JP3370451B2 - Electric head rotation angle detector - Google Patents
Electric head rotation angle detectorInfo
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、360度以上回転する
電動雲台の回転角度を検出することができる検出装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a detection device capable of detecting the rotation angle of an electric pan head rotating 360 degrees or more.
【0002】[0002]
【従来の技術】図8は、回転角度検出装置を備えた電動
雲台の一例を示す図であり、分解された状態を斜視図で
示している。筺体10a〜10f内には2組のモータ1
2、14及び減速機16、18が内蔵されており、各減
速機の出力は歯車20、22及び回転軸24、26を介
して回転台28、30に伝達される。回転軸24、26
は筺体10aに設けられた開口部32に通されて支持さ
れており、回転台28、30は回転軸24、26の一端
に取り付けられている。そして、一方の回転台28は壁
面等に固定され、他方の回転台30にはテレビカメラ等
が取り付けられる。これにより、このテレビカメラは壁
面に対して2つの自由度をもつことになる。すなわち、
モータ12が回転することにより筺体10a〜10fに
対して回転台28が回転するため、壁面に対して筺体1
0a〜10fが上下方向に回転し、モータ14が回転す
ることにより筺体10a〜10fに対して回転台30が
回転するため、筺体10a〜10fに対してテレビカメ
ラが左右方向に回転する。2. Description of the Related Art FIG. 8 is a view showing an example of an electric pan head provided with a rotation angle detecting device, and shows a disassembled state in a perspective view. Two sets of motors 1 are provided in the housings 10a to 10f.
2, 14 and speed reducers 16, 18 are built in, and the output of each speed reducer is transmitted to the rotary bases 28, 30 via the gears 20, 22 and the rotary shafts 24, 26. Rotating shafts 24, 26
Is supported by being passed through an opening 32 provided in the housing 10a, and the rotary bases 28 and 30 are attached to one ends of the rotary shafts 24 and 26. Then, one rotary table 28 is fixed to a wall surface or the like, and the other rotary table 30 is attached with a television camera or the like. As a result, this television camera has two degrees of freedom with respect to the wall surface. That is,
As the motor 12 rotates, the turntable 28 rotates with respect to the housings 10a to 10f, so that the housing 1 is attached to the wall surface.
0a to 10f rotate in the vertical direction and the motor 14 rotates to rotate the turntable 30 with respect to the housings 10a to 10f, so that the television camera rotates in the left-right direction with respect to the housings 10a to 10f.
【0003】回転軸24、26の他端には、回転台2
8、30の回転角度を検出する回転角度検出装置34、
36が取り付けられている。この回転角度検出装置3
4、36によって検出された回転角度信号が図示しない
コントローラにフィードバックされることにより、モー
タ12、14の回転が制御され、回転台28、30の角
度が所定の値にされる。このように、回転角度検出装置
34、36が設けられていることにより、テレビカメラ
の上下方向及び左右方向の角度が所定の値にされ、所定
の被写体が撮影されることになる。回転角度検出装置3
4、36には、筺体10e、10fに対して固定された
ベース部38と、回転軸24、26に対して固定された
回転部40とが含まれる。At the other end of the rotary shafts 24 and 26, the rotary table 2 is attached.
A rotation angle detection device 34 for detecting the rotation angles of 8 and 30,
36 is attached. This rotation angle detection device 3
The rotation angle signals detected by 4 and 36 are fed back to a controller (not shown), whereby the rotation of the motors 12 and 14 is controlled and the angles of the turntables 28 and 30 are set to predetermined values. As described above, since the rotation angle detection devices 34 and 36 are provided, the vertical and horizontal angles of the television camera are set to predetermined values, and a predetermined subject is photographed. Rotation angle detector 3
Reference numerals 4 and 36 include a base portion 38 fixed to the housings 10e and 10f, and a rotating portion 40 fixed to the rotating shafts 24 and 26.
【0004】図9はベース部38を示す平面図である。
ベース部38の上面には、環状の抵抗体42、及び環状
の導体44が設けられている。環状抵抗体42は1箇所
が分断され、その部分にそれぞれ電極46及び48が取
り付けられている。電極46及び電極48の間には一定
の電圧が印加されており、電極48はグランドに接続さ
れている。また、環状導体44には、電極50が取り付
けられている。FIG. 9 is a plan view showing the base portion 38.
An annular resistor 42 and an annular conductor 44 are provided on the upper surface of the base portion 38. The annular resistor 42 is divided at one location, and electrodes 46 and 48 are attached to that location, respectively. A constant voltage is applied between the electrode 46 and the electrode 48, and the electrode 48 is connected to the ground. An electrode 50 is attached to the annular conductor 44.
【0005】図10は、回転角度検出装置34、36の
構造を示す側断面図である。回転軸24、26の一端に
回転部40が取り付けられ、回転部40にベース部38
が対向している。そして、ベース部38の上に設けられ
た環状抵抗体42及び環状導体44の両方にまたがって
ブラシ52が配置され、ブラシ52は回転部40に固定
されている。従って、ブラシ52及び環状導体44は互
いに導通しており、環状導体44の電位(グランドとの
間の電圧)を検出することにより、環状抵抗体42上の
ブラシ52が接触している点の位置すなわち回転部40
の回転角度を検出することができる。なお、回転軸2
4、26の端部は、内壁に取り付けられた軸受49とベ
ース部38に取り付けられた貫通シャフト54とによっ
て回転自在に支持されている。FIG. 10 is a side sectional view showing the structure of the rotation angle detecting devices 34 and 36. The rotary unit 40 is attached to one end of the rotary shafts 24 and 26, and the base unit 38 is attached to the rotary unit 40.
Are facing each other. The brush 52 is arranged so as to straddle both the annular resistor 42 and the annular conductor 44 provided on the base portion 38, and the brush 52 is fixed to the rotating portion 40. Therefore, the brush 52 and the annular conductor 44 are electrically connected to each other, and the position of the point on the annular resistor 42 where the brush 52 is in contact is detected by detecting the potential of the annular conductor 44 (the voltage between the ground and the ground). That is, the rotating unit 40
The rotation angle of can be detected. The rotary shaft 2
The ends of 4, 26 are rotatably supported by a bearing 49 attached to the inner wall and a through shaft 54 attached to the base 38.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ここで、テレビカメラ
が360度以上回転するような場合においては、回転部
40も360度以上回転しなければならない。しかし、
抵抗体42には電極46、48を取り出すための分断箇
所が存在し、この部分にはブラシ52は接触できない。
従って、この部分における検出データは存在せず、デー
タは不連続となる。このため、図9、図10に示した回
転角度検出装置34、36は、360度以上の回転角度
を検出することができないという問題点がある。Here, in the case where the television camera rotates 360 degrees or more, the rotating portion 40 must also rotate 360 degrees or more. But,
The resistor 42 has a dividing portion for taking out the electrodes 46 and 48, and the brush 52 cannot contact this portion.
Therefore, there is no detection data in this portion, and the data becomes discontinuous. Therefore, the rotation angle detection devices 34 and 36 shown in FIGS. 9 and 10 have a problem that they cannot detect a rotation angle of 360 degrees or more.
【0007】また、電動雲台の角度検出装置として、信
号が通るための制御ケーブルを有する形式のものもある
が、このような角度検出装置は、構造上360度以上の
回転角度を検出することができないという問題点があ
る。Further, there is a type of an electric pan head angle detecting device having a control cable through which a signal passes, but such an angle detecting device is structurally capable of detecting a rotation angle of 360 degrees or more. There is a problem that you cannot do it.
【0008】一方、パルス数カウント形式の検出器を回
転台に取り付ければ、パルス数をカウントすることによ
り360度以上の回転角度の検出が容易に実現できる。
しかし、この角度検出は相対的なものであり、絶対位置
を検出するにはホームポジションを設けて電源投入直後
に必ずホームポジションサーチを行わなければならない
という問題点がある。しかも、パルスカウント誤差の累
積によって制御精度確保が困難になるという問題点もあ
る。On the other hand, if a pulse counting type detector is attached to the rotary table, it is possible to easily detect a rotation angle of 360 degrees or more by counting the number of pulses.
However, this angle detection is relative, and there is a problem that a home position must be provided and a home position search must be performed immediately after the power is turned on in order to detect the absolute position. Moreover, there is a problem that it becomes difficult to secure control accuracy due to the accumulation of pulse count errors.
【0009】そこで、本発明の目的は、ホームポジショ
ンサーチを行うことなく、360度以上の回転角度を検
出することが可能な電動雲台の回転角度検出装置を提供
することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a rotation angle detecting device for an electric pan head which can detect a rotation angle of 360 degrees or more without performing a home position search.
【0010】[0010]
【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に係る発明は、電動雲台の固定部分に固定
されるベース部と、ベース部に対して回転可能に支持さ
れ、電動雲台の回転部分とともに回転する回転部と、ベ
ース部の面のうち回転部に対向する面の上に、回転部の
回転中心を中心として同心円状に設けられた3個の環状
抵抗体と、3個の前記環状抵抗体に導通した状態でそれ
ぞれ設けられ、回転部の回転中心を中心とする角度が互
いに120度異なっており、一定の第1の電位にされる
3個の第1の電極と、3個の環状抵抗体に導通した状態
でそれぞれ設けられ、回転部の回転中心を中心として各
環状抵抗体上の第1の電極が設けられた位置から180
度回転した位置に配置され、第1の電位とは異なる一定
の第2の電位にされる3個の第2の電極と、回転部に取
り付けられ、3個の環状抵抗体のそれぞれと接触して導
通する3個の第1の摺動子と、第1の摺動子の各電位を
検出する検出手段と、各電位に基づいて電動雲台の回転
角度を検出する角度検出手段と、を備えている。To achieve the above object, the invention according to claim 1 is such that a base portion fixed to a fixed portion of an electric platform and a rotatably supported portion with respect to the base portion. A rotating portion that rotates together with the rotating portion of the electric platform, and three annular resistors that are concentrically provided around the rotation center of the rotating portion on the surface of the base portion that faces the rotating portion. The three first annular resistors are provided in a conductive state, respectively, and the angles about the rotation center of the rotating portion are different from each other by 120 degrees, and the three first resistors are set to a constant first potential. The electrodes and the three annular resistors are respectively provided in a conductive state, and 180 degrees from the position where the first electrode is provided on each annular resistor centering on the rotation center of the rotating portion.
The three second electrodes, which are arranged at a rotated position and are set to a constant second electric potential different from the first electric potential, and the three annular resistors attached to the rotating portion, are in contact with each other. Three first sliders that are electrically connected to each other , a detection unit that detects each potential of the first slider, and the rotation of the electric platform based on each potential.
Angle detecting means for detecting an angle .
【0011】請求項2に係る発明においては、ベース部
の面のうち回転部に対向する面の上に、回転部の回転中
心を中心として同心円状に設けられた3個の環状導体
と、回転部に取り付けられ、環状導体のそれぞれと接触
して導通し、第1の摺動子のそれぞれと接続された3個
の第2の摺動子と、環状導体に接続された検出信号取り
出し用端子とを検出手段が備えている。According to the second aspect of the present invention, on the surface of the base portion facing the rotating portion, three annular conductors concentrically provided around the rotation center of the rotating portion, Attached to the ring portion, three second sliders that are in contact with each of the annular conductors and are conductive, and are connected to each of the first sliders, and detection signal extraction terminals that are connected to the annular conductors. And are provided in the detection means.
【0012】請求項3に係る発明は、3個の第1の摺動
子の電位の相互の大小関係に基づいて、3個の第1の摺
動子のうちから1つを選択する選択手段を備え、選択手
段によって選択された第1の摺動子の電位に基づいて、
角度検出手段が回転部の回転角度を検出することを特徴
とする。According to a third aspect of the present invention, selection means for selecting one of the three first sliders on the basis of the mutual magnitude relation of the electric potentials of the three first sliders. Based on the electric potential of the first slider selected by the selection means,
The angle detection means detects the rotation angle of the rotating portion .
【0013】[0013]
【作用】本発明においては、電動雲台の回転部分ととも
に回転する回転部に取り付けられた3個の第1の摺動子
が、それぞれ環状抵抗体に接触して接触箇所の電位を検
出する。3個の環状抵抗体は電動雲台の固定部分に固定
されるベース部の上に設けられており、それぞれ第1の
電極及び第2の電極を有している。第1の電極及び第2
の電極は異なる電位にされるため、環状抵抗体の各部分
は、その位置に応じた電位にされている。従って、第1
の摺動子を通して、第1の摺動子と環状抵抗体との接触
箇所の電位を検出することにより、電動雲台の回転角度
が検出される。In the present invention, the three first sliders attached to the rotating portion that rotates together with the rotating portion of the electric platform detects the potential at the contact point by contacting the respective annular resistors. The three annular resistors are provided on a base portion fixed to a fixed portion of the electric platform, and each has a first electrode and a second electrode. First electrode and second
Since the electrodes of are set to different potentials, the respective portions of the annular resistor are set to potentials corresponding to their positions. Therefore, the first
The rotation angle of the electric platform is detected by detecting the potential of the contact point between the first slider and the annular resistor through the slider.
【0014】[0014]
【実施例】以下、添付図面に沿って本発明の実施例につ
いて説明する。なお、図面において同一又は相当部分に
は同一符号を用いるものとする。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the same reference numerals are used for the same or corresponding parts in the drawings.
【0015】図1は、本発明に従って構成された電動雲
台の回転角度検出装置のうちベース部38の構成を示す
平面図である。ベース部38の面のうち回転部40(図
示せず)に対向する面の上には、3本の環状抵抗体5
6、58、60と3本の環状導体62、64、66とが
点O(回転部の回転中心)を中心として同心円状に設け
られている。そして、3個の環状抵抗体56、58、6
0にそれぞれ導通した状態で第1の電極68a、68
b、68cが設けられている。第1の電極68a、68
b、68cの点Oに対する角度は互いに120度異なっ
ている。第1の電極68a、68b、68cは、図1に
示したように互いに接続されており、参照電位印加端子
70から第1の電位(例えば、Vref ボルト)が印加さ
れる。FIG. 1 is a plan view showing the structure of a base portion 38 of the rotation angle detecting device for an electric pan head constructed according to the present invention. On the surface of the base portion 38 facing the rotating portion 40 (not shown), the three annular resistors 5 are provided.
6, 58, 60 and three annular conductors 62, 64, 66 are provided concentrically around a point O (center of rotation of the rotating portion). And three annular resistors 56, 58, 6
The first electrodes 68a and 68a are electrically connected to 0, respectively.
b and 68c are provided. First electrodes 68a, 68
The angles of b and 68c with respect to the point O are different from each other by 120 degrees. The first electrodes 68a, 68b, 68c are connected to each other as shown in FIG. 1, and a first potential (for example, V ref volt) is applied from the reference potential applying terminal 70.
【0016】また、3個の環状抵抗体56、58、60
にそれぞれ導通した状態で第2の電極72a、72b、
72cが設けられている。第2の電極72a、72b、
72cは、点Oに対して第1の電極68a、68b、6
8cが設けられた位置から180度の位置に配置されて
いる。第2の電極72a、72b、72cは、図示した
ように互いに接続されており、グランド端子74を通し
てグランドレベルに接続されている。このグランドレベ
ルは第2の電位を構成する。また、3個の環状導体6
2、64、66には、それぞれ検出信号取り出し用端子
76、78、80が接続されている。Also, three annular resistors 56, 58, 60
To the second electrodes 72a, 72b,
72c is provided. Second electrodes 72a, 72b,
72c is the first electrode 68a, 68b, 6 with respect to the point O.
It is arranged at a position 180 degrees from the position where 8c is provided. The second electrodes 72a, 72b, 72c are connected to each other as shown in the drawing, and are connected to the ground level through the ground terminal 74. This ground level constitutes the second potential. Also, three ring conductors 6
Detection signal extraction terminals 76, 78, 80 are connected to 2, 64, 66, respectively.
【0017】図2は、図1に示した電動雲台の回転角度
検出装置の側面図である。回転部40にはブラシ52が
取り付けられている。ブラシ52は、基部82と接触子
84a〜84fから構成されており、接触子84a〜8
4fは一直線上に配置されている。接触子84a〜84
fはそれぞれ環状抵抗体56、58、60、環状導体6
2、64、66に接触する。また、接触子84aと接触
子84fとは図示しないリード線によって互いに接続さ
れており、接触子84bと接触子84e、接触子84c
と接触子84dも同様に接続されている。FIG. 2 is a side view of the rotation angle detecting device for the electric pan head shown in FIG. A brush 52 is attached to the rotating portion 40. The brush 52 includes a base portion 82 and contacts 84a to 84f, and the contacts 84a to 8f.
4f is arranged on a straight line. Contacts 84a-84
f is the annular resistors 56, 58, 60 and the annular conductor 6 respectively.
Contact 2, 64, 66. The contactor 84a and the contactor 84f are connected to each other by a lead wire (not shown), and the contactor 84b, the contactor 84e, and the contactor 84c.
And the contactor 84d are similarly connected.
【0018】図3は、ブラシ52の別の例を示す図であ
る。このブラシ52は3つのブラシ52a、52b、5
2cから構成されており、ブラシ52aは環状抵抗体5
6及び環状導体62に接触してこれらを導通させ、ブラ
シ52bは環状抵抗体58及び環状導体64に接触して
これらを導通させ、ブラシ52cは環状抵抗体60及び
環状導体66に接触してこれらを導通させている。この
場合、ブラシ52a、52b、52cを一直線上に配置
することは不可能であるため、図3に示したように角度
をある程度ずらして配置している。従って、この場合に
は電極68a、68b、68cや電極72a、72b、
72cを均等に配置することは不可能であり、ブラシ5
2a、52b、52cをずらした角度だけ、電極68a
等をずらす必要がある。FIG. 3 is a view showing another example of the brush 52. This brush 52 has three brushes 52a, 52b and 5
2c, and the brush 52a is an annular resistor 5
6 and the annular conductor 62 to bring them into conduction, the brush 52b contacts the annular resistor 58 and the annular conductor 64 to bring them into conduction, and the brush 52c contacts the annular resistor 60 and the annular conductor 66 to bring them into contact. Is conducted. In this case, since it is impossible to arrange the brushes 52a, 52b, and 52c on a straight line, the brushes 52a, 52b, and 52c are arranged with their angles shifted to some extent as shown in FIG. Therefore, in this case, the electrodes 68a, 68b, 68c and the electrodes 72a, 72b,
It is impossible to evenly arrange the 72c, and the brush 5
2a, 52b, 52c are offset by the angle of electrode 68a
It is necessary to shift etc.
【0019】次に、回転部40の回転にともなって変化
する検出信号取り出し用端子76、78、80の電圧に
ついて説明する。まず、環状抵抗体56には、2つの電
極68a、72aが設けられており、それぞれVref ボ
ルト及び0ボルトが印加されている。このため、環状抵
抗体56上の各点の電位は、その点の位置に応じて0ボ
ルトとVref ボルトの間の電位になる。従って、環状抵
抗体56に接触する接触子84aの電位は、回転体40
の回転とともに直線的に変化することになる。図4(
a) に示した実線は接触子84aの電位の変化、すなわ
ち端子76の電圧Vaの変化を表している。このように
電圧Vaは、回転角度が0度から180度までは直線的
に0ボルトからVref ボルトまで上昇し、180度から
360度までは直線的にVref ボルトから0ボルトまで
下降する。Next, the voltage of the detection signal extracting terminals 76, 78, 80 which changes with the rotation of the rotating portion 40 will be described. First, the annular resistor 56 is provided with two electrodes 68a and 72a, to which V ref volt and 0 volt are applied, respectively. Therefore, the potential of each point on the annular resistor 56 becomes a potential between 0 volt and V ref volt depending on the position of the point. Therefore, the electric potential of the contactor 84a that contacts the annular resistor 56 is
It will change linearly with the rotation of. Figure 4 (
The solid line shown in a) represents the change in the potential of the contact 84a, that is, the change in the voltage Va at the terminal 76. As described above, the voltage Va linearly increases from 0 volt to V ref volt from the rotation angle of 0 to 180 degrees, and linearly decreases from V ref volt to 0 volt from 180 to 360 degrees.
【0020】図4( a) に示した一点鎖線は端子78の
電圧Vbの変化を、二点鎖線は端子80の電圧Vcの変
化を示している。これらの変化は、電圧Vaの変化に比
べて位相がそれぞれ120度、240度進んでいる以外
は、電圧Vaの変化と同様である。The alternate long and short dash line shown in FIG. 4A shows the change in the voltage Vb at the terminal 78, and the alternate long and two short dashes line shows the change in the voltage Vc at the terminal 80. These changes are the same as the changes in the voltage Va except that the phases are advanced by 120 degrees and 240 degrees, respectively, as compared with the changes in the voltage Va.
【0021】このように、1つの回転角度についてV
a、Vb、Vcの3つの電圧出力が得られるわけである
が、接触子が電極68a、68b、68cや電極72
a、72b、72cに来たときの電圧出力(Vref ボル
トや0ボルト)を用いるのは、電極68a等がある程度
の幅を有しているため角度検出が不可能となり都合が悪
い。このためこの実施例では、Va、Vb、Vcの3つ
の電圧出力のうちからVref ボルト及び0ボルトになら
ないものを用いることとしている。例えば、図4(a)
において、回転角度が0度から60度の間ではVcが選
択されて用いられ、0ボルトになるVaやVref ボルト
になるVbは用いられない。また、60度から120度
の間ではVaが選択されて用いられ、0ボルトになるV
cやVref ボルトになるVbは用いられない。Thus, for one rotation angle, V
Although three voltage outputs of a, Vb, and Vc are obtained, the contacts are electrodes 68a, 68b, 68c and electrode 72.
It is not convenient to use the voltage output (V ref volt or 0 volt) when the voltage reaches a, 72b, or 72c because the electrode 68a and the like have a certain width and the angle cannot be detected. Therefore, in this embodiment, of the three voltage outputs of Va, Vb, and Vc, the one that does not become V ref volt or 0 volt is used. For example, in FIG.
In the above, Vc is selected and used when the rotation angle is between 0 and 60 degrees, and Va that becomes 0 volt and Vb that becomes V ref volt are not used. In addition, Va is selected and used between 60 degrees and 120 degrees, and V becomes 0 volt.
Vb, which is the c or V ref volt, is not used.
【0022】このように適当な電圧出力を選択するため
に、まず、図5に示した回路によって電圧出力Va、V
b、Vcからbit1〜bit3を作る。コンパレータ
86にはVa及びVbが入力され、Vaの方がVbより
も大きいときにbit1は「1」になる。同様に、Vb
の方がVcよりも大きいときにコンパレータ88の出力
であるbit2は「1」になり、Vcの方がVaよりも
大きいときにコンパレータ90の出力であるbit3は
「1」になる。図4( b) は、bit1〜bit3の回
転角度による変化を示したものである。In order to select an appropriate voltage output as described above, first, the voltage outputs Va and V are generated by the circuit shown in FIG.
Create bit1 to bit3 from b and Vc. Va and Vb are input to the comparator 86, and when Va is larger than Vb, bit1 becomes "1". Similarly, Vb
Is larger than Vc, the output bit2 of the comparator 88 is "1", and when Vc is larger than Va, the output bit3 of the comparator 90 is "1". FIG. 4B shows changes in the bit1 to bit3 depending on the rotation angle.
【0023】図6は、図5に示した回路を含むシステム
全体の構成を示す図である。環状抵抗体56、58、6
0等から成る回路92から出力される電圧Va、Vb、
Vcは、図5の回路によってbit1〜bit3に変換
される。さらにbit1〜bit3は、インバータ、ア
ンドゲート及びオアゲートによってbit−a〜bit
−cに変換される。コンパレータ86〜90、インバー
タ、アンドゲート及びオアゲートによって回路96が構
成される。bit−a〜bit−cは、スイッチング素
子を含む回路94に入力される。このスイッチング素子
は、リレーあるいはFET等の半導体スイッチング素子
である。FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the entire system including the circuit shown in FIG. Annular resistors 56, 58, 6
The voltages Va and Vb output from the circuit 92 including 0,
Vc is converted into bit1 to bit3 by the circuit of FIG. Further, bit1 to bit3 are bit-a to bit by an inverter, an AND gate, and an OR gate.
Converted to -c. The circuit 96 is composed of the comparators 86 to 90, the inverter, the AND gate, and the OR gate. Bit-a to bit-c are input to the circuit 94 including a switching element. This switching element is a semiconductor switching element such as a relay or a FET.
【0024】bit1〜bit3が回路96によってb
it−a〜bit−cに変換されて、bit−a〜bi
t−cによって回路94内のスイッチング素子がオンオ
フされた結果、選択される電圧出力は図7に示すように
なる。例えば、回転角度が0度から60度の間において
はVcが選択され、60度から120度の間においては
Vaが選択される。このような選択が行われるため、図
4( a) に示したように、任意の回転角度において選択
された電圧出力すなわちセンサ出力電圧は、0ボルトに
もVref ボルトにもならない中間の電圧になる。Bits 1 to 3 are output by the circuit 96 to b.
converted to it-a to bit-c and converted to bit-a to bi
As a result of the switching elements in the circuit 94 being turned on and off by t-c, the selected voltage output becomes as shown in FIG. For example, Vc is selected when the rotation angle is between 0 and 60 degrees, and Va is selected when the rotation angle is between 60 and 120 degrees. Due to such selection, as shown in FIG. 4 (a), the voltage output selected at an arbitrary rotation angle, that is, the sensor output voltage becomes an intermediate voltage which is neither 0 volt nor V ref volt. Become.
【0025】このセンサ出力電圧、すなわち回路94の
出力は、図6に示したように、さらにA/Dコンバータ
によってディジタル信号に変換された後、CPUに入力
される。一方、CPUにはbit1〜bit3も入力さ
れており、CPUは、これらの値と図7に示した換算表
とから回転角度がどの範囲に入っているかを判断する。
従って、CPUは、A/Dコンバータからの入力値とb
it1〜bit3とに基づいて、回転体40の回転角度
を検出することができることになる。The sensor output voltage, that is, the output of the circuit 94 is further converted into a digital signal by an A / D converter and then input to the CPU, as shown in FIG. On the other hand, bit1 to bit3 are also input to the CPU, and the CPU determines which range the rotation angle is in from these values and the conversion table shown in FIG.
Therefore, the CPU uses the input value from the A / D converter and b
The rotation angle of the rotating body 40 can be detected based on it1 to bit3.
【0026】このようにして、CPUは、回転体40の
回転角度すなわち電動雲台の回転角度を検出することが
できるため、この回転角度信号をフィードバック信号と
してモータドライバ98の入力信号を変化させ、X軸の
モータ12をフィードバック制御することができる。In this way, the CPU can detect the rotation angle of the rotating body 40, that is, the rotation angle of the electric platform, so that the rotation angle signal is used as a feedback signal to change the input signal of the motor driver 98. The X-axis motor 12 can be feedback-controlled.
【0027】なお、回路96によって選択手段が構成さ
れ、A/Dコンバータ及びCPUによって角度検出手段
が構成される。The circuit 96 constitutes the selecting means, and the A / D converter and the CPU constitute the angle detecting means.
【0028】図6は、X、Yの2軸を有するシステムを
表しており、以上説明したX軸用の回路と同様のY軸用
の回路が設けられている。すなわち、回路102は回路
92と、回路104は回路94と、回路106は回路9
6と、モータドライバ108はモータドライバ98と、
モータ14はモータ12と、それぞれ同様のものであ
る。ただし、回路104の出力はX軸用のA/Dコンバ
ータに入力されており、A/Dコンバータは供用となっ
ている。なお、ここでは、A/Dコンバータの出力が2
つあるとしているが、X軸、Y軸のどちらの信号が変換
されたのかを示す信号がCPUに伝達されるようにすれ
ば、A/Dコンバータの出力を1つで済ますことができ
る。FIG. 6 shows a system having two X and Y axes, and a Y-axis circuit similar to the X-axis circuit described above is provided. That is, the circuit 102 is the circuit 92, the circuit 104 is the circuit 94, and the circuit 106 is the circuit 9.
6, the motor driver 108 is the motor driver 98,
The motor 14 is similar to the motor 12, respectively. However, the output of the circuit 104 is input to the X-axis A / D converter, and the A / D converter is in service. Here, the output of the A / D converter is 2
However, if the signal indicating which of the X-axis signal and the Y-axis signal is converted is transmitted to the CPU, one output of the A / D converter can be used.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、回転部
に取り付けられた3個の第1の摺動子が、それぞれ環状
抵抗体に接触して接触箇所の電位を検出する。3個の環
状抵抗体はベース部の上に設けられており、それぞれ第
1の電極及び第2の電極を有している。第1の電極及び
第2の電極は異なる電位にされるため、環状抵抗体の各
部分は、その位置に応じた電位にされている。従って、
第1の摺動子を通して、第1の摺動子と環状抵抗体との
接触箇所の電位を検出することにより、電動雲台の回転
角度が検出される。このようにして、ホームポジション
サーチを行うことなく、360度以上の回転角度を検出
することが可能な電動雲台の回転角度検出装置を得るこ
とができる。As described above, according to the present invention, the three first sliders attached to the rotating portion respectively contact the annular resistor to detect the potential of the contact portion. The three annular resistors are provided on the base portion and each have a first electrode and a second electrode. Since the first electrode and the second electrode have different potentials, each part of the annular resistor has a potential corresponding to its position. Therefore,
The rotation angle of the electric platform is detected by detecting the potential of the contact point between the first slider and the annular resistor through the first slider. In this way, it is possible to obtain a rotation angle detection device for an electric pan head that can detect a rotation angle of 360 degrees or more without performing a home position search.
【図1】本発明に従って構成された電動雲台の回転角度
検出装置のうち、ベース部の構成を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a base portion in a rotation angle detecting device for an electric pan head constructed according to the present invention.
【図2】図1に示した電動雲台の回転角度検出装置の側
面図である。FIG. 2 is a side view of the rotation angle detection device for the electric tripod head shown in FIG.
【図3】ブラシの別の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another example of a brush.
【図4】( a) は回転角度による端子電圧Va、Vb、
Vcの変化を示す図であり、(b) は回転角度によるb
it1〜bit3の変化を示す図である。FIG. 4A shows terminal voltages Va, Vb, and
It is a figure which shows the change of Vc, (b) is b by rotation angle.
It is a figure which shows the change of it1-bit3.
【図5】電圧出力Va、Vb、Vcをbit1〜bit
3に変換する回路を示す図である。FIG. 5 shows voltage outputs Va, Vb, and Vc as bit1 to bit.
It is a figure which shows the circuit converted into 3.
【図6】システム全体の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the entire system.
【図7】回転角度によって変化するbit1〜bit3
の値、及び選択される電圧出力Va、Vb、Vcを示す
図である。FIG. 7 shows bit1 to bit3 that change depending on the rotation angle.
It is a figure which shows the value of, and the selected voltage outputs Va, Vb, and Vc.
【図8】回転角度検出装置を備えた電動雲台の一例を示
す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of an electric pan head provided with a rotation angle detection device.
【図9】従来の回転角度検出装置におけるベース部を示
す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing a base portion in a conventional rotation angle detection device.
【図10】従来の回転角度検出装置の構造を示す側断面
図である。FIG. 10 is a side sectional view showing a structure of a conventional rotation angle detection device.
38…ベース部、40…回転部、56、58、60…環
状抵抗体、62、64、66…環状導体、68a、68
b、68c…第1の電極、72a、72b、72c…第
2の電極、76、78、80…検出信号取り出し用端
子、84a、84b、84c…第1の摺動子、84d、
84e、84f…第2の摺動子、96…回路 (選択手
段)。38 ... Base part, 40 ... Rotating part, 56, 58, 60 ... Annular resistor, 62, 64, 66 ... Annular conductor, 68a, 68
b, 68c ... 1st electrode, 72a, 72b, 72c ... 2nd electrode, 76, 78, 80 ... Detection signal extraction terminal, 84a, 84b, 84c ... 1st slider, 84d,
84e, 84f ... Second slider, 96 ... Circuit (selecting means).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 7/30 G01D 5/165 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 7/30 G01D 5/165
Claims (3)
部と、 前記ベース部に対して回転可能に支持され、電動雲台の
回転部分とともに回転する回転部と、 前記ベース部の面のうち前記回転部に対向する面の上
に、前記回転部の回転中心を中心として同心円状に設け
られた3個の環状抵抗体と、 3個の前記環状抵抗体に導通した状態でそれぞれ設けら
れ、前記回転部の回転中心を中心とする角度が互いに1
20度異なっており、一定の第1の電位にされる3個の
第1の電極と、 3個の前記環状抵抗体に導通した状態でそれぞれ設けら
れ、前記回転部の回転中心を中心として各前記環状抵抗
体上の前記第1の電極が設けられた位置から180度回
転した位置に配置され、前記第1の電位とは異なる一定
の第2の電位にされる3個の第2の電極と、 前記回転部に取り付けられ、3個の前記環状抵抗体のそ
れぞれと接触して導通する3個の第1の摺動子と、 前記第1の摺動子の各電位を検出する検出手段と、前記各電位に基づいて前記電動雲台の回転角度を検出す
る角度検出手段と、 を備えた電動雲台の回転角度検出装置。1. A base portion fixed to a fixed portion of the electric platform, a rotating portion which is rotatably supported with respect to the base portion, and rotates together with a rotating portion of the electric platform, and a surface of the base portion. Of the three annular resistors, which are concentrically provided around the rotation center of the rotating portion, are provided on the surface facing the rotating portion, and the three annular resistors are electrically connected to each other. , The angles about the center of rotation of the rotating part are 1
They are provided in a state of being electrically connected to three first electrodes which are different from each other by 20 degrees and have a constant first potential, and three annular resistors which are respectively provided in a conductive state, and each of which is centered on the rotation center of the rotating portion. 180 degrees from the position where the first electrode on the annular resistor is provided
Three second electrodes which are arranged in a rolled position and have a constant second electric potential different from the first electric potential; and three annular resistors which are attached to the rotating portion. Three first sliders that are in contact with each other and are conductive, a detection unit that detects each potential of the first slider, and a rotation angle of the electric pan head based on each potential.
And a rotation angle detecting device for an electric pan head.
向する面の上に、前記回転部の回転中心を中心として同
心円状に設けられた3個の環状導体と、 前記回転部に取り付けられ、前記環状導体のそれぞれと
接触して導通し、前記第1の摺動子のそれぞれと接続さ
れた3個の第2の摺動子と、 前記環状導体に接続された検出信号取り出し用端子と、 を前記検出手段が備えたことを特徴とする請求項1記載
の電動雲台の回転角度検出装置。2. Three annular conductors concentrically provided around the rotation center of the rotating portion on a surface of the base portion facing the rotating portion, and attached to the rotating portion. Three second sliders connected to each of the first sliders and brought into contact with each of the annular conductors, and terminals for detection signal extraction connected to the annular conductors. The rotation angle detecting device for an electric pan head according to claim 1, wherein:
大小関係に基づいて、3個の前記第1の摺動子のうちか
ら1つを選択する選択手段を備え、 前記選択手段によって選択された前記第1の摺動子の電
位に基づいて、前記角度検出手段が前記回転部の回転角
度を検出することを特徴とする請求項1または2に記載
の電動雲台の回転角度検出装置。3. A selection means for selecting one of the three first sliders on the basis of mutual magnitude relations of electric potentials of the three first sliders , On the basis of the electric potential of the first slider selected by the selection means, the angle detection means causes the rotation angle of the rotating portion to change.
Rotation angle detecting device for an electric pan head according to claim 1 or 2, characterized by detecting a degree.
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|---|---|---|---|
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