角度と操作子15の水平回転
角度との差を計算する。制御部2の制御装置20では演
算器24、25で求める角度の差が零となるように予め
設定している制御ゲインG3 、G4 を用いて操作部3の
各モータ11,16の駆動力指令値を決定してドライブ
回路26、27に与える。ドライブ回路26、27は駆
動力指令値のトルクを発生させるためのモータ電流をモ
ータ11、16に与え、各回転軸12、14に駆動力を
与えて操作子15に駆動力を伝える。つまり操作者Mは
その駆動力を感じ恰もスポットライト7を操作している
ような操作感を感じることになる。Next, each of the detected rotating shafts 12, 14
And the rotation angles of 23 and 6 are sent to the control unit 2,
At 4, the difference between the vertical rotation angle of the spotlight 7 and the vertical rotation angle of the operation element 15 is calculated. Further, the arithmetic unit 25 calculates the difference between the horizontal rotation angle of the spotlight 7 and the horizontal rotation angle of the operation element 15. The control device 20 of the control unit 2 drives each of the motors 11 and 16 of the operation unit 3 by using the control gains G 3 and G 4 set in advance so that the difference between the angles obtained by the computing units 24 and 25 becomes zero. The force command value is determined and given to the drive circuits 26 and 27. The drive circuits 26 and 27 apply a motor current for generating the torque of the driving force command value to the motors 11 and 16, apply a driving force to the rotating shafts 12 and 14, and transmit the driving force to the operating element 15. That is, the operator M feels the driving force and feels as if he were operating the spotlight 7.
【0099】また制御装置19では演算器21、22で
求める角度の差が零となるように予め設定している制御
ゲインG1 、G2 を用いて駆動力指令値を決定する。ま
た予め測定したフォーカス装置50の質量m、重力加速
度g、スポットライト7の垂直回転軸6の角度θ、スポ
ットライト7の垂直回転軸6からフォーカス装置50の
重心βまでの距離LXからフォーカス装置50の重力に
よるトルクを計算する。そしてそのトルクを補償するよ
うに垂直回転用モータ8の上記駆動力指令値に加算器4
9により加算して、その加算結果を照明部1のモータ8
の駆動力指令値とする。The control device 19 determines the driving force command value using the control gains G 1 and G 2 which are set in advance so that the difference between the angles obtained by the computing units 21 and 22 becomes zero. Also, the mass m of the focusing device 50, the gravitational acceleration g, the angle θ of the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7, the distance LX from the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 to the center of gravity β of the focusing device 50 are measured in advance. Calculate the torque due to gravity. An adder 4 is added to the driving force command value of the vertical rotation motor 8 so as to compensate for the torque.
9 and the result of the addition is applied to the motor 8 of the illumination unit 1.
Driving force command value.
【0100】従って決定された水平回転及び垂直回転用
のモータ4,8に対応する駆動力指令値をドライブ回路
21、22に送り、ドライブ回路21、22において、
駆動力指令値のトルクを発生させるためのモータ電流を
モータ4、8に与え、各回転軸23、6に所望の駆動力
を与えてスポットライト7を駆動し、スポットライト7
の照射方向を変える。Accordingly, the driving force command values corresponding to the determined horizontal rotation and vertical rotation motors 4 and 8 are sent to the drive circuits 21 and 22.
A motor current for generating a torque of a driving force command value is applied to the motors 4 and 8, and a desired driving force is applied to each of the rotating shafts 23 and 6 to drive the spotlight 7.
Change the irradiation direction of
【0101】(実施例12)本実施例は実施例1の構成
に、図35に示すようにスポットライト7の動作限界付
近でスポットライト7の動きを減速させるための動作限
界補償器54と動作限界補償器54によって決定した駆
動力指令値と、制御部2の制御装置19によって決定し
た駆動力指令値とをスポットライト7の垂直回転角度に
よって選択する選択装置55とを制御部2に設けたもの
である。(Twelfth Embodiment) This embodiment is different from the first embodiment in that an operation limit compensator 54 for decelerating the movement of the spotlight 7 near the operation limit of the spotlight 7 as shown in FIG. The control unit 2 is provided with a selection device 55 for selecting the driving force command value determined by the limit compensator 54 and the driving force command value determined by the control device 19 of the control unit 2 based on the vertical rotation angle of the spotlight 7. Things.
【0102】次に動作限界補償器54について図36に
より説明する。まずスポットライト7の垂直回転角度を
θとしたとき、その角度θには例えばスポットライト7
と支持枠5とが接触するなどの機械的な動作限界があ
る。実施例1のような装置では操作者Mが操作子15を
動かし、その動きにスポットライト7が追従する。しか
し操作者Mがスポットライト7の動作限界付近で誤って
急激な操作をし、スポットライト7を支持枠5に衝突さ
せて破損させる危険性がある。本実施例ではこのような
スポットライト7の動作限界付近における急激な操作に
よる衝突破損を生じないように補償を行うものである。Next, the operation limit compensator 54 will be described with reference to FIG. First, assuming that the vertical rotation angle of the spotlight 7 is θ, the angle θ is, for example, the spotlight 7
There is a mechanical operation limit such as the contact between the frame and the support frame 5. In the apparatus according to the first embodiment, the operator M moves the operation element 15, and the spotlight 7 follows the movement. However, there is a risk that the operator M may accidentally perform an abrupt operation near the operation limit of the spotlight 7 to cause the spotlight 7 to collide with the support frame 5 and be damaged. In the present embodiment, compensation is performed so as not to cause collision damage due to a sudden operation near the operation limit of the spotlight 7.
【0103】つまり図36に示すようにスポットライト
7の垂直回転軸6を中心にスポットライト7の動作限界
の範囲があるとき、その動作限界の少し手前にスポット
ライト7の減速域イを予め設けておく、そしてエンコー
ダ9によって検出しているスポットライト7の垂直回転
角度から、逐次、この減速域イに入っているかどうかを
動作限界補償器54で判断し、この減速域イにスポット
ライト7が入ると操作子15の動きに関係なく、スポッ
トライト7を減速させる駆動力指令値をドライブ回路2
2に与えてスポットライト7を減速し、動作限界付近に
おける衝突を回避して破損等を防ぐ。That is, as shown in FIG. 36, when there is a range of the operating limit of the spotlight 7 centering on the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7, a deceleration area A of the spotlight 7 is provided in advance slightly before the operating limit. In addition, based on the vertical rotation angle of the spotlight 7 detected by the encoder 9, it is sequentially determined by the operation limit compensator 54 whether or not the spotlight 7 is in the deceleration area A. When the drive circuit 2 enters the drive circuit 2, the driving force command value for decelerating the spotlight 7 is transmitted regardless of the movement of the operation element 15.
2, the spotlight 7 is decelerated to avoid collision near the operation limit and to prevent damage or the like.
【0104】ここでスポットライト7を減速させる駆動
力指令値の決定方法として、スポットライト7の速度に
予め設定した定数ゲインを乗じた値を駆動力指令値とす
ることによって、スポットライト7の速度に応じた減速
が可能になる。次に本実施例の動作を図37に示すフロ
ーチャートにより説明する。まず操作者Mがスポットラ
イト7を望みの方向に向けるために、手に持っている操
作子15 に力を加え、スポットライト7を動かしたい方
向に操作子15を移動させる。そのときの操作子15の
水平回転軸12及び垂直回転軸14の回転角度を上記の
エンコーダ17,18によって検出する。また同時にス
ポットライト7の水平回転軸23及び垂直回転軸6の回
転角度をエンコーダ9,10によって検出する。Here, as a method of determining a driving force command value for decelerating the spotlight 7, a value obtained by multiplying the speed of the spotlight 7 by a preset constant gain is used as a driving force command value. The speed can be reduced according to the speed. Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in order for the operator M to turn the spotlight 7 in a desired direction, a force is applied to the operator 15 held in his hand, and the operator 15 is moved in the direction in which the spotlight 7 is to be moved. The rotation angles of the horizontal rotation axis 12 and the vertical rotation axis 14 of the operation element 15 at that time are detected by the encoders 17 and 18 described above. At the same time, the rotation angles of the horizontal rotation axis 23 and the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 are detected by the encoders 9 and 10.
【0105】次にこれら検出された各回転軸12、14
及び23、6の回転角度は制御部2に送られ、演算器2
4にてスポットライト7の垂直回転角度と操作子15の
垂直回転角度との差を計算する。また演算器25にてス
ポットライト7の水平回転角度と操作子15の水平回転
角度との差を計算する。制御部2の制御装置20では演
算器24、25で求める角度の差が零となるように予め
設定している制御ゲインG3 、G4 を用いて操作部3の
各モータ11,16の駆動力指令値を決定してドライブ
回路26、27に与える。ドライブ回路26、27は駆
動力指令値のトルクを発生させるためのモータ電流をモ
ータ11、16に与え、各回転軸12、14に駆動力を
与えて操作子15に駆動力を伝える。つまり操作者Mは
その駆動力を感じ恰もスポットライト7を操作している
ような操作感を感じることになる。Next, each of the detected rotating shafts 12, 14
And the rotation angles of 23 and 6 are sent to the control unit 2,
At 4, the difference between the vertical rotation angle of the spotlight 7 and the vertical rotation angle of the operation element 15 is calculated. Further, the arithmetic unit 25 calculates the difference between the horizontal rotation angle of the spotlight 7 and the horizontal rotation angle of the operation element 15. The control device 20 of the control unit 2 drives each of the motors 11 and 16 of the operation unit 3 by using the control gains G 3 and G 4 set in advance so that the difference between the angles obtained by the computing units 24 and 25 becomes zero. The force command value is determined and given to the drive circuits 26 and 27. The drive circuits 26 and 27 apply a motor current for generating the torque of the driving force command value to the motors 11 and 16, apply a driving force to the rotating shafts 12 and 14, and transmit the driving force to the operating element 15. That is, the operator M feels the driving force and feels as if he were operating the spotlight 7.
【0106】また制御装置19ではエンコーダ9で検出
した垂直回転角度からスポットライト7が予め設定して
いる減速域イに入っているかどうかを判断し、その領域
外のときは、上記の演算器21、22で求める角度の差
が零となるように予め設定している制御ゲインG1 、G
2 を用いて駆動力指令値を決定する。またスポットライ
ト7が予め設定している減速域イに入っている場合に
は、操作子15の動きに関係なくスポットライト7の動
きを減速させる駆動力指令値を動作限界補償器54によ
り決定し、実施例では垂直回転用モータ8のドライブ回
路22に与える。従って垂直回転の速度が減速されなが
らスポットライト7は動き、急激な衝突による破損が防
止されることになる。The control device 19 determines whether or not the spotlight 7 is in a predetermined deceleration range A from the vertical rotation angle detected by the encoder 9. , 22 are preset control gains G 1 , G
Use 2 to determine the driving force command value. When the spotlight 7 is in a preset deceleration range A, a driving force command value for decelerating the movement of the spotlight 7 irrespective of the movement of the operation element 15 is determined by the operation limit compensator 54. In the embodiment, the drive signal is given to the drive circuit 22 of the vertical rotation motor 8. Therefore, the spotlight 7 moves while the speed of the vertical rotation is reduced, and damage due to a sudden collision is prevented.
【0107】(実施例13)本実施例は操作者Mが操作
し易い慣性モーメントを設定することによって各個人に
応じた操作感触で操作することが可能とするにようにし
たもので、図38に示すように制御部2に各エンコーダ
9、10、17、18の各検出出力を微分器601 ,6
11 ,621 ,631 により微分して角速度を求め、更
に微分器602 ,612 ,622 ,632 により微分し
て角加速度を求めて、水平回転の角加速同士の差を演算
器24で求め、また垂直回転の角加速度同士の差を演算
器25で求めるようにしてある。(Embodiment 13) In this embodiment, an operator M can set an easy-to-operate moment of inertia so as to be able to operate with an operation feeling corresponding to each individual. As shown in ( 1) , the detection outputs of the encoders 9, 10, 17, and 18 are sent to the control unit 2 by differentiators 60 1 , 6.
11 1 , 62 1 , 63 1 to obtain an angular velocity, and further differentiators 60 2 , 61 2 , 62 2 , 63 2 to obtain an angular acceleration and calculate a difference between the angular accelerations of the horizontal rotation. The difference between the angular accelerations of the vertical rotation is calculated by a calculator 25.
【0108】ここでスポットライト7の垂直回転におけ
る各パラーメータは図39(a)(b)に示すように、
操作子15の垂直回転角度をθm、モータ16による駆
動トルクをTm、操作者Mが操作子15に加える力をF
m、回転中心から力Fmの加えられる点までの距離をL
m、垂直回転軸16を中心としてときの操作子15の慣
性モーメントをMmとする。またスポットライト7にお
いてモータ8によるトルクをTs、スポットライト7の
慣性モーメントをMs、垂直回転角度をθsとする。こ
のときの操作子15の運動方程式は下記の数3に示す式
(3)に示すようになる。また操作子15の垂直回転角
度θmはエンコーダ17により検出でき、その検出値を
2回微分して角加速度を求める。Here, the parameters in the vertical rotation of the spotlight 7 are as shown in FIGS.
The vertical rotation angle of the operator 15 is θm, the driving torque by the motor 16 is Tm, and the force applied by the operator M to the operator 15 is F.
m, the distance from the center of rotation to the point where the force Fm is applied is L
m, and the moment of inertia of the operation element 15 about the vertical rotation axis 16 is Mm. In the spotlight 7, the torque by the motor 8 is Ts, the moment of inertia of the spotlight 7 is Ms, and the vertical rotation angle is θs. The equation of motion of the operator 15 at this time is as shown in the following equation (3). The vertical rotation angle θm of the operation element 15 can be detected by the encoder 17, and the detected value is differentiated twice to obtain the angular acceleration.
【0109】次に本実施例の動作を図40に示すフロー
チャートにより説明する。まず操作者Mがスポットライ
ト7を望みの方向に向けるために、手に持っている操作
子15 に力を加え、スポットライト7を動かしたい方向
に操作子15を移動させる。そのときの操作子15の水
平回転軸12及び垂直回転軸14の回転角度を上記のエ
ンコーダ17,18によって検出する。また同時にスポ
ットライト7の水平回転軸23及び垂直回転軸6の回転
角度をエンコーダ9,10によって検出する。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in order for the operator M to turn the spotlight 7 in a desired direction, a force is applied to the operator 15 held in his hand, and the operator 15 is moved in the direction in which the spotlight 7 is to be moved. The rotation angles of the horizontal rotation axis 12 and the vertical rotation axis 14 of the operation element 15 at that time are detected by the encoders 17 and 18 described above. At the same time, the rotation angles of the horizontal rotation axis 23 and the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 are detected by the encoders 9 and 10.
【0110】次にこれら検出された各回転軸12、14
及び23、6の回転角度は制御部2に送られ、微分器6
01 ,611 ,621 ,631 により微分され角速度が
求められ、更に微分器602 ,612 ,622 ,632
により微分されて角加速度が求められる。ここで制御装
置20では、操作子15を動かす駆動力指令値を数3に
示す式(4)の如く、回転角度、角速度、角加速度と、
操作子15の慣性モーメントMmと、予め操作者Mが予
め設定する所望の慣性モーメントMrを用いて決定す
る。この場合は垂直回転を示しているが水平回転におい
ても同様に決定する。この決定された駆動力指令値はド
ライブ回路26、27に与えられ、ドライブ回路26、
27は駆動力指令値のトルクを発生させるためのモータ
電流をモータ11、16に与え、各回転軸12、14を
通じて作子15に駆動力を伝える。つまり操作者Mはそ
の駆動力を感じ恰もスポットライト7を操作しているよ
うな操作感を感じることになる。ここで本実施例では操
作者Mが加える力Fm(実際はトルクFm・Lm)と操
作子15の動作の関係は数3に示す式(5)となり、操
作者Mは予め操作者Mが設定している所望の慣性モーメ
ントMrを操作する操作感を感じながらスポットライト
7を遠隔操作することになる。Next, each of the detected rotating shafts 12, 14
And the rotation angles of 23 and 6 are sent to the control unit 2 and the differentiator 6
0 1 , 61 1 , 62 1 , and 63 1 to obtain angular velocities, and further differentiators 60 2 , 61 2 , 62 2 , and 63 2
To obtain the angular acceleration. Here, in the control device 20, the driving force command value for moving the operation element 15 is represented by the rotation angle, the angular velocity, and the angular acceleration as shown in Expression (4) shown in Expression 3.
It is determined using the moment of inertia Mm of the operator 15 and a desired moment of inertia Mr preset by the operator M in advance. In this case, the vertical rotation is shown, but the same applies to the horizontal rotation. The determined driving force command value is given to drive circuits 26 and 27,
Reference numeral 27 denotes a motor current for generating a torque of a driving force command value, which is applied to the motors 11 and 16, and transmits the driving force to the plant 15 through the rotating shafts 12 and 14. That is, the operator M feels the driving force and feels as if he were operating the spotlight 7. Here, in the present embodiment, the relationship between the force Fm (actually, torque Fm · Lm) applied by the operator M and the operation of the operation element 15 is represented by Expression (5) shown in Expression 3, and the operator M is set in advance by the operator M. The spotlight 7 is remotely operated while feeling the operation feeling of operating the desired moment of inertia Mr.
【0111】また制御装置19ではスポットライト7を
動かす駆動力指令値を数3に示す式(5)の如く、回転
角度、角速度、角加速度と、K1、K2,K3の各制御
ゲインを用いて決定する。各制御ゲインK1、K2,K
3は式(8)に示す操作子15の位置(目標位置)とス
ポットライト7の位置との間の伝達関数が安定で且つ追
従性が良くなるように決定する。例えばK1=Msと設
定することによって、式(8)の伝達関数は1に成るの
で、操作子15の位置(目標位置)に対するスポットラ
イト7の追従性は良くなる。尚上記駆動力指令値は垂直
回転についてであるが同様に水平回転についても決定す
る。The control device 19 calculates the driving force command value for moving the spotlight 7 by using the rotation angle, the angular velocity, the angular acceleration, and the control gains of K1, K2, and K3 as shown in Expression (5). decide. Each control gain K1, K2, K
3 is determined so that the transfer function between the position of the manipulator 15 (target position) and the position of the spotlight 7 shown in the equation (8) is stable and the followability is improved. For example, by setting K1 = Ms, the transfer function of Expression (8) becomes 1, and the followability of the spotlight 7 with respect to the position of the operator 15 (target position) is improved. The above-mentioned driving force command value is for the vertical rotation, but is also determined for the horizontal rotation.
【0112】そして決定された駆動力指令値はドライブ
回路21、22に与えられ、ドライブ回路21、22は
駆動力指令値のトルクを発生させるためのモータ電流を
モータ4、8に流して各回転軸23、6に所望の駆動力
を伝え、スポットライト7を駆動し、スポットライト7
の照射方向を変える。以上のように本実施例では操作者
Mは予め設定する慣性モーメントMrを小さくすること
によって、小さい力でスポットライト7を遠隔操作する
ことにが可能になる。また操作者Mによって操作し易い
慣性モーメントMrを設定することによって、各個人に
応じた操作感触で操作することが可能となる。The determined driving force command value is given to drive circuits 21 and 22. The drive circuits 21 and 22 supply a motor current for generating the torque of the driving force command value to the motors 4 and 8 to rotate each of the motors. The desired driving force is transmitted to the shafts 23 and 6, and the spotlight 7 is driven.
Change the irradiation direction of As described above, in this embodiment, the operator M can remotely control the spotlight 7 with a small force by reducing the preset moment of inertia Mr. In addition, by setting the moment of inertia Mr that is easy to operate by the operator M, it is possible to operate with an operation feeling corresponding to each individual.
【0113】[0113]
【数3】 (Equation 3)
【0114】(実施例14)本実施例は操作者Mが操作
子15を手で持って操作するときに生じるぶれ等の高周
波の振動を小さくするためのものであり、図41は本実
施例の構成を示す。本実施例の照明部1及び操作部3の
構成は実施例1と同様であり、また制御部2は基本的に
は実施例13と同様に各エンコーダ9、10、17、1
8の各検出出力を微分器601 ,611 ,621 ,63
1 により微分して角速度を求め、更に微分器602 ,6
12 ,622 ,632 により微分して角加速度を求める
ようになっている。そして本実施例に用いる操作子15
の回転におけるパラメータ及びスポットライト7の回転
におけるパラメータは実施例13と同様なものが使用さ
れる。(Embodiment 14) This embodiment is intended to reduce high-frequency vibration such as blurring when the operator M operates the operator 15 by hand. FIG. 41 shows this embodiment. Is shown. The configurations of the illumination unit 1 and the operation unit 3 of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, and the control unit 2 basically includes the encoders 9, 10, 17, and 1 similarly to the thirteenth embodiment.
8 are output to the differentiators 60 1 , 61 1 , 62 1 , 63
The angular velocity is obtained by differentiating by 1 and further differentiators 60 2 , 6
The angular acceleration is obtained by differentiating the angular acceleration with respect to 12 2 , 62 2 , and 63 2 . The operation device 15 used in the present embodiment
The same parameters as those in the thirteenth embodiment are used for the rotation of the spotlight 7 and the parameters for the rotation of the spotlight 7.
【0115】次に本実施例の動作を図42のフローチャ
ートに基づいて説明する。なお以下の説明は主に垂直回
転について行うが、水平回転にも本実施例が適用される
のは勿論である。まず操作者Mがスポットライト7を望
みの方向に向けるために、手に持っている操作子15 に
力を加え、スポットライト7を動かしたい方向に操作子
15を移動させる。そのときの操作子15の水平回転軸
12及び垂直回転軸14の回転角度を上記のエンコーダ
17,18によって検出する。また同時にスポットライ
ト7の水平回転軸23及び垂直回転軸6の回転角度をエ
ンコーダ9,10によって検出する。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The following description will be made mainly for the vertical rotation, but it goes without saying that this embodiment is also applied to the horizontal rotation. First, in order for the operator M to turn the spotlight 7 in a desired direction, a force is applied to the operator 15 held in his hand, and the operator 15 is moved in the direction in which the spotlight 7 is to be moved. The rotation angles of the horizontal rotation axis 12 and the vertical rotation axis 14 of the operation element 15 at that time are detected by the encoders 17 and 18 described above. At the same time, the rotation angles of the horizontal rotation axis 23 and the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 are detected by the encoders 9 and 10.
【0116】次にこれら検出された各回転軸12、14
及び23、6の回転角度は制御部2に送られ、微分器6
01 ,611 ,621 ,631 により微分され角速度が
求められ、更に微分器602 ,612 ,622 ,632
により微分されて角加速度が求められる。ここで制御装
置20では、操作子15を動かす駆動力指令値を数4に
示す式(9)の如く、回転角度、角加速度と、操作子1
5の慣性モーメントMmと、予め操作者Mが予め設定す
る所望の慣性モーメントMrと、所望の粘性係数Drを
用いて決定する。この場合は垂直回転を示しているが水
平回転においても同様に決定する。この決定された駆動
力指令値はドライブ回路26、27に与えられ、ドライ
ブ回路26、27は駆動力指令値のトルクを発生させる
ためのモータ電流をモータ11、16に与え、各回転軸
12、14を通じて操作子15に駆動力を伝える。つま
り操作者Mはその駆動力を感じ恰もスポットライト7を
操作しているような操作感を感じることになる。ここで
本実施例では操作者Mが加える力Fm(実際はトルクF
m・Lm)と操作子15の動作の関係は数4に示す式
(10)となり、操作者Mは予め操作者Mが設定してい
る所望の慣性モーメントMrと粘性係数Drとを持つ装
置を操作する操作感を感じながらスポットライト7を遠
隔操作することになる。Next, each of the detected rotating shafts 12, 14
And the rotation angles of 23 and 6 are sent to the control unit 2 and the differentiator 6
0 1 , 61 1 , 62 1 , and 63 1 to obtain angular velocities, and further differentiators 60 2 , 61 2 , 62 2 , and 63 2
To obtain the angular acceleration. Here, in the control device 20, the driving force command value for moving the manipulator 15 is expressed by the rotation angle, the angular acceleration and the manipulator 1 as shown in Expression (9) shown in Expression 4.
5, the desired moment of inertia Mr preset by the operator M in advance, and the desired viscosity coefficient Dr. In this case, the vertical rotation is shown, but the same applies to the horizontal rotation. The determined driving force command value is supplied to drive circuits 26 and 27, and the drive circuits 26 and 27 supply motor currents for generating the torque of the driving force command value to the motors 11 and 16, and each of the rotating shafts 12, The driving force is transmitted to the operation device 15 through 14. That is, the operator M feels the driving force and feels as if he were operating the spotlight 7. Here, in the present embodiment, the force Fm applied by the operator M (actually, the torque F
m · Lm) and the operation of the operation element 15 are represented by Expression (10) shown in Expression 4. The operator M uses a device having a desired moment of inertia Mr and a viscosity coefficient Dr set in advance by the operator M. The spotlight 7 is remotely operated while feeling the operation feeling of operation.
【0117】また制御装置19では実施例13と同様に
スポットライト7を動かす駆動力指令値を決定する。決
定された駆動力指令値はドライブ回路21、22に与え
られ、ドライブ回路21、22は駆動力指令値のトルク
を発生させるためのモータ電流をモータ4、8に流して
各回転軸23、6に所望の駆動力を伝え、スポットライ
ト7を駆動し、スポットライト7の照射方向を変える。Further, the control device 19 determines a driving force command value for moving the spotlight 7 as in the thirteenth embodiment. The determined driving force command value is given to drive circuits 21 and 22, and the drive circuits 21 and 22 supply a motor current for generating the torque of the driving force command value to the motors 4 and 8 to drive the rotating shafts 23 and 6 respectively. , The spotlight 7 is driven, and the irradiation direction of the spotlight 7 is changed.
【0118】以上のように本実施例では操作者Mは予め
設定する所望の慣性モーメントMrと所望の粘性係数D
rを操作する操作感を感じながらスポットライト7を遠
隔操作することになる。ここで設定する粘性係数Dr
は、操作者Mが操作子15を持って操作するときに生じ
るぶれ等の高周波の振動を小さくする効果がある。従っ
て、粘性係数Drが零の場合は操作者Mが操作子15を
操作するときに生じる微小な操作ぶれを含んだ操作子1
5の位置が照明部1に送られ、スポットライト7の動き
にも微小なぶれを生じてしまうが、適当な粘性係数Dr
を設定することによって、微小なぶれをカットした操作
子15の位置が照明部1に送られ、スポットライト7は
微小なぶれを生じることなくスムーズに動作することに
なる。As described above, in this embodiment, the operator M sets the desired moment of inertia Mr and the desired viscosity coefficient D set in advance.
The spotlight 7 is remotely controlled while feeling the operation feeling of operating r. The viscosity coefficient Dr set here
Has the effect of reducing high-frequency vibrations such as blurring that occur when the operator M operates with the operating element 15. Therefore, when the viscosity coefficient Dr is zero, the operator 1 including the slight operation fluctuation generated when the operator M operates the operator 15
5 is sent to the illumination unit 1 and the movement of the spotlight 7 causes a slight blur.
Is set, the position of the operation element 15 from which the minute blur has been cut is sent to the illumination unit 1, and the spotlight 7 operates smoothly without causing the minute blur.
【0119】[0119]
【数4】 (Equation 4)
【0120】(実施例15)本実施例は制御装置20に
おいて駆動力指令値を決定する際に、実施例14の場合
と同様に所望の粘性係数Drを用いるとともに、所望の
ばね定数Krを用いるものであり、図43は本実施例の
構成を示す。本実施例の照明部1及び操作部3の構成は
実施例1と同様であり、また制御部2は基本的には実施
例14と同様に各エンコーダ9、10、17、18の各
検出出力を微分器601 ,611 ,621 ,631 によ
り微分して角速度を求め、更に微分器602 ,612 ,
622,632 により微分して角加速度を求めるように
なっている。そして本実施例に用いる操作子15の回転
におけるパラメータ及びスポットライト7の回転におけ
るパラメータは実施例13と同様なものが使用される。(Embodiment 15) This embodiment uses a desired viscosity coefficient Dr and a desired spring constant Kr in the same manner as in Embodiment 14 when determining a driving force command value in the control device 20. FIG. 43 shows the configuration of this embodiment. The configurations of the illumination unit 1 and the operation unit 3 of the present embodiment are the same as those of the first embodiment. Is differentiated by differentiators 60 1 , 61 1 , 62 1 , 63 1 to obtain angular velocities, and further differentiated by differentiators 60 2 , 61 2 ,
The angular acceleration is obtained by differentiating the angular acceleration by 62 2 and 63 2 . In this embodiment, the same parameters as those of the thirteenth embodiment are used for the rotation of the operation element 15 and the rotation of the spotlight 7.
【0121】次に本実施例の動作を図44のフローチャ
ートに基づいて説明する。なお以下の説明は主に垂直回
転について行うが、水平回転にも本実施例が適用される
のは勿論である。まず操作者Mがスポットライト7を望
みの方向に向けるために、手に持っている操作子15 に
力を加え、スポットライト7を動かしたい方向に操作子
15を移動させる。そのときの操作子15の水平回転軸
12及び垂直回転軸14の回転角度を上記のエンコーダ
17,18によって検出する。また同時にスポットライ
ト7の水平回転軸23及び垂直回転軸6の回転角度をエ
ンコーダ9,10によって検出する。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The following description will be made mainly for the vertical rotation, but it goes without saying that this embodiment is also applied to the horizontal rotation. First, in order for the operator M to turn the spotlight 7 in a desired direction, a force is applied to the operator 15 held in his hand, and the operator 15 is moved in the direction in which the spotlight 7 is to be moved. The rotation angles of the horizontal rotation axis 12 and the vertical rotation axis 14 of the operation element 15 at that time are detected by the encoders 17 and 18 described above. At the same time, the rotation angles of the horizontal rotation axis 23 and the vertical rotation axis 6 of the spotlight 7 are detected by the encoders 9 and 10.
【0122】次にこれら検出された各回転軸12、14
及び23、6の回転角度は制御部2に送られ、微分器6
01 ,611 ,621 ,631 により微分され角速度が
求められ、更に微分器602 ,612 ,622 ,632
により微分されて角加速度が求められる。ここで制御装
置20では、操作子15を動かす駆動力指令値を数5に
示す式(11)の如く、回転角度と、角加速度と、操作
子15の慣性モーメントMmと、予め操作者Mが予め設
定する所望の慣性モーメントMrと、所望の粘性係数D
rと、所望のばね定数Krを用いて決定する。この場合
は垂直回転を示しているが水平回転においても同様に決
定する。この決定された駆動力指令値はドライブ回路2
6、27に与えられ、ドライブ回路26、27は駆動力
指令値のトルクを発生させるためのモータ電流をモータ
11、16に与え、各回転軸12、14を通じて操作子
15に駆動力を伝える。つまり操作者Mはその駆動力を
感じ恰もスポットライト7を操作しているような操作感
を感じることになる。ここで本実施例では操作者Mが加
える力Fm(実際はトルクFm・Lm)と操作子15の
動作の関係は数5に示す式(12)となり、操作者Mは
予め操作者Mが設定している所望の慣性モーメントMr
と所望の粘性係数Drと、所望のばね定数Krとを持つ
装置を操作する操作感を感じながらスポットライト7を
遠隔操作することになる。Next, each of the detected rotating shafts 12, 14
And the rotation angles of 23 and 6 are sent to the control unit 2 and the differentiator 6
0 1 , 61 1 , 62 1 , and 63 1 to obtain angular velocities, and further differentiators 60 2 , 61 2 , 62 2 , and 63 2
To obtain the angular acceleration. Here, in the control device 20, the driving force command value for moving the operator 15 is represented by Expression (11) shown in Equation 5, and the rotation angle, the angular acceleration, the inertia moment Mm of the operator 15 and the operator M A desired moment of inertia Mr set in advance and a desired viscosity coefficient D
r and a desired spring constant Kr. In this case, the vertical rotation is shown, but the same applies to the horizontal rotation. The determined driving force command value is applied to the drive circuit 2
The drive circuits 26 and 27 supply motor currents for generating a torque of a driving force command value to the motors 11 and 16, and transmit the driving force to the operator 15 through the respective rotating shafts 12 and 14. That is, the operator M feels the driving force and feels as if he were operating the spotlight 7. Here, in the present embodiment, the relationship between the force Fm (actually, torque Fm · Lm) applied by the operator M and the operation of the operator 15 is represented by Expression (12) shown in Expression 5, and the operator M is set in advance by the operator M. Desired moment of inertia Mr
The spotlight 7 is remotely operated while feeling the operation feeling of operating the device having the desired viscosity coefficient Dr and the desired spring constant Kr.
【0123】また制御装置19では実施例13と同様に
スポットライト7を動かす駆動力指令値を決定する。決
定された駆動力指令値はドライブ回路21、22に与え
られ、ドライブ回路21、22は駆動力指令値のトルク
を発生させるためのモータ電流をモータ4、8に流して
各回転軸23、6に所望の駆動力を伝え、スポットライ
ト7を駆動し、スポットライト7の照射方向を変える。The control device 19 determines a driving force command value for moving the spotlight 7 as in the thirteenth embodiment. The determined driving force command value is given to drive circuits 21 and 22, and the drive circuits 21 and 22 supply a motor current for generating the torque of the driving force command value to the motors 4 and 8 to drive the rotating shafts 23 and 6 respectively. , The spotlight 7 is driven, and the irradiation direction of the spotlight 7 is changed.
【0124】以上のように本実施例では操作者Mは予め
設定する所望の慣性モーメントMrと所望の粘性係数D
rと所望のばね定数Krを持つ装置を操作する操作感を
感じながらスポットライト7を遠隔操作することにな
る。従って、任意の機械的関係(マス、ダンパ、ばね)
で操作子15とスポットライト7とを連結した状態と同
様の状態を実現することができ、その装置を操作する操
作感を感じることが可能になるため、操作者Mに応じた
任意の操作感を実現する事が可能となる。例えば、ある
程度抵抗感のある状態で操作することができ、操作し易
い。また高速に広い範囲を照射したいときは、慣性モー
メント、ばね定数を小さくすることによって、小さい力
で楽に操作することが可能になる。As described above, in this embodiment, the operator M sets the desired moment of inertia Mr and the desired viscosity coefficient D set in advance.
The spotlight 7 is remotely controlled while feeling the operational feeling of operating a device having r and a desired spring constant Kr. Therefore, any mechanical relationship (mass, damper, spring)
Can realize the same state as the state where the operator 15 and the spotlight 7 are connected, and it becomes possible to feel the operation feeling of operating the device. Can be realized. For example, it can be operated in a state where there is some resistance, and it is easy to operate. Further, when it is desired to irradiate a wide range at a high speed, it is possible to easily operate with a small force by reducing the moment of inertia and the spring constant.
【0125】[0125]
【数5】 (Equation 5)
【0126】(実施例16)本実施例は舞台照明におい
てピンスポット位置がリニアに操作できるようにしたも
のである。つまり図45に示す照明部1のスポットライ
ト7を水平回転用モータ4で水平回転させると、ピンス
ポットは舞台上で図46(a)に示すように円弧状に軌
跡100を描くことになる。また垂直回転用モータ8で
垂直回転させると、ピンスポットは舞台の前から後ろに
放射状の軌跡101を描くことになる。モータ4、8を
別々に駆動させる操作子15でスポットライト7の動き
を制御する場合、舞台上のピンスポット位置と操作子1
5の操作位置(図46(b))とに直線性がないため、
ピンスポットを目標位置に当てにくい。そこで、操作子
15を左右に動かせば、舞台上でピンスポット位置が左
右に動き、前後に動かせばピンスポット位置が前後に移
動する位置座標変換式(θ1,θ2)=f(X,Y)を
実行する位置座標変換器60を図45に示すように操作
部3と照明部4との間の制御部2に付加することによっ
て、操作子15の駆動量と、ピンスポットの位置がリニ
アに操作することができるようになる。但し、θ1,θ
2はそれぞれモータ4、8の回転角度,fは変換用の関
数を示す。(Embodiment 16) In this embodiment, the pin spot position can be operated linearly in stage lighting. That is, when the spotlight 7 of the illumination unit 1 shown in FIG. 45 is horizontally rotated by the horizontal rotation motor 4, the pin spot draws a locus 100 in an arc shape on the stage as shown in FIG. When the motor is rotated vertically by the vertical rotation motor 8, the pin spot draws a radial trajectory 101 from the front to the back of the stage. When the movement of the spotlight 7 is controlled by the operation device 15 that separately drives the motors 4 and 8, the position of the pin spot on the stage and the operation of the operation device 1 are controlled.
Since there is no linearity with the operation position 5 (FIG. 46B),
It is difficult to hit the pin spot on the target position. Therefore, if the operator 15 is moved left and right, the pin spot position moves left and right on the stage, and if it is moved back and forth, the pin spot position moves forward and backward. Position coordinate conversion formula (θ1, θ2) = f (X, Y) Is added to the control unit 2 between the operation unit 3 and the illumination unit 4 as shown in FIG. 45, so that the driving amount of the operation element 15 and the position of the pin spot are linearly adjusted. Be able to operate. Where θ1, θ
Reference numeral 2 denotes a rotation angle of each of the motors 4 and 8, and f denotes a function for conversion.
【0127】而して操作者Mが舞台上の当てるべきピン
スポットの座標を推定することにより、操作子15を操
作すると、図47に示す操作部3に設けた位置検出器6
1が操作子15の位置を検出し、その位置(X,Y)を
上式によって、照明部1の駆動装置62に設けてある上
記モータ4、8の回転角度(θ1,θ2)に変換し、そ
れらの回転角度によって舞台上の推定位置にピンスポッ
ト位置がセットされる。 これにより思った方向にピン
スポット位置をリニアに移動させることができ、操作者
Mはモータ回転角度を意識せずにスポットライト7を動
かすことができ、操作性が良好になる。When the operator M operates the operating element 15 by estimating the coordinates of the pin spot to be hit on the stage, the position detector 6 provided in the operating section 3 shown in FIG.
1 detects the position of the operation element 15 and converts the position (X, Y) into the rotation angles (θ1, θ2) of the motors 4 and 8 provided in the driving device 62 of the illumination unit 1 by the above equation. The pin spot position is set at the estimated position on the stage according to the rotation angle. As a result, the pin spot position can be moved linearly in the desired direction, and the operator M can move the spotlight 7 without being conscious of the motor rotation angle, thereby improving operability.
【0128】なお照明部1の位置検出器63の検出回転
角度の値と位置座標変換器60の出力値との差が零とな
るように制御部2は駆動装置62を制御する。 (実施例17)上記実施例16では操作子15を動かす
際に操作子15の位置と動かされるピンスポットの位置
とは時間遅れが生じ、速く操作する場合、操作者Mが違
和感を感じることがある。そこで、本実施例では図48
に示す構成において操作子15の位置(X,Y)を位置
検出器61で検出して、照明部1の駆動装置62のモー
タ回転角度(θ1,θ2)の座標系に変換し、制御部2
の制御装置19を通じて駆動装置62に指令するように
なっている。実際のモータ4、8の回転角度と指令する
回転角度との誤差(Δθ1,Δθ2)が生じた場合、そ
の誤差角を(X,Y)座標に変換し、制御部2の制御装
置20においてその大きさに応じた駆動力を操作部2の
駆動装置64を通じて反力として操作子15に返すこと
により、操作子15を握る手に遅れに応じた反力が伝わ
るため、速く操作子15を動かしすぎると、手に大きな
反力を受けるので、操作している実感が非常に良く伝わ
り、実施例16の場合より、さらに操作感が良くなる。The control unit 2 controls the drive unit 62 so that the difference between the value of the detected rotation angle of the position detector 63 of the illumination unit 1 and the output value of the position coordinate converter 60 becomes zero. (Embodiment 17) In Embodiment 16, when the operation element 15 is moved, the position of the operation element 15 and the position of the pin spot to be moved have a time delay, and when operating quickly, the operator M may feel uncomfortable. is there. Therefore, in this embodiment, FIG.
In the configuration shown in (1), the position (X, Y) of the operation element 15 is detected by the position detector 61, converted into a coordinate system of the motor rotation angles (θ1, θ2) of the driving device 62 of the illumination unit 1, and the control unit 2
Of the driving device 62 through the control device 19 of FIG. When an error (Δθ1, Δθ2) occurs between the actual rotation angle of the motors 4 and 8 and the commanded rotation angle, the error angle is converted into (X, Y) coordinates, and the control unit 20 of the control unit 2 converts the error angle into (X, Y) coordinates. By returning the driving force corresponding to the magnitude to the operation element 15 as a reaction force through the driving device 64 of the operation section 2, the reaction force corresponding to the delay is transmitted to the hand holding the operation element 15, so that the operation element 15 is quickly moved. If it is too long, a large reaction force is applied to the hand, so that the feeling of operation is transmitted very well, and the operation feeling is further improved than in the case of the sixteenth embodiment.
【0129】(実施例18)本実施例は、操作子15に
よる駆動をやめ、図49、図50に示すように照明部1
の設置場所付近に設けたテレビカメラ70で撮像した舞
台の映像を操作部3のテレビモニタ71の画面上の舞台
の目標位置に操作者Mがライトペン72でピンスポット
位置を指示し、そのテレビモニタ71の画面内の指示位
置を画像処理器73で画像処理を行い、その画像処理結
果に基づいて位置座標変換器60で位置変換を行い、こ
の位置変換結果に基づいて制御部2は照明部1の駆動装
置62に指令を与え、ライトペン72で指示された位置
にピンスポットがくるように駆動装置62を駆動するも
のである。このようにすることにより、テレビモニタ7
1の画面に映し出された舞台上の目標位置に、そのまま
ライトペン72を持っていくだけで、ピンスポットを目
標位置に当てることができ、非常に操作性が良くなる。(Embodiment 18) In this embodiment, the driving by the operation element 15 is stopped, and as shown in FIGS.
The operator M instructs a pin spot position with a light pen 72 at a target position of the stage on a screen of a television monitor 71 of the operation unit 3 by taking an image of the stage captured by a television camera 70 provided near the installation location of the television. The designated position in the screen of the monitor 71 is subjected to image processing by the image processor 73, and the position is converted by the position coordinate converter 60 based on the image processing result. A command is given to one of the driving devices 62, and the driving device 62 is driven so that a pin spot is located at a position indicated by the light pen 72. By doing so, the TV monitor 7
By simply bringing the light pen 72 to the target position on the stage shown on the screen of the screen 1, the pin spot can be hit on the target position, and the operability is greatly improved.
【0130】(実施例19)本実施例は実施例18のモ
ニタ71とライトペン72の代わりに図51、図52に
示すように立体視眼鏡(ヘッド・マウント・ディスプレ
イ)80と、データグローブからなる3次元位置検出器
81とを用いたものである。つまりテレビカメラ70で
撮像した舞台の映像を制御部2に設けた画像変換器82
により3次元立体画像に変換してその立体画像を操作者
Mが装着した立体視眼鏡80に映し出し、操作者Mは目
で見える仮想空間83内でピンスポットの目標位置を3
次元位置検出器81にて指示し、この指示された位置を
位置座標変換器60で位置変換を行い、この位置変換結
果に基づいて制御部2は照明部1の駆動装置62に指令
を与え、指示された位置にピンスポットがくるように駆
動装置62を駆動するものである。このようにすること
により、舞台の3次元空間内でピンスポットの位置を指
示することが可能となり、非常に操作性が良くなる。(Embodiment 19) In this embodiment, instead of the monitor 71 and the light pen 72 of the embodiment 18, as shown in FIGS. 51 and 52, stereoscopic glasses (head mounted display) 80 and a data glove are used. And a three-dimensional position detector 81. That is, the image converter 82 provided in the control unit 2 converts the image of the stage captured by the television camera 70 into the image.
Is converted to a three-dimensional stereoscopic image, and the stereoscopic image is projected on the stereoscopic glasses 80 worn by the operator M. The operator M sets the target position of the pin spot in the virtual space 83 visible by 3
Instructed by the dimensional position detector 81, the designated position is subjected to position conversion by the position coordinate converter 60, and the control unit 2 gives a command to the drive unit 62 of the illumination unit 1 based on the position conversion result. The driving device 62 is driven so that the pin spot comes to the designated position. By doing so, it is possible to indicate the position of the pin spot in the three-dimensional space of the stage, and the operability is greatly improved.
【0131】(実施例20)本実施例では照明部1とし
て図53に示すように実施例1と同様なものを用い、ま
た操作部3としては図54に示すように操作子15をX
Yテーブル90の先に取り付け、平面上を操作者Mが自
由に移動させることができるようになっている。また操
作子15の位置は操作部3のX軸、Y軸に取り付けた位
置検出器91A、91Bによって検出し、操作部2の平
面内のどの位置にあるかを検出することができるように
なっている。(Embodiment 20) In this embodiment, the same illumination unit 1 as in Embodiment 1 is used as shown in FIG. 53, and as the operation unit 3, the operation element 15 is set to X as shown in FIG.
Attached to the tip of the Y table 90, the operator M can freely move on a plane. Further, the position of the operation element 15 is detected by position detectors 91A and 91B attached to the X axis and the Y axis of the operation section 3, and the position in the plane of the operation section 2 can be detected. ing.
【0132】照明部1は図55に示すように天井等に取
り付けてあり、舞台上の望みの位置にスポットライト7
の光を照射できるように照明部1の水平回転軸23、垂
直回転軸6をモータ4、8により駆動するもので、スポ
ットライト7の光を照射したい舞台上は、x軸、y軸か
らなる2次元平面とし、照明部1はx−y平面の原点に
高さLの距離に設置している。この舞台上のx−y平面
と操作子15のX−Y平面との関係は操作部3の平面の
K倍が舞台平面に対応している。The lighting section 1 is mounted on a ceiling or the like as shown in FIG. 55, and a spotlight 7 is provided at a desired position on the stage.
The horizontal rotation axis 23 and the vertical rotation axis 6 of the illumination unit 1 are driven by the motors 4 and 8 so that the light of the spotlight 7 can be irradiated. The illumination unit 1 is provided at a distance of height L from the origin of the xy plane as a two-dimensional plane. Regarding the relationship between the xy plane on the stage and the XY plane of the operation device 15, K times the plane of the operation unit 3 corresponds to the stage plane.
【0133】ここで、図56(a)に示すように、照明
部1と舞台との関係を側面から見たとき、照明部1のス
ポットライト7の照射方向と舞台との交点をSとし、ス
ポットライト7の照射方向と舞台面との角度をβとする
と、このときのスポットライト7の垂直回転角度もβと
なる。また図56(b)に示すように、照明部1と舞台
との関係を側面から見たとき、照明部1のスポットライ
ト7の照射方向と舞台との交点を同様にSとし、スポッ
トライト7の照射方向と予め決めておいた舞台上のy軸
との角度をαとすると、このときのスポットライト7の
水平回転角度もαとなる。なおLは高さ位置を示す。Here, as shown in FIG. 56 (a), when the relationship between the illumination unit 1 and the stage is viewed from the side, the intersection between the illumination direction of the spotlight 7 of the illumination unit 1 and the stage is S, Assuming that the angle between the irradiation direction of the spotlight 7 and the stage surface is β, the vertical rotation angle of the spotlight 7 at this time is also β. As shown in FIG. 56 (b), when the relationship between the illumination unit 1 and the stage is viewed from the side, the intersection of the illumination direction of the spotlight 7 of the illumination unit 1 and the stage is similarly set to S, and the spotlight 7 If the angle between the irradiation direction of the spotlight and the predetermined y-axis on the stage is α, the horizontal rotation angle of the spotlight 7 at this time also becomes α. L indicates the height position.
【0134】以上の関係から舞台上の点(x,y)と、
照明部1の各回転軸角度α、βとの関係は数6の式(1
3)、(14)となる。従って舞台上の任意の点(x,
y)にスポットライト7の光を照射したい場合、スポッ
トライト7の回転軸角度を数6の式(15)、(16)
とすれば、舞台上の任意の点にスポットライト7を照射
することが可能となる。From the above relationship, the point (x, y) on the stage is
The relationship between the rotation axis angles α and β of the illumination unit 1 is expressed by the following equation (1).
3) and (14). Therefore, any point on the stage (x,
When it is desired to irradiate the light of the spotlight 7 to y), the rotation axis angle of the spotlight 7 is calculated by the equations (15) and (16) in Expression 6.
Then, it is possible to irradiate the spotlight 7 to an arbitrary point on the stage.
【0135】また操作部3の点(X,Y)と、舞台上の
点(x,y)との関係は数6の式(17)、(18)と
なる。操作部3の操作子15を舞台上の任意の点(x,
y)に対応した操作部3上の点(X,Y)に、舞台を見
ながら移動することによって、操作部3の位置検出器
(図示せず)によって得られたX軸上の位置XとY軸上
の位置Yを用いて、スポットライト7の角度を数6の式
(19)、(20)とすれば、スポットライト7の角度
を精度良く決定することが可能となり、舞台上の望みの
位置にスポットライト7の光を精度良く照射することが
可能となる。The relationship between the point (X, Y) on the operation unit 3 and the point (x, y) on the stage is given by the following equations (17) and (18). The operator 15 of the operation unit 3 is moved to an arbitrary point (x,
By moving to a point (X, Y) on the operation unit 3 corresponding to y) while watching the stage, the position X on the X-axis obtained by the position detector (not shown) of the operation unit 3 If the angle of the spotlight 7 is expressed by Expressions (19) and (20) in Equation 6 using the position Y on the Y-axis, the angle of the spotlight 7 can be determined with high accuracy, and Can be irradiated with the light of the spotlight 7 with high accuracy.
【0136】[0136]
【数6】 (Equation 6)
【0137】上記の実施例では、照明部を被操作機器と
して説明したが、本発明の被操作機器はこれに限定する
ものではない。また本発明で言うところの方向は姿勢を
も概念であり、所謂姿勢のみ、或いは方向のみ、又は姿
勢及び方向を遠隔操作する機器であれば良い。In the above embodiment, the illumination section is described as the operated device, but the operated device of the present invention is not limited to this. In the present invention, the direction is also a concept of a posture, and may be a device that only controls a so-called posture, or only a direction, or a device that remotely controls a posture and a direction.
【0138】[0138]
【発明の効果】請求項1の発明は、遠隔操作にも関わら
ず、被操作機器を操作する操作反力を感じながら、被操
作機器を操作することが可能となり、そのため操作者が
操作時の遅れなどを予測、調整することなく、操作でき
るため、操作時の疲れも少ない装置を実現できるという
効果がある。According to the first aspect of the present invention, it is possible to operate the operated device while feeling the operation reaction force for operating the operated device, despite the remote operation. Since the operation can be performed without predicting and adjusting the delay or the like, there is an effect that a device with less fatigue during operation can be realized.
【0139】請求項2の発明は、被操作部と操作部の位
置の対応が明確になり、被操作機器の示す方向が分かり
易くなり、操作性が良くなり、また実際の被操作部に比
べ、方向に関する部分以外を除いて操作部を構成できる
から、操作部を被操作部に比べて軽量にすることがで
き、これによって、被操作機器を所望の示す方向へ動か
すための力が小さくて良いので、操作性が良くなるとい
う効果がある。According to the second aspect of the present invention, the correspondence between the position of the operated part and the position of the operating part becomes clear, the direction indicated by the operated equipment becomes easy to understand, the operability is improved, and compared with the actual operated part. Since the operation unit can be configured except for a part related to the direction, the operation unit can be made lighter than the operated unit, and thus, the force for moving the operated device in the desired direction is small. Since it is good, there is an effect that operability is improved.
【0140】請求項3の発明は、操作子を操作者の動き
に対する抵抗力のみを発生し、操作部制御装置等が暴走
しても操作子自らは駆動、動作しないため、操作者に対
して安全であるという効果がある。請求項4の発明は、
操作者が操作子に加えた力の拡大又は縮小した力で、被
操作機器を駆動することが可能となり、遠隔操作する被
操作機器の大きさに関わらず、操作者は適当な操作力に
よって操作が可能となり、また大きさの違う2つの被操
作機器を左右の手で遠隔操作するとき、同じ操作感で2
つの被操作機器を操作することが可能となるという効果
がある。According to the third aspect of the present invention, the operator generates only a resistance to the movement of the operator, and the operator does not drive or operate even if the operation unit controller runs out of control. It has the effect of being secure. The invention of claim 4 is
The operated device can be driven with the expanded or reduced force applied to the operator by the operator, and the operator can operate with an appropriate operating force regardless of the size of the remotely operated device. Is possible, and when two operated devices having different sizes are remotely controlled with the left and right hands, the same operation feeling can be obtained.
There is an effect that two operated devices can be operated.
【0141】請求項5の発明は、遠隔操作時に被操作機
器が障害物に衝突した力や被操作機器の動作限界にある
メカストッパ等に合った力を検出し、その力の拡大又は
縮小した力を操作者に操作子を介して返すことによっ
て、操作者にそれらの値粗を瞬時に感じさせることがで
き、操作性が向上するという効果がある。請求項6の発
明は、操作子と被操作機器の間の関係を位置及び力を用
いてつなぐことができ、そのため実際にハードウェア的
につながっていない操作子と、被操作機器の間の位置及
び力を伝達することが可能になり、その結果操作性が向
上するという効果がある。According to a fifth aspect of the present invention, a force that the operated device collides with an obstacle at the time of remote operation or a force that matches a mechanical stopper or the like at the operation limit of the operated device is detected, and the expanded or reduced force is detected. Is returned to the operator via the operating element, so that the operator can instantly feel the coarseness of the values, and the operability is improved. According to the invention of claim 6, the relationship between the operator and the operated device can be connected by using position and force, and therefore, the position between the operator that is not actually connected in hardware and the operated device. And force can be transmitted, and as a result, the operability is improved.
【0142】請求項7の発明は、操作子に加えられる力
を検出する力検出器を用いることなく、人が操作子に加
えた力の拡大又は縮小した力で被操作機器を駆動するこ
とが可能となり、そのため遠隔操作する被操作機器の大
きさに関わらず、操作者が適当な操作力によって操作す
ることが可能となるという効果がある。請求項8の発明
は、被操作機器に加えられる力を検出する力検出器を用
いることなく、遠隔操作時に被操作機器が障害物に衝突
した力や動作限界にあるメカストッパ等に当たった力を
検出し、その力の拡大又は縮小した力を操作者に操作子
を介して返すことによって、操作者にそれらの値粗を瞬
時に感じさせることができ、操作性が向上するという効
果がある。According to a seventh aspect of the present invention, a device to be operated can be driven by a force that is increased or reduced by a force applied to the operator by using a force detector that detects a force applied to the operator. Thus, there is an effect that the operator can operate with an appropriate operation force regardless of the size of the operated device remotely operated. The invention according to claim 8 uses the force that the operated device collides with an obstacle or the force that hits a mechanical stopper or the like at the operation limit during remote operation without using a force detector that detects the force applied to the operated device. By detecting and returning the increased or reduced force to the operator via the operating element, the operator can instantly feel the coarseness of the value, thereby improving the operability.
【0143】請求項9の発明は、操作子に加えられる力
を検出する力検出器と被操作機器に加えられる力を検出
する力検出器を用いることなく、操作子と被操作機器の
間の関係を位置及び力を用いてつなぐことができ、その
ため実際にハードウェア的につながっていない操作子と
被操作機器間が、あたかもハードウェア的に連結されて
いるかのようになり、その結果精度良く操作子と被操作
機器の間の位置及び力を伝達することが可能になるの
で、操作性が向上するという効果がある。According to a ninth aspect of the present invention, a force detector for detecting a force applied to an operating element and a force detector for detecting a force applied to an operated apparatus are used without using a force detector. The relationship can be connected using position and force, so that the operator and the operated device that are not actually connected in hardware are as if they were connected in hardware, and as a result, with high accuracy Since the position and force between the operator and the operated device can be transmitted, there is an effect that operability is improved.
【0144】請求項10の発明は、被操作機器の姿勢を
一定に保つときに被操作機器の重力によって駆動軸に生
じる力や動かす方向によって生じる力の変化を、予めキ
ャンセルするように補償することができ、被操作機器の
姿勢や垂直、水平駆動に関係なく、被操作機器を操作す
るときの操作力を一定にすることが可能となり、操作性
が良くなるという効果がある。According to a tenth aspect of the present invention, when the posture of the operated device is kept constant, a change in the force generated on the drive shaft by the gravity of the operated device or the change in the force generated by the moving direction is compensated in advance. This makes it possible to maintain a constant operating force when operating the operated device irrespective of the posture of the operated device and vertical or horizontal drive, thereby improving the operability.
【0145】請求項11の発明は、被操作機器のフォー
カス装置等を調整するために被操作機器内で移動するフ
ォーカス装置等の質量や慣性力によって生じる被操作機
器の慣性力や重力の変化を予めキャンセルするように補
償することができ、フォーカス装置等の位置に関係な
く、同じ加減速で被操作機器を操作するときの操作力を
一定にすることが可能となり、操作性が良くなるという
効果がある。According to an eleventh aspect of the present invention, a change in the inertial force or gravity of the operated device caused by the mass or inertia force of the focusing device or the like that moves within the operated device to adjust the focusing device or the like of the operated device. Compensation can be made to cancel in advance, and the operation force when operating the operated device at the same acceleration / deceleration can be constant regardless of the position of the focus device or the like, and the operability is improved. There is.
【0146】請求項12の発明は、被操作機器の動作限
界付近で操作子の動きに関係なく、被操作機器を減速停
止させることによって、操作者が操作ミスによて被操作
機器をメカストッパ等に高速に衝突させ、被操作機器を
破損させることなく、安全に操作することができるとい
う効果がある。請求項13の発明は、被操作機器の質量
を見かけ上、軽くすることができ、そのため小さい力で
操作することが可能になるとともに、操作者や被操作器
器に応じて被操作機器の質量を任意の値に設定すること
が可能となるという効果がある。According to a twelfth aspect of the present invention, the operated device is decelerated and stopped near the operation limit of the operated device regardless of the movement of the operating element, so that the operator can operate the operated device by mechanical stopper or the like due to an operation error. There is an effect that the device can be operated safely without causing the operated device to be damaged at high speed. According to the thirteenth aspect of the present invention, the mass of the operated device can be apparently reduced, so that the operation can be performed with a small force, and the mass of the operated device can be reduced depending on the operator and the operated device. Can be set to an arbitrary value.
【0147】請求項14の発明は、操作者が操作子を持
って操作するときに生じる操作子の高周波の振動が被操
作機器に伝達しないため、操作者の操作ぶれ等による被
操作機器の示す方向の微小振動を無くすことができると
いう効果がある。請求項15の発明は、操作子と被操作
機器の間の関係を制御装置によって、任意の機械的な関
係で連結した状態を実現でき、あたかもその関係で連結
されている装置を操作する感触を得ることが可能とな
り、操作者に応じた任意の操作感を実現することが可能
となるという効果がある。According to the invention of claim 14, since the high-frequency vibration of the operator generated when the operator carries the operation with the operator is not transmitted to the operated device, the device to be operated due to the operation fluctuation of the operator or the like is shown. There is an effect that minute vibration in the direction can be eliminated. The invention according to claim 15 can realize a state in which the relationship between the manipulator and the operated device is connected by an arbitrary mechanical relationship by the control device, and provides a feeling of operating the device connected in that relationship. Thus, there is an effect that an arbitrary operational feeling according to the operator can be realized.
【0148】請求項16の発明は、被操作機器の駆動装
置の駆動軸の場所及び自由度に関わらず、操作部の位置
座標系と舞台の位置座標系が一致しているので、被操作
機器の示す方向を舞台上の所望の位置に向けたいときの
操作が非常に分かり易くなるという効果がある。請求項
17の発明は、被操作機器の示す方向を舞台上の所望の
位置にむけたい時の操作が非常に分かり易くなるととも
に、被操作機器を操作する操作反補矩を感じつつ被操作
機器の遠隔操作が可能になるため、非常に操作性が良く
なるという効果がある。According to the sixteenth aspect of the present invention, since the position coordinate system of the operation unit and the stage coordinate system match regardless of the position and the degree of freedom of the drive axis of the drive device of the operated device, There is an effect that the operation when the user wants to turn the direction shown to the desired position on the stage becomes very easy to understand. According to the seventeenth aspect of the present invention, the operation when it is desired to move the direction indicated by the operated device to a desired position on the stage becomes very easy to understand, and the operation of the operated device is performed while feeling the inverse operation of operating the operated device. Remote control is possible, so that operability is greatly improved.
【0149】請求項18の発明は、操作者が被操作機器
を示したい方向の舞台をモニタ画面上で見ながら、同じ
画面上で、操作者が被操作機器を示したい方向に操作設
定することができ、操作性が向上するという効果があ
る。請求項19の発明は、操作者が被操作機器を示した
い方向の操作と被操作機器内のフォーカス装置の操作の
2つの操作が必要な三次元空間上の舞台を立体視眼鏡を
介して見ながら、同じ三次元空間上で、所望の被操作機
器の向きに所望のフォーカスを設定すること可能とな
り、操作性を更に向上さることができるという効果があ
る。According to the eighteenth aspect of the present invention, the operator sets the operation in the direction in which the operator wants to show the operated device on the same screen while watching the stage in the direction in which he wants to show the operated device on the monitor screen. This has the effect of improving operability. According to a nineteenth aspect of the present invention, a stage in a three-dimensional space that requires two operations, that is, an operation in a direction in which the operator wants to show the operated device and an operation of a focusing device in the operated device, is viewed through stereoscopic glasses. However, in the same three-dimensional space, it is possible to set a desired focus in a desired direction of the operated device, and there is an effect that operability can be further improved.
【0150】請求項20の発明は、操作部の位置座標系
と操作者が被操作機器を向けたい方向にある舞台の位置
座標系とを精度良く一致させることが可能となり、舞台
上の所望の位置にライトを照射するときの精度が良くな
るという効果がある。According to the twentieth aspect of the present invention, it is possible to accurately match the position coordinate system of the operation section with the position coordinate system of the stage in the direction in which the operator wants to point the operated device, and the desired position on the stage can be obtained. This has the effect of improving the accuracy of irradiating the position with light.
【図1】本発明の実施例1の全体の構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
【図2】(a)は同上の照明部の側面図である。(b)
は同上の照明部の正面図である。FIG. 2A is a side view of an illumination unit according to the first embodiment. (B)
Fig. 2 is a front view of the lighting unit of the above.
【図3】(a)は同上の操作部の正面図である。(b)
は同上の操作部の側面図である。FIG. 3A is a front view of an operation unit according to the first embodiment. (B)
FIG. 2 is a side view of the operation unit of the above.
【図4】同上の全体の回路構成図である。FIG. 4 is an overall circuit configuration diagram of the above.
【図5】同上の動作説明用フローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the above.
【図6】(a)は本発明の実施例2の照明部の側面図で
ある。(b)は同上の照明部の正面図である。FIG. 6A is a side view of a lighting unit according to a second embodiment of the present invention. (B) is a front view of the lighting unit of the above.
【図7】(a)は本発明の実施例3の操作部の正面図で
ある。(b)は同上の操作部の側面図である。FIG. 7A is a front view of an operation unit according to a third embodiment of the present invention. (B) is a side view of the operation part same as the above.
【図8】本発明の実施例4の操作部の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of an operation unit according to a fourth embodiment of the present invention.
【図9】同上の要部の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a main part of the above.
【図10】同上の全体の回路構成図である。FIG. 10 is an overall circuit configuration diagram of the above.
【図11】同上の動作説明用フローチャートである。FIG. 11 is a flowchart for explaining the above operation.
【図12】本発明の実施例5の操作部の構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of an operation unit according to a fifth embodiment of the present invention.
【図13】同上の要部の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a main part of the above.
【図14】同上の全体の回路構成図である。FIG. 14 is an overall circuit configuration diagram of the above.
【図15】同上の動作説明用フローチャートである。FIG. 15 is a flowchart for explaining the above operation.
【図16】本発明の実施例6の全体の回路構成図であ
る。FIG. 16 is an overall circuit configuration diagram of Embodiment 6 of the present invention.
【図17】同上の動作説明用フローチャートである。FIG. 17 is a flowchart for explaining the above operation.
【図18】本発明の実施例7の全体の回路構成図であ
る。FIG. 18 is an overall circuit configuration diagram of Embodiment 7 of the present invention.
【図19】同上の動作説明図である。FIG. 19 is a diagram illustrating the operation of the above.
【図20】同上の動作説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram of the operation of the above.
【図21】同上の動作説明用フローチャートである。FIG. 21 is a flowchart for explaining the above operation.
【図22】本発明の実施例8の全体の回路構成図であ
る。FIG. 22 is an overall circuit configuration diagram of Embodiment 8 of the present invention.
【図23】同上の動作説明図である。FIG. 23 is an explanatory diagram of the operation of the above.
【図24】同上の動作説明図である。FIG. 24 is an explanatory diagram of the operation of the above.
【図25】同上の動作説明用フローチャートである。FIG. 25 is a flowchart for explaining the above operation.
【図26】本発明の実施例9の全体の回路構成図であ
る。FIG. 26 is an overall circuit configuration diagram of Embodiment 9 of the present invention.
【図27】同上の動作説明用フローチャートである。FIG. 27 is a flowchart for explaining the above operation.
【図28】本発明の実施例10の全体の回路構成図であ
る。FIG. 28 is an overall circuit configuration diagram of Embodiment 10 of the present invention.
【図29】同上の動作説明図である。FIG. 29 is an explanatory diagram of the above operation.
【図30】同上の動作説明用フローチャートである。FIG. 30 is a flowchart for explaining the above operation.
【図31】本発明の実施例11の全体の回路構成図であ
る。FIG. 31 is an overall circuit configuration diagram of Embodiment 11 of the present invention.
【図32】同上の動作説明図である。FIG. 32 is an explanatory diagram of the above operation.
【図33】同上の動作説明図である。FIG. 33 is an explanatory diagram of the operation of the above.
【図34】同上の動作説明用フローチャートである。FIG. 34 is a flowchart for explaining the above operation.
【図35】本発明の実施例12の全体の回路構成図であ
る。FIG. 35 is an overall circuit configuration diagram of Embodiment 12 of the present invention.
【図36】同上の動作説明図である。FIG. 36 is an explanatory diagram of the above operation.
【図37】同上の動作説明用フローチャートである。FIG. 37 is a flowchart for explaining the above operation.
【図38】本発明の実施例13の全体の回路構成図であ
る。FIG. 38 is an overall circuit configuration diagram of Embodiment 13 of the present invention.
【図39】同上の動作説明図である。FIG. 39 is an explanatory diagram of the above operation.
【図40】同上の動作説明用フローチャートである。FIG. 40 is a flowchart for explaining the above operation.
【図41】本発明の実施例14の全体の回路構成図であ
る。FIG. 41 is an overall circuit configuration diagram of Embodiment 14 of the present invention.
【図42】同上の動作説明用フローチャートである。FIG. 42 is a flowchart for explaining the above operation.
【図43】本発明の実施例15の全体の回路構成図であ
る。FIG. 43 is an overall circuit configuration diagram of Embodiment 15 of the present invention.
【図44】同上の動作説明用フローチャートである。FIG. 44 is a flowchart for explaining the above operation.
【図45】本発明の実施例16の概略構成図である。FIG. 45 is a schematic configuration diagram of Embodiment 16 of the present invention.
【図46】同上の動作説明図である。FIG. 46 is an explanatory diagram of the operation of the above.
【図47】同上の全体の回路構成図である。FIG. 47 is an overall circuit configuration diagram of the above.
【図48】本発明の実施例17の全体の回路構成図であ
る。FIG. 48 is an overall circuit configuration diagram of Example 17 of the present invention.
【図49】本発明の実施例18の概略構成図である。FIG. 49 is a schematic configuration diagram of Embodiment 18 of the present invention.
【図50】同上の全体の回路構成図である。FIG. 50 is an overall circuit configuration diagram of the above.
【図51】本発明の実施例19の全体の回路構成図であ
る。FIG. 51 is an overall circuit configuration diagram of a nineteenth embodiment of the present invention.
【図52】同上の全体の回路構成図である。FIG. 52 is an overall circuit configuration diagram of the above.
【図53】同上の照明部の斜視図である。FIG. 53 is a perspective view of a lighting unit of the above.
【図54】本発明の実施例20の操作部の構成図であ
る。FIG. 54 is a configuration diagram of an operation unit according to Embodiment 20 of the present invention.
【図55】同上の動作説明図である。FIG. 55 is an explanatory diagram of the above operation.
【図56】同上の動作説明図である。FIG. 56 is an explanatory diagram of the operation of the above.
1 照明部 2 制御部 3 操作部 4 モータ 5 支持枠 7 スポットライト 8 モータ 9 エンコーダ 10 エンコーダ 11 モータ 15 操作子 16 モータ 17 エンコーダ 18 エンコーダ 19 制御装置 20 制御装置 M 操作者 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illumination part 2 Control part 3 Operation part 4 Motor 5 Support frame 7 Spotlight 8 Motor 9 Encoder 10 Encoder 11 Motor 15 Operator 16 Motor 17 Encoder 18 Encoder 19 Control device 20 Control device M Operator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 滋 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 杉本 憲昭 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 吉田 稔 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−176017(JP,A) 特開 昭63−29404(JP,A) 特開 平4−62703(JP,A) 特開 平5−242704(JP,A) 特開 平6−96867(JP,A) 特開 平8−138871(JP,A) 特開 平4−24166(JP,A) 実開 平6−43915(JP,U) 特表 平9−502675(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01H 25/04 F21S 10/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shigeru Makino 1048 Kadoma Kadoma, Osaka Pref.Matsushita Electric Works, Ltd. Inventor Minoru Yoshida 1048 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works, Ltd. (56) Reference JP-A-61-176017 (JP, A) JP-A-63-29404 (JP, A) JP-A-4-62703 (JP, A) JP-A-5-242704 (JP, A) JP-A-6-96867 (JP, A) JP-A 8-138871 (JP, A) JP-A-4-24166 (JP, A) Kaihei 6-43915 (JP, U) Table 9-502675 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01H 25/04 F21S 10/00
Claims (20)
出器、駆動力指令値に基づいて被操作機器を駆動するた
めの第1の駆動装置を持つ被操作部と、人が操作する操
作子の位置を検出する第2の位置検出器と駆動力指令値
に基づいて操作子を駆動するための第2の駆動装置を持
つ操作部と、被操作機器の方向と操作子の位置に基づい
て被操作部駆動装置の駆動力指令値を決定する被操作部
制御装置と、被操作機器の方向と、操作子の位置に基づ
いて操作部駆動装置の駆動力指令値を決定する操作部制
御装置とを有することを特徴とする遠隔操作装置。A first position detector for detecting a direction of a device to be operated; an operated portion having a first drive device for driving the device to be operated based on a driving force command value; An operation unit having a second position detector for detecting the position of the operating element to be operated and a second driving device for driving the operating element based on the driving force command value; the direction of the operated device and the position of the operating element An operated part control device that determines a driving force command value of the operated part driving device based on the operation, and an operation that determines the driving force command value of the operating part driving device based on the direction of the operated device and the position of the operating element And a remote control device.
小した相似形状の操作部を有することを特徴とする請求
項1記載の遠隔操作装置。2. The remote control device according to claim 1, further comprising an operation portion having the same size as the operated portion and having the same shape or a reduced similar shape.
動する制御手段を有することを特徴とする請求項1記載
の遠隔操作装置。3. The remote control device according to claim 1, further comprising control means for braking the operation element based on a drive command value of the operation section.
を持つ操作部と、力検出値に基づいて被操作部駆動装置
の駆動力指令値を決定する被操作部制御装置を有するこ
とを特徴とする請求項1記載の遠隔操作装置。4. An operating unit having a force detector for detecting a force applied to an operating element by a person, and an operated unit control device for determining a driving force command value of an operated unit driving device based on the detected force value. The remote control device according to claim 1, wherein:
出器を持つ被操作部と、被操作機器に加えられる力を検
出する力検出器を持つ被操作部と、操作子の位置と、被
操作値を決定する被操作部制御装置と、操作子の位置と
被操作機器の方向と操作部と被操作部の力検出値に基づ
いて操作部駆動装置の駆動力指令値を決定する操作部制
御装置を有することを特徴とする請求項1記載の遠隔操
作装置。5. An operated portion having a force detector for detecting a force applied to the operated device, an operated portion having a force detector for detecting a force applied to the operated device, and a position of the operation element. Operating unit control device that determines an operated value, and determines a driving force command value of the operating unit driving device based on the position of the operating element, the direction of the operated device, and the force detection values of the operating unit and the operated unit. The remote control device according to claim 1, further comprising an operation unit control device.
を持つ操作部と、被操作機器に加えられる力を検出する
力検出器を持つ被操作部と、操作子の位置と被操作機器
の方向と操作部と被操作部の力検出値に基づいて被操作
部駆動装置の駆動力指令値を決定する被操作部制御装置
と、操作子の位置と被操作機器の方向と操作部と被操作
部の力検出値に基づいて操作部駆動装置の駆動力指令値
を決定する操作部制御装置を有することを特徴とする請
求項1記載の遠隔操作装置。6. An operation section having a force detector for detecting a force applied to the operator by a person, an operated section having a force detector for detecting a force applied to a device to be operated, a position of the operator and a position of the operator. An operated part control device that determines a driving force command value of an operated part driving device based on the direction of the operating equipment and the force detection values of the operating part and the operated part, the position of the operating element, the direction of the operated equipment, and the operation 2. The remote control device according to claim 1, further comprising an operation unit control device that determines a driving force command value of the operation unit driving device based on the force detection values of the unit and the operated unit.
令値と予め想定した操作部の運動方程式から被操作機器
に加える力を推定する外力推定器と、その推定値に基づ
いて被操作部駆動装置の駆動力指令値を決定する被操作
部制御装置を有することを特徴とする請求項1記載の遠
隔操作装置。7. An external force estimator for estimating a force to be applied to a device to be operated from a position of an operator, a driving force command value of an operation unit driving device, and a previously assumed equation of motion of an operation unit, and an external force estimator based on the estimated value. 2. The remote control device according to claim 1, further comprising an operated portion control device that determines a driving force command value of the operation portion drive device.
動力指令値と予め想定した被操作部の運動方程式から被
操作機器に加えられた力を推定する外力推定器と、その
推定値に基づいて操作部駆動装置の駆動力指令値を決定
する操作部制御装置を有することを特徴とする請求項1
記載の遠隔操作装置。8. An external force estimator for estimating a force applied to an operated device from a direction of an operated device, a driving force command value of an operated unit driving device, and a previously assumed equation of motion of the operated device, and an estimation thereof. 2. An operation unit control device that determines a driving force command value of the operation unit drive device based on the value.
The remote control device according to claim 1.
令値と予め想定した操作部の運動方程式から人が操作子
に加える力を推定する外力推定器と、被操作機器の方向
と被操作部駆動装置の駆動力指令値と予め想定した被操
作部の運動方程式から被操作機器に加えられた力を推定
する外力推定器と、操作子の位置と被操作機器の方向と
操作部と被操作部の力推定値に基づいて被操作部駆動装
置の駆動力指令値を決定する被操作部制御装置と、操作
子の位置と被操作機器の方向と操作部と被操作部の力推
定値に基づいて操作部駆動装置の駆動力指令値を決定す
る操作部制御装置を有することを特徴とする請求項1記
載の遠隔操作装置。9. An external force estimator for estimating a force to be applied to a manipulator by a position of the manipulator, a driving force command value of a manipulating part drive device, and a previously assumed motion equation of the manipulating part; An external force estimator for estimating the force applied to the operated device from the driving force command value of the operated unit drive device and the motion equation of the operated unit assumed in advance, and the position of the operating element, the direction of the operated device, and the operating unit Operating unit control device that determines a driving force command value of the operated unit driving device based on the estimated force of the operated unit and the position of the operating element, the direction of the operated device, and the forces of the operating unit and the operated unit The remote control device according to claim 1, further comprising an operation unit control device that determines a driving force command value of the operation unit drive device based on the estimated value.
の重力を補償するための駆動力指令値を決定する重力補
償器と、その駆動力指令値と被操作部制御装置によって
決定した被操作部の駆動力指令値を加算する加算器と、
加算された被操作部の駆動力指令値に基づいて被操作機
器を駆動するための駆動装置を持つ被操作部を有するこ
とを特徴とする請求項1記載の遠隔操作装置。10. A gravity compensator for determining a driving force command value for compensating for the gravity of the operated device based on the direction of the operated device, and a driving force command value determined by the operated device control device and the driving force command value. An adder for adding a driving force command value of the operation unit;
2. The remote operation device according to claim 1, further comprising an operated unit having a driving device for driving the operated device based on the added driving force command value of the operated unit.
心位置を変化させる装置の位置に基づいて、その位置の
変化に伴って生じる被操作機器の慣性や重力の変化を補
償するための駆動力指令値を決定する非線形補償器と、
その駆動力指令値と被操作部制御装置によって決定した
被操作部の駆動力指令値を加算する加算器と、加算され
た被操作部の駆動力指令値に基づいて被操作機器を駆動
するための駆動装置を持つ被操作部を有することを特徴
とする請求項1記載の遠隔操作装置。11. A method for compensating for a change in inertia or gravity of an operated device caused by a change in the position of a device that moves within the operated device and changes the position of the center of gravity of the operated device. A non-linear compensator for determining the driving force command value of
An adder for adding the driving force command value and the driving force command value of the operated portion determined by the operated portion control device, and for driving the operated device based on the added driving force command value of the operated portion. 2. The remote control device according to claim 1, further comprising an operated portion having the drive device of (1).
を減速させるための駆動力指令値を決定する動作限界補
償器と、その駆動力指令値と被操作部制御装置によって
決定した被操作部の駆動力指令値を加算する加算器と、
加算された被操作部の駆動力指令値に基づいて被操作機
器を駆動するための駆動装置を持つ被操作部を有するこ
とを特徴とする請求項1記載の遠隔操作装置。12. An operation limit compensator for determining a driving force command value for decelerating the operated device based on the direction of the operated device, and an operating limit determined by the driving force command value and the operated portion control device. An adder for adding the driving force command value of the unit;
2. The remote operation device according to claim 1, further comprising an operated unit having a driving device for driving the operated device based on the added driving force command value of the operated unit.
分する微分器と、その出力値を更に微分する微分器と、
操作子の位置検出値を微分する微分器と、その出力値を
更に微分する微分器と、それらの出力値に基づいて操作
子の見かけ上の質量を所望の質量にするための操作部駆
動装置の駆動力指令値を決定する操作部制御装置と、上
記の出力値に基づいて被操作機器の位置を操作子の見か
け上の質量を所望の質量にするための操作部駆動装置の
駆動力指令値を決定する操作部制御装置と、上記出力値
に基づいて被操作機器の位置を操作子の位置に追従させ
るための被操作部駆動装置の駆動力指令値を決定する被
操作部制御装置を有することを特徴とする請求項1記載
の遠隔操作装置。13. A differentiator for differentiating a detected value of a direction of an operated device, a differentiator for further differentiating an output value thereof,
A differentiator for differentiating a position detection value of an operation element, a differentiator for further differentiating an output value thereof, and an operation section driving device for setting an apparent mass of the operation element to a desired mass based on those output values Operating unit control device for determining a driving force command value of the operating unit, and a driving force command of an operating unit driving device for setting the position of the operated device to an apparent mass of the operating element to a desired mass based on the output value. An operation unit control device that determines a value, and an operated unit control device that determines a driving force command value of an operated unit drive device for causing the position of the operated device to follow the position of the operation element based on the output value. The remote control device according to claim 1, further comprising:
子の見かけ上の粘性係数を所望の粘性係数にするための
操作部駆動装置の駆動力指令値を決定する操作部制御装
置を有することを特徴とする請求項13記載の遠隔操作
装置。14. An operating unit control device for determining a driving force command value of an operating unit driving device for making an apparent viscosity coefficient of an operating element a desired viscosity coefficient based on an output value of each differentiator. 14. The remote control device according to claim 13, comprising:
子の見かけ上のインピーダンスを所望のインピーダンス
にするための操作部駆動装置の駆動力指令値を決定する
操作部制御装置を有することを特徴とする請求項14記
載の遠隔操作装置。15. An operating unit control device for determining a driving force command value of an operating unit driving device for setting an apparent impedance of an operating element to a desired impedance based on an output value of each differentiator. The remote control device according to claim 14, wherein:
と駆動力指令値に基づいて被操作機器を駆動するための
駆動装置を持つ被操作部と、人が操作する操作子の位置
を検出する位置検出器を持つ操作部と、操作部位置座標
系と、被操作部位置座標系との間で座標変換を行う位置
座標変換器と、被操作機器の方向と操作子の位置を座標
変換した位置に基づいて被操作部駆動装置の駆動力指令
値を決定する照明部制御装置とを有することを特徴とす
る請求項15記載の遠隔操作装置。16. An operated part having a position detector for detecting the direction of the operated equipment and a driving device for driving the operated equipment based on the driving force command value, and the position of an operating element operated by a person. An operation unit having a position detector to detect, a position coordinate converter that performs coordinate conversion between the operation unit position coordinate system and the operated unit position coordinate system, and coordinates of the direction of the operated device and the position of the operating element 16. The remote control device according to claim 15, further comprising: an illuminating unit control device that determines a driving force command value of the operated unit driving device based on the converted position.
るための駆動装置を持つ操作部と、操作子の位置と被操
作機器の方向を座標変換した位置に基づいて操作部駆動
装置の駆動力指令値を決定する操作部制御装置を有する
ことを特徴とする請求項16記載の遠隔操作装置。17. An operation unit having a driving device for driving an operation element based on a driving force command value, and an operation unit driving apparatus based on a position obtained by performing coordinate conversion between the position of the operation element and the direction of the operated device. 17. The remote control device according to claim 16, further comprising an operation unit control device that determines a driving force command value.
するためのテレビカメラと、撮像された舞台映像の表示
を行うためのテレビモニタと、モニタ画面上の舞台位置
を指示することで所望の被操作機器の方向を決定するラ
イトペンと、ライトペンで指示されたテレビモニタ上の
座標を読取るための画像処理器と、モニタテレビ上の位
置座標と実際の舞台上の位置座標を変換する位置座標変
換器を有することを特徴とする請求項16記載の遠隔操
作装置。18. A television camera for capturing an image of a stage in a direction indicated by a device to be operated, a television monitor for displaying a captured stage image, and a stage position on a monitor screen by indicating a desired position. A light pen for determining the direction of the operated device, an image processor for reading the coordinates on the television monitor indicated by the light pen, and converting the position coordinates on the monitor television and the actual position coordinates on the stage 17. The remote control device according to claim 16, further comprising a position coordinate converter.
するためのテレビカメラと、撮像された舞台映像を仮想
空間上で表示するための立体視眼鏡と、仮想空間上で所
望の被操作機器の方向を決定するための三次元位置検出
器と、仮想空間上の位置座標と実空間上の位置座標との
間で座標変換を行う位置座標変換器と、実空間上の舞台
映像を仮想空間上の舞台映像に変換するための画像変換
器を有することを特徴とする請求項16記載の遠隔操作
装置。19. A television camera for capturing an image of a stage in a direction indicated by an operated device, stereoscopic glasses for displaying the captured stage image in a virtual space, and a desired operated device in the virtual space. A three-dimensional position detector for determining the direction of the device, a position coordinate converter for performing coordinate conversion between the position coordinates in the virtual space and the position coordinates in the real space, and a virtual stage image in the real space 17. The remote control device according to claim 16, further comprising an image converter for converting into a stage image in space.
駆動することが可能な被操作部と、被操作機器の示す方
向にある舞台面を直交するx軸、y軸からなる2次元平
面とし、舞台面と被操作部の高さをLとし、被操作部の
水平回転による方向と舞台面に設定したy軸とからなる
角度を被操作部水平回転角度とし、被操作部の垂直回転
による方向と舞台面とからなる角度を被操作部垂直角度
とし、舞台面を所定倍に縮小したX軸、Y軸からなる2
次元平面上を移動可能な操作部を有し、操作部の操作紙
をXY平面に移動させたときに、被操作部の水平回転角
度と垂直回転角度とを決定し、決定された夫々の角度に
被操作機器の方向を移動させるための被操作部制御装置
を有することを特徴とする請求項16記載の遠隔操作装
置。20. A stage which is capable of horizontally and vertically rotating a device to be operated and a stage surface in a direction indicated by the device to be operated is a two-dimensional plane composed of orthogonal x-axis and y-axis. The height of the stage and the operated part is L, the angle between the horizontal rotation of the operated part and the y-axis set on the stage is the operated part horizontal rotation angle, and the vertical rotation of the operated part is The angle formed by the direction and the stage surface is defined as a vertical angle of the operated part, and the stage surface is reduced by a predetermined factor to a predetermined size, and is composed of an X axis and a Y axis
An operation unit movable on a three-dimensional plane, and when the operation paper of the operation unit is moved to the XY plane, a horizontal rotation angle and a vertical rotation angle of the operated unit are determined, and the determined angles are determined. 17. The remote operation device according to claim 16, further comprising an operated unit control device for moving a direction of the operated device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07062152A JP3131355B2 (en) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | Remote control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07062152A JP3131355B2 (en) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | Remote control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08235973A JPH08235973A (en) | 1996-09-13 |
| JP3131355B2 true JP3131355B2 (en) | 2001-01-31 |
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ID=13191856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07062152A Expired - Fee Related JP3131355B2 (en) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | Remote control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3131355B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016170955A1 (en) * | 2015-04-21 | 2016-10-27 | Minebea Co., Ltd. | Adjustable apparatus system |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN116412372A (en) * | 2021-12-30 | 2023-07-11 | 欧普照明股份有限公司 | Intelligent remote control lighting, intelligent remote control lighting system |
-
1995
- 1995-02-23 JP JP07062152A patent/JP3131355B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| WO2016170955A1 (en) * | 2015-04-21 | 2016-10-27 | Minebea Co., Ltd. | Adjustable apparatus system |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH08235973A (en) | 1996-09-13 |
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