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JPH0636324B2 - Spotlight automatic tracking device - Google Patents
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JPH0636324B2 - Spotlight automatic tracking device - Google Patents

Spotlight automatic tracking device

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Publication number
JPH0636324B2
JPH0636324B2 JP62191143A JP19114387A JPH0636324B2 JP H0636324 B2 JPH0636324 B2 JP H0636324B2 JP 62191143 A JP62191143 A JP 62191143A JP 19114387 A JP19114387 A JP 19114387A JP H0636324 B2 JPH0636324 B2 JP H0636324B2
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JP
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ultrasonic
spotlight
detectors
moving object
detector
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博 北
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Marumo Electric Co Ltd
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Marumo Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は劇場の舞台や、各種のホールのステージにおい
て、演技者に投光するスポットライトが演技者の移動を
自動的に追尾する装置に関するものである。
The present invention relates to a device for automatically tracking the movement of an actor by a spotlight projected onto the actor on the stage of a theater or on the stage of various halls. It is a thing.

(従来の技術とその問題点) 従来のこの種自動追尾装置としては、被照射体側に無線
発信手段(超音波又は極超短波の発信器)を設けると共
に、スポットライト側にこのスポットライトの動きに同
調して首振り動作しかつスポットライトの光軸に垂直な
面に配置された2個以上の無線受信手段(この光軸乃至
この光軸に平行な軸線に対称に配置した1対乃至複数対
の超音波又は極超短波の受信器)を設け、各無線受信手
段(各対の受信器)間の受信信号を信号量の差異を比較
検出し、これら相互の信号量の差異が零になるまで各対
毎の受信器配設方向についてスポットライトの首振り駆
動装置を制御するようにしたスポットライト制御装置が
特公昭62-20678号公報として提案されている。
(Prior art and its problems) As a conventional automatic tracking device of this type, a wireless transmission means (ultrasonic wave or ultra-short wave transmitter) is provided on the irradiation target side and movement of this spotlight on the spotlight side is performed. Two or more wireless receiving means which are oscillated in synchronization and arranged on a plane perpendicular to the optical axis of the spotlight (one or a plurality of pairs arranged symmetrically to the optical axis or an axis parallel to the optical axis). Ultrasonic wave or ultra-high frequency wave receiver) is provided, and the difference between the signal amounts of the received signals between the respective radio receiving means (each pair of receivers) is detected by comparison, until the difference between these mutual signal amounts becomes zero. Japanese Patent Publication No. 62-20678 proposes a spotlight control device for controlling the swinging drive device of the spotlight in the receiver arrangement direction for each pair.

しかしながら、上記したスポットライト制御装置にあっ
ては、超音波検出器はスポットライトの動きに同調して
(具体的にはスポットライトにその光軸を中心に少なく
とも上下・左右方向に略対称位置に複数対固着して)首
振り動作する。そして、各対を構成する超音波検出器で
受信する信号量の差異(具体的には到達時間の差異)を
検出し、その差異が零になるように上下・左右方向の首
振り制御を行うものである。即ち、該装置はスポットラ
イトの位置から見た移動物体の検出方向とスポットライ
トの照射方向との相対的な方向検出を行うもので、上下
・左右方向それぞれの方向差が零になるように制御を行
っており、移動物体を的確に捕らえて照射することは下
記の理由によって技術的に困難をともなう。
However, in the above-mentioned spotlight control device, the ultrasonic detector is synchronized with the movement of the spotlight (specifically, the spotlight is placed at a substantially symmetrical position at least vertically and horizontally about the optical axis of the spotlight. Swing together with multiple pairs fixed. Then, the difference in the amount of signals received by the ultrasonic detectors forming each pair (specifically, the difference in arrival time) is detected, and vertical and horizontal swing control is performed so that the difference becomes zero. It is a thing. That is, the device detects the relative direction between the detection direction of the moving object and the irradiation direction of the spotlight as viewed from the position of the spotlight, and controls so that the difference between the vertical and horizontal directions becomes zero. It is technically difficult to accurately capture and irradiate a moving object for the following reasons.

該装置は超音波検出器がスポットライトの動きに同調し
て首振り動作するため、スポットライトに取り付けられ
る1対の検出器の実用上の間隔は最大1m程度であると
考えられる。これに対しスポットライトから移動物体ま
での距離は、一般に20m〜50mであるから、発信器と2
個の検出器とでなす三角形は極めて鋭角の略2等辺三角
形となり、その2辺の距離差を精度良く検出するのは技
術的に極めて困難であり、従って自動追尾の精度低下に
つながる。
Since the ultrasonic detector of this device swings in synchronism with the movement of the spotlight, it is considered that the maximum practical distance between the pair of detectors attached to the spotlight is about 1 m. On the other hand, the distance from the spotlight to the moving object is generally 20m to 50m, so
The triangle formed by the individual detectors is a substantially acute-angled isosceles triangle, and it is technically extremely difficult to accurately detect the distance difference between the two sides, which leads to a decrease in the accuracy of automatic tracking.

更に、該装置で上下・左右方向の自動追尾を行う場合、
少なくとも2組で4個の超音波検出器を具備する必要が
あり、それら検出器とスポットライトを一体化して首振
り動作させる駆動機構もそれなりのものが必要となる等
の問題点を有する。
Furthermore, when performing automatic tracking in the vertical and horizontal directions with the device,
It is necessary to provide at least two sets of four ultrasonic wave detectors, and there is a problem that a drive mechanism for swinging the detectors and spotlights integrally is required.

又、特公昭55-25681号公報には照明灯もしくは照明灯の
近傍に電磁波、光波、音波等を媒体とする受信器を固定
的に設置し、送信機の位置情報を検出し、照明灯の集光
位置を示す位置情報との差分を無くす方向に照明灯の集
光位置を変化させる医療用無影照明装置が提案されてい
る。しかし、実施例として説明されているのは、光波の
直進性を利用して発光点の所在方向を照明灯の横軸方向
Xと縦軸方向Yの2対の受光器への光波の入射角度から
高さ方向Zを含めた送信器の位置を検出するものであ
り、劇場の舞台や各種ホールのステージにおいて、可視
光を送信器として用いることは出来ず、赤外光を用いる
場合も他に多くの強力な赤外光が存在する為、変調をを
かけた赤外光を識別して検出することは実用上極めて困
難である。
Further, in Japanese Examined Patent Publication No. 55-25681, a receiver having an electromagnetic wave, a light wave, a sound wave, etc. as a medium is fixedly installed in the vicinity of the illumination lamp or the illumination lamp, the position information of the transmitter is detected, and There has been proposed a medical shadowless illumination device that changes the condensing position of an illumination lamp in a direction that eliminates the difference from the position information indicating the condensing position. However, what is described as an example is that the incident direction of the light wave to the two pairs of light receivers in the horizontal axis direction X and the vertical axis direction Y of the illuminating lamp is determined by utilizing the straightness of the light wave. The position of the transmitter including the height direction Z is detected, and visible light cannot be used as a transmitter on the theater stage or the stages of various halls. Since there are many strong infrared rays, it is extremely difficult in practice to identify and detect modulated infrared rays.

更に、特開昭52-39982号公報には、照明燈の横軸方向X
と縦軸方向Yの各々両端部に超音波受信器を固定的に設
け、各々二点のX軸方向及びY軸方向の位相差検出を行
い、モーターを回動させ、ジャイロ方式にて集光を一点
に操作する手術用照明燈の集光装置が提案されている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 52-39982, the horizontal axis direction X of the lamp is indicated.
Ultrasonic receivers are fixedly installed at both ends in the vertical axis direction Y, and the phase difference between the two points in the X-axis direction and the Y-axis direction is detected, the motor is rotated, and the light is collected by the gyro system. There has been proposed a light concentrating device for an operating lamp that operates a single point.

しかしながら、上記装置では位置検出をX・Y方向夫々
1対の受信器による位相差検出によって行っており、送
信器を置く高さが一定ならば平面上の位置確定はできる
が、距離演算の概念はなく、3次元的な移動には対応で
きない。
However, in the above device, position detection is performed by phase difference detection by a pair of receivers in the X and Y directions, and if the height at which the transmitter is placed is constant, the position on the plane can be determined, but the concept of distance calculation No, it cannot handle three-dimensional movement.

又、前2者の検出器の固定的設置についての先行技術は
どちらも照明灯と一体化し、或いは照明灯の近傍に配し
て、被照射体の小規模な移動を検知するもので、相当広
範囲にわたり3次元的に移動する移動物体(演技者)の
絶対位置を精度良く確定させることは困難なものである
ほか、2組で4個の超音波検出器を具備する必要があ
る。
Further, the former two prior arts regarding the fixed installation of the detector are both integrated with an illumination lamp or arranged in the vicinity of the illumination lamp to detect a small movement of the irradiated object, which is considerable. It is difficult to accurately determine the absolute position of a moving object (actor) that moves three-dimensionally over a wide range, and it is necessary to provide four ultrasonic detectors in two sets.

(発明の目的) 本発明は上述した従来の事情に鑑み、比較的簡単なシス
テム構成によって移動物体の絶対位置を精度高く確定
し、移動物体を自動追尾し得る装置を提供することにあ
る。
(Object of the Invention) In view of the above-mentioned conventional circumstances, an object of the present invention is to provide a device capable of accurately determining the absolute position of a moving object and automatically tracking the moving object with a relatively simple system configuration.

(発明の構成) 上記目的を達成するために本発明が講じた技術的手段
は、スポットライトを照射される移動物体に保持させる
クロック発振器によって一定間隔で超音波を発生する超
音波発信器と、移動物体を追尾し得る空間内の壁面や天
井面等に設置固定される少なくとも3個以上の超音波検
出器と、それら検出器を2個1組として複数組構成する
と共にそれら各組の検出器相互における超音波の到達時
間差を検出する時間差検出器と各検出器間の時間差か
ら、検出器から移動物体までの距離を算出する演算器
と、その演算器の出力によってスポットライトの照射方
向を制御する制御装置とで構成する。
(Structure of the Invention) The technical means taken by the present invention to achieve the above object is an ultrasonic transmitter that generates ultrasonic waves at regular intervals by a clock oscillator that holds a spotlight on a moving object that is irradiated, At least three or more ultrasonic wave detectors installed and fixed on a wall surface, a ceiling surface, etc. in a space where a moving object can be tracked, and two or more ultrasonic wave detectors are configured as one set, and the detectors of each set are formed. A time difference detector that detects the difference in arrival time of ultrasonic waves between each other and a calculator that calculates the distance from the detector to the moving object from the time difference between each detector, and the irradiation direction of the spotlight is controlled by the output of the calculator And a control device for

上記超音波発信器のクロック発振器は水晶発振器など極
めて発振周波数の安定したものとする。
The clock oscillator of the ultrasonic oscillator is a crystal oscillator or the like having an extremely stable oscillation frequency.

又、上記した少なくとも3個の超音波検出器の設置場所
としては、移動物体の追尾の条件から、大きな正三角形
に近く設置することが望ましく、例えば劇場やホールの
場合は、客席両側の壁面近傍に各1箇所と、天井面中央
近傍に1箇所の3箇所を選ぶことができ、宴会場やテレ
ビスタジオであれば天井の3隅(または4隅)か、天井
の2隅と対辺中央部等が挙げられる。
In addition, it is desirable that the above-mentioned at least three ultrasonic detectors are installed near a large equilateral triangle in order to track a moving object. For example, in the case of a theater or a hall, the vicinity of the wall on both sides of the audience seats is desirable. You can choose one place for each and three places near the center of the ceiling surface. In the case of a banquet hall or TV studio, you can choose three corners (or four corners) of the ceiling, or two corners of the ceiling and the center of the opposite side. Is mentioned.

(作用) 上記構成によれば、移動物体が保持する超音波発信器か
らクロック発振器によってに一定間隔で超音波が発生さ
れ、その超音波が複数個の超音波検出器で検出され、2
個1組とした検出器相互の超音波受信信号の到達時間差
が時間差検出器で検出される。
(Operation) According to the above configuration, ultrasonic waves are generated at regular intervals by the clock oscillator from the ultrasonic transmitter held by the moving object, and the ultrasonic waves are detected by the plurality of ultrasonic detectors.
The time difference detector detects the arrival time difference of the ultrasonic reception signals between the detectors which are set as a set.

この時間差信号はコンピュータを含む演算器に入力され
る。ここで、到達時間差を求めた超音波検出器間の距離
は設置時の測定で既知であるため、移動物体と複数個の
超音波検出器との関係位置は演算器で演算され、移動物
体の位置(絶対位置)が確定される。この位置信号がス
ポットライトのモータ制御装置に導びかれ、現在の投光
方向との誤差分を、常にモータを左又は右方向に回転し
て補正し、移動物体の自動追尾が行なわれる。
This time difference signal is input to an arithmetic unit including a computer. Here, since the distance between the ultrasonic detectors for which the arrival time difference is obtained is known in the measurement at the time of installation, the relational position between the moving object and the plurality of ultrasonic detectors is calculated by the calculator, The position (absolute position) is fixed. This position signal is guided to the motor control device of the spotlight, and the error from the current light projection direction is corrected by constantly rotating the motor to the left or right to perform automatic tracking of the moving object.

尚、複数の移動物体を2台以上のスポットライトで個々
に自動追尾する場合には、例えば超音波の発振周波数を
移動物体別に設定する等の方策によって可能となる。
Incidentally, in the case of automatically tracking a plurality of moving objects individually with two or more spotlights, it is possible by a measure such as setting the oscillation frequency of ultrasonic waves for each moving object.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described based on drawing.

第1図は本装置を劇場に設置した状態を示し、図中、1
は劇場、2は舞台、3はスポットライトの投光によって
追尾する移動物体、4は超音波源、5はスポットライト
の投光照射面、6,7及び8は超音波検出器、9はスポ
ットライトの制御装置、10は制御装置9の出力で照射方
向が制御されるスポットライトである。
FIG. 1 shows a state in which this device is installed in a theater.
Is a theater, 2 is a stage, 3 is a moving object that is tracked by spotlight projection, 4 is an ultrasonic source, 5 is a spotlight projection surface, 6, 7 and 8 are ultrasonic detectors, 9 is a spot A light controller, 10 is a spotlight whose irradiation direction is controlled by the output of the controller 9.

なお、説明を簡単にするため移動物体3、超音波検出器
6,7,8及びスポットライト10は同一平面上に配置さ
れているものとする。
It is assumed that the moving object 3, the ultrasonic detectors 6, 7, 8 and the spotlight 10 are arranged on the same plane for simplification of description.

移動物体3に携帯保持させる超音波源4は第2図に示す
如く、超音波発信器11、クロック発振器12、制御手段13
及び超音波スピーカ19とから成り、超音波発信器11の出
力はクロック発振器12の出力で制御手段13がON,OFFさ
れ、超音波スピーカ19から発信される。
As shown in FIG. 2, the ultrasonic wave source 4 held by the moving object 3 in a portable manner is an ultrasonic wave oscillator 11, a clock oscillator 12, and a control means 13.
And an ultrasonic speaker 19, and the output of the ultrasonic oscillator 11 is transmitted from the ultrasonic speaker 19 when the control means 13 is turned on and off by the output of the clock oscillator 12.

又、上記クロック発振器12としては水晶発振器など発振
周波数の安定したものを使用する。
As the clock oscillator 12, a crystal oscillator having a stable oscillation frequency is used.

絶対位置の決定した超音波検出器6,7,8で検出され
た超音波信号に基づいてスポットライト10を制御する制
御装置9は、時間差検出器14,15,16、コンピュータを含
む演算器17、及びモータ制御装置18で構成され、超音波
検出器6と7、超音波検出器7と8、及び超音波検出器
8と6の夫々の組における超音波信号の到達時間差が夫
々時間差検出器14,15及び16で検出され、その時間差信
号は演算器17に導入される。即ち、第4図に示すよう
に、超音波検出器6の超音波信号(C)、超音波検出器
7の超音波信号(D),超音波検出器8の超音波信号
(E)の到達時間差 (t−t),(t−t),(t3−t) を検出して出力する。
The control device 9 for controlling the spotlight 10 on the basis of the ultrasonic signals detected by the ultrasonic detectors 6, 7, and 8 whose absolute position has been determined includes a time difference detector 14, 15, 16 and a calculator 17 including a computer. , And the motor control device 18, and the ultrasonic signal detectors 6 and 7, the ultrasonic detectors 7 and 8, and the ultrasonic detectors 8 and 6 each have a difference in arrival time of ultrasonic signals, which is a time difference detector. Detected at 14, 15 and 16, and the time difference signal is introduced into the calculator 17. That is, as shown in FIG. 4, arrival of the ultrasonic signal (C) of the ultrasonic detector 6, the ultrasonic signal (D) of the ultrasonic detector 7, and the ultrasonic signal (E) of the ultrasonic detector 8 arrives. time difference (t 1 -t 2), ( t 2 -t 3), detects and outputs the (t3-t 1).

演算器17には超音波検出器6,7,8の2個1組におけ
る到達時間差(t−t),(t−t),(t
−t)が入力される。
The calculator 17 includes arrival time differences (t 1 −t 2 ), (t 2 −t 3 ), (t 3 ) in a set of two ultrasonic detectors 6, 7, and 8.
-T 1 ) is input.

スポットライト10の投光方向を制御するモータ制御装置
18はスポットライト10の回転軸10′に直結されたモータ
の左右方向回転と、スポットライト10の上下回動を
行なう支軸に直結されたモータMの上下方向回転を制
御するもので、スポットライト10の回転軸に直結したポ
テンショメータPT1及び支軸に取付けたポテンショメー
タPT2が現在の投光方向(光軸)を検出し、現在位置と
してモータ制御装置18にフィードバックされ、演算器17
によって特定された位置にスポットライト10の光軸がく
るように制御され、スポットライト10は自動的に移動物
体3を追尾するように動くものである。
Motor control device for controlling the light projection direction of the spotlight 10
Reference numeral 18 controls the horizontal rotation of the motor M 1 directly connected to the rotation shaft 10 ′ of the spotlight 10 and the vertical rotation of the motor M 2 directly connected to the support shaft for vertically rotating the spotlight 10. , The potentiometer PT 1 directly connected to the rotary shaft of the spotlight 10 and the potentiometer PT 2 attached to the support shaft detect the current light projecting direction (optical axis) and are fed back to the motor control device 18 as the current position, and the calculator 17
The optical axis of the spotlight 10 is controlled so as to come to the position specified by, and the spotlight 10 automatically moves so as to track the moving object 3.

上記の構成により、第1図に示す移動物体3の保持する
超音波源4と超音波検出器6との距離L、及び移動物
体3の超音波源4と超音波検出器7との距離Lとの距
離の差は次式により求めることが出来る。
With the above configuration, the distance L 4 between the ultrasonic source 4 and the ultrasonic detector 6 held by the moving object 3 shown in FIG. 1 and the distance between the ultrasonic source 4 and the ultrasonic detector 7 of the moving object 3 are shown. The difference in distance from L 5 can be obtained by the following equation.

−L=V(t−t) 但し、Vは超音波の速度であり、(t−t)は前述
した超音波検出器6,7間における受信信号の到達時間
差である。
L 4 −L 5 = V (t 1 −t 2 ), where V is the velocity of the ultrasonic wave, and (t 1 −t 2 ) is the arrival time difference of the received signal between the ultrasonic detectors 6 and 7 described above. is there.

上述した距離の差が一定な曲線は、超音波検出器6,7
を極とする双曲線となり、移動物体3はこの線上にある
ことがわかる。同様にして、移動物体3から超音波検出
器7,移動物体3から超音波検出器8の距離の差は、 L−L=V(t−t) 又、移動物体3から超音波検出器8、移動物体3から超
音波検出器6の距離の差は、 L−L=V(t−t) となり、異なる双曲線として表わすことが出来、その交
点として移動物体3の位置が特定できる。
The above-mentioned curves with a constant difference in distance are the ultrasonic detectors 6, 7
It becomes a hyperbola whose pole is, and it can be seen that the moving object 3 is on this line. Similarly, the difference in distance between the moving object 3 and the ultrasonic detector 7 and the distance between the moving object 3 and the ultrasonic detector 8 is: L 5 −L 6 = V (t 2 −t 3 ). The difference in distance between the ultrasonic wave detector 8 and the moving object 3 and the ultrasonic wave detector 6 is L 6 −L 4 = V (t 3 −t 1 ), which can be expressed as different hyperbolas, and the moving object 3 can be represented as an intersection thereof. The position of can be specified.

この移動物体3の位置信号がモータ制御装置18に入力さ
れてモータM,Mの回転を制御し、移動物体3を追
尾照射する。
The position signal of the moving object 3 is input to the motor control device 18 to control the rotations of the motors M 1 and M 2 so that the moving object 3 is track-irradiated.

第4図は波形図を示し、(A)は移動物体が携帯するク
ロック発振器12の出力波形、(B)は超音波スピーカ19
から送出される超音波、(C)は超音波検出器6で検出
した超音波信号、(D)は超音波検出器7で検出した超
音波信号、(E)は超音波検出器8で検出した超音波信
号である。
FIG. 4 shows a waveform diagram. (A) is an output waveform of the clock oscillator 12 carried by a moving object, (B) is an ultrasonic speaker 19
From the ultrasonic wave, (C) the ultrasonic signal detected by the ultrasonic detector 6, (D) the ultrasonic signal detected by the ultrasonic detector 7, (E) detected by the ultrasonic detector 8. It is the ultrasonic signal.

超音波検出器6,7,8で受信される超音波信号は超音
波スピーカ19から直接検出器6,7,8に到達する超音
波以外に壁面,天井面等で反射した超音波を含んでいる
ので第4図(C),(D),(E)に示すように残響信
号を含んでいる。
The ultrasonic signals received by the ultrasonic detectors 6, 7, and 8 include ultrasonic waves reflected from the wall surface, ceiling surface, etc. in addition to the ultrasonic waves directly reaching the detectors 6, 7, and 8 from the ultrasonic speaker 19. Therefore, the reverberation signal is included as shown in FIGS. 4 (C), (D) and (E).

しかし、壁面,天井面等で反射した反射波は直接波より
到達時間が遅れるため、第4図(C),(D),(E)
の立上り部の超音波信号は直接波と考えることが出来、
クロック信号と立上り時間差を計測することによって距
離を誤差が少なく、計測することができる。
However, since the arrival time of the reflected wave reflected by the wall surface, the ceiling surface, etc. is delayed as compared with the direct wave, FIG. 4 (C), (D), (E)
The ultrasonic signal at the rising edge of can be considered as a direct wave,
By measuring the difference between the clock signal and the rising time, the distance can be measured with a small error.

以上の説明は移動物体3、超音波検出器6,7,8及び
スポットライト10を同一平面上に配置したものとした
が、実際には舞台上に演出効果用等の目的のために大階
段が配置され、移動物体3である演技者が階段を上る場
合もあり、しかもスポットライトは一般に2階客席の後
部から演技者を追尾する場合が多く、前述したように同
一平面上に配置されることはない。
In the above description, the moving object 3, the ultrasonic detectors 6, 7, 8 and the spotlight 10 are arranged on the same plane, but in reality, a large staircase is used on the stage for the purpose of producing effects. May be placed on the stairs, and the spotlight generally tracks the performer from the rear part of the second-floor seat, and is placed on the same plane as described above. There is no such thing.

従って、追尾用スポットライトは水平面上の左右方向制
御のみでなく、鉛直面上の上下方向の制御を行なわなく
ては実際的でない場合が多い。
Therefore, the tracking spotlight is often impractical unless it is controlled not only in the horizontal direction on the horizontal plane but also in the vertical direction on the vertical plane.

そのため、超音波検出器6,7の時間差で1つの回転双
曲面、超音波検出器7,8の時間差で1つの回転双曲
面、更に超音波検出器8,6の時間差で1つの回転双曲
面を考え、それら3つの回転双曲面の交点として移動物
体3の位置を特定することになる。
Therefore, one rotating hyperboloid is generated by the time difference between the ultrasonic detectors 6 and 7, one rotating hyperboloid is generated by the time difference between the ultrasonic detectors 7 and 8, and one rotating hyperboloid is further generated by the time difference between the ultrasonic detectors 8 and 6. And the position of the moving object 3 is specified as the intersection of these three rotating hyperboloids.

上記の如くして、移動物体3の位置が特定され、その位
置信号の出力でモータ制御装置18が作動し、水平方向の
制御モータM,鉛直方向の制御モータMを個々に方
向制御することが出来る。
And as described above, is identified location of the mobile object 3, it operates the motor controller 18 at the output of the position signal, the control motor M 1 in the horizontal direction and each direction control control motor M 2 in the vertical direction You can

移動物体を照射するスポットライトの制御として上記説
明では水平方向,鉛直方向の制御としたが、実際にはス
ポットライトのフォーカス調整を行なわなければならな
い場合もある。この場合も、舞台上の移動物体である演
技者の位置が決定されているので、スポットライトから
演技者までの距離も演算し決定することが可能であり、
従って、フォーカスもモータの作動によって自動的に調
整することは容易である。
In the above description, the control of the spotlight that irradiates the moving object is performed in the horizontal direction and the vertical direction. However, in some cases, the focus adjustment of the spotlight must be actually performed. In this case also, since the position of the actor, which is a moving object on the stage, has been determined, it is possible to calculate and determine the distance from the spotlight to the actor,
Therefore, it is easy to automatically adjust the focus by operating the motor.

(発明の効果) 本発明のスポットライトの自動追尾装置は以上詳述した
如く、スポットライトを照射される移動物体に保持させ
るクロック発振器によって一定間隔で超音波を発生する
超音波発信器と、移動物体を追尾し得る空間内の壁面や
天井面等に設置固定される少なくとも3個以上の超音波
検出器と、それら検出器を2個1組として複数組構成す
ると共にそれら各組の検出器相互における超音波の到達
時間差を検出する時間差検出器と各検出器間の時間差か
ら、検出器から移動物体までの距離を算出する演算器
と、その演算器の出力によってスポットライトの照射方
向を制御する制御装置とで構成したものであるから、移
動物体の位置を3次元上の絶対的な位置として適確にと
らえてスポットライトの照射方向を追尾させることが出
来る。
(Advantages of the Invention) As described in detail above, the spotlight automatic tracking device according to the present invention includes an ultrasonic transmitter that generates ultrasonic waves at regular intervals by a clock oscillator that holds a moving object illuminated by the spotlight, At least three or more ultrasonic detectors installed and fixed on a wall surface or ceiling surface in a space where an object can be tracked, and two or more ultrasonic detectors are configured as one set, and the detectors of each set are mutually connected. The time difference detector that detects the arrival time difference of the ultrasonic waves in and the calculator that calculates the distance from the detector to the moving object from the time difference between the detectors, and the irradiation direction of the spotlight is controlled by the output of the calculator. Since it is configured with a control device, the irradiation direction of the spotlight can be tracked by accurately grasping the position of the moving object as an absolute position in three dimensions. .

即ち、移動物体の位置確定は3箇所の検出器の内2箇所
ずつを対として3対の検出回路を構成し、各対毎の超音
波検出器への受信信号(発信器のクロック信号)の到達
時間差から各検出器と移動物体の距離差を演算し、3対
の検出器対からの発信器との距離差により3つの回転双
曲面の交点として移動物体の位置を検出確定するため精
度が安定し、実用に供し得る追尾装置を提供できる。
That is, to determine the position of a moving object, two pairs of the three detectors are paired to form three pairs of detection circuits, and the reception signal (clock signal of the oscillator) to the ultrasonic detector of each pair is formed. The distance difference between each detector and the moving object is calculated from the arrival time difference, and the position of the moving object is detected and determined as the intersection of the three rotating hyperboloids by the distance difference between the transmitter from the three pairs of detectors. A tracking device that is stable and can be put to practical use can be provided.

そして、上記装置の概念はスポットライトの位置とは無
関係に、発信器に従って移動物体の位置を3次元上の位
置として検出するため、複数台のスポットライトによる
同時フォローや、照射距離の変化に伴うフォーカス調整
など、より高度な自動追尾も可能となる。
Since the concept of the above device detects the position of the moving object as a three-dimensional position according to the transmitter regardless of the position of the spotlight, it follows the simultaneous follow-up by a plurality of spotlights and the change of the irradiation distance. It also enables more advanced automatic tracking such as focus adjustment.

更に、少なくとも3個の検出器の設置場所は設置空間内
の自由な場所に設置できるため、距離差演算の基点とな
る検出器相互間の距離を充分大きく選ぶことができるの
で、スポットライトの設置位置とは無関係に精度高い位
置決定が可能であり、しかも、3個の超音波検出器で位
置が確定できるため、従来技術において上下・左右方向
の自動追尾を行おうとした場合少なくとも4個の検出器
が必要であるのに対し経済的に有益である。
Furthermore, since at least three detectors can be installed anywhere in the installation space, it is possible to select a sufficiently large distance between the detectors, which is the base point of the distance difference calculation. Highly accurate position determination is possible regardless of the position, and since the position can be determined by three ultrasonic detectors, at least four detections are required when performing automatic tracking in the up / down / left / right directions in the conventional technology. It is economically beneficial to need a vessel.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

図面は本発明の実施例を示し、第1図は本装置を設置し
た状態の平面図、第2図は移動物体に携帯させる超音波
源のブロック図、第3図はスポットライトを制御する制
御装置のブロック図、第4図は波形図である。 図中、3:移動物体 4:超音波源 6,7,8:超音波検出器 9:制御装置 10:スポットライト 14,15,16:時間差検出器
The drawings show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a plan view of the apparatus installed, FIG. 2 is a block diagram of an ultrasonic wave source to be carried by a moving object, and FIG. 3 is control for controlling a spotlight. A block diagram of the apparatus, FIG. 4 is a waveform diagram. In the figure, 3: moving object 4: ultrasonic source 6, 7, 8: ultrasonic detector 9: control device 10: spotlight 14,15, 16: time difference detector

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】スポットライトを照射される移動物体に保
持させるクロック発振器によって一定間隔で超音波を発
生する超音波発信器と、移動物体を追尾し得る空間内の
壁面や天井面等に設置固定される少なくとも3個以上の
超音波検出器と、それら検出器を2個1組として複数組
構成すると共にそれら各組の検出器相互における超音波
の到達時間差を検出する時間差検出器と各検出器間の時
間差から、検出器から移動物体までの距離を算出する演
算器と、その演算器の出力によってスポットライトの照
射方向を制御する制御装置とからなることを特徴とする
スポットライトの自動追尾装置。
1. An ultrasonic transmitter that generates ultrasonic waves at regular intervals by a clock oscillator that holds a moving object illuminated by a spotlight, and is installed and fixed on a wall surface or ceiling surface in a space where the moving object can be tracked. At least three or more ultrasonic wave detectors, and a plurality of sets each including two detectors, and a time difference detector and each detector for detecting a difference in arrival time of ultrasonic waves between the detectors of each set An automatic tracking device for spotlights, comprising an arithmetic unit for calculating a distance from a detector to a moving object based on a time difference between the detectors and a control device for controlling an irradiation direction of the spotlight by an output of the arithmetic unit. .
JP62191143A 1987-07-29 1987-07-29 Spotlight automatic tracking device Expired - Lifetime JPH0636324B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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