JPH066645A

JPH066645A - リモコン電動雲台装置

Info

Publication number: JPH066645A
Application number: JP4187510A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Miyamoto; 宮本　　慎一; Shigeru Matsumoto; 茂松本; Tokuyuki Uchida; 徳幸内田; Yasuaki Nakano; 恭亮仲野
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1992-06-22
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】ビデオカメラ等の被載置物を如何なる方角か
らリモコン操作しても、確実にリモコン送信機側に高精
度に向けさせ得る電動雲台を提供すること。【構成】リモコン送信機(21)と、円板状の光学素子
(8）と、光学素子の側面を覆う可視光カットフィルタ
(7）と、光学素子で集光した赤外光スポットを入光して
電流に変換する位置検出用受光素子(11)と、受光素子か
らの電流を信号処理する駆動回路(26)と、駆動回路から
の出力信号により回転制御されるモータ(25)と、モータ
により回転する回転台(22)等を備え、リモコン送信機か
らの赤外光を受信して、回転台上の被載置物をリモコン
送信機側に向けさせるべく光学素子(8）を回転台に取付
け、光学素子の受光素子側を凸レンズ状に，反対側を円
錐形のミラー状に，中心を揃えて夫々形成し、駆動回路
は受光素子の２電極からの出力電流の差，比等を基に演
算，比較してモータを回転駆動，停止させるよう構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリモコン電動雲台装置に
係り、特にリモコン送信機より出力される赤外光を媒体
にしたリモコン位置検出信号を受けて、雲台装置の回転
台に取付けたビデオカメラ等の被載置物を、リモコン送
信機側に向けさせることができる、リモコン電動雲台装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラの遠隔操作装置としては、
モニタＴＶを使用して、そのモニタ画面を見ながらカメ
ラ操作するものが大半で、主として第３者がモニタ画面
を見ながらカメラ角度を操作するものであり、撮影者自
身が被写体になり乍らカメラ操作を行なうことはかなり
困難であった。かかる課題を解決すべく、赤外線を使用
したリモコン位置検出装置により、撮影者が自ら被写体
になり乍らビデオカメラの操作を行なえるシステムが、
特開平1-109871号公報や特開平1-109872号公報等にて紹
介された。

【０００３】図６は、これら両公報に記載された、シス
テム２を模式的に示す側面図であり、カメラ３０は三脚
４０に固定された電動雲台２２の回転台２４に、カメラ
取付けネジ24ａを介して締着されている。撮影される人
物（撮影者）４１が、リモコン送信機（以下単に「リモ
コン」と記す）２１を操作して、赤外光Ｌを電動雲台２
２の入光窓２４に向けて出力させると、電動雲台２２は
リモコン２１が存在する方角を検出して、ビデオカメラ
３０をリモコン２１の方角に向けることができ、従って
撮影者が自らカメラ操作して、自分自身も登場するビデ
オ作品を手軽に制作することができる。

【０００４】図７は、回転台（電動雲台）２２の入光窓
２４付近に設けられた受光部１２、及びこれらとリモコ
ン２１との位置関係を示す平面図である。リモコン２１
から受光部１２への信号は赤外光Ｌで送られる。また、
リモコン位置検出の機能は、受光部１２への赤外光Ｌの
入射角θで検出される。受光部１２は、図８に示すよう
に、複数（少くとも３つ）の位置検出用受光素子13ａ，
13ｂ，13ｃを備えている。これらの位置検出用受光素子
13ａ〜13ｃは、受光面を外側に向けて半円状に、取付け
方向を夫々変えて固定されており、リモコン２１からの
赤外光Ｌの方向性は位置検出用受光素子13ａ〜13ｃの夫
々の出力電流レベルにより赤外光Ｌの入射角θを検出す
ることができる。

【０００５】一方、本出願人は図１の断面図に示す如き
カメラ用リモコン電動雲台装置２０を、特願平3-360609
号として提案した。図１中、２２は電動雲台、２３は基
台、23ａは三脚取付けネジ孔、２４は回転台、24ａはカ
メラ取付けネジ、24ｂは入光窓、２５はモータ、２６は
回路基板（駆動回路）、２７は支軸、２８はベアリン
グ、29ａ，29ｂは歯車、３０はビデオカメラ、３１は受
光レンズ、１１は位置検出用受光素子であり、前記図６
と同一構成要素には同一番号を付している。

【０００６】かかる構成のカメラ用リモコン電動雲台装
置（以下単に「電動雲台装置」とも記述する）２０は、
リモコン２１と電動雲台２２とに大別される。リモコン
２１は、リモコン位置検出信号を赤外光を媒体にして出
力するもので、その赤外線の中心波長は 940nmであり、
キャリア周波数は 37.9kHzである。

【０００７】電動雲台２２は基台２３と回転台２４とに
大別され、基台２３の下面中心部には、三脚を取付ける
ための三脚取付けネジ孔23ａが設けられ、一方、上面中
心部には支軸２７が垂設されている。この支軸２７は、
基台２３と回転台２４との間に挟装されたベアリング２
８を介して、回転台２４を回動自在に軸支している。さ
らに、この回転台２４の上面中心部にはカメラ取付けネ
ジ24ａが設けられており、このネジ24ａの螺着によりビ
デオカメラ３０が回転台２４上に取付け固定される。

【０００８】更に、回転台２４の内部には、モータ２５
と回路基板２６を内設している。このモータ２５の回転
軸には歯車29ａが圧入されている。又、この歯車29ａと
歯合する歯車29ｂが、基台２３に垂設した支軸２７に圧
入されている。従ってモータ２５の駆動回転により回転
台２４は回転する。このモータ２５は、受光レンズ３１
と、その焦点位置に対向設置された位置検出用受光素子
１１等を付設した回路（基板）２６からの出力信号によ
り駆動制御される。

【０００９】ここで、位置検出用受光素子１１につい
て、図４と共に説明する。図４(A) は、位置検出用受光
素子の１例であるＰＳＤ(Position sensitive device）
受光素子１１の拡大断面図であり、図示の如く、ＰＳＤ
受光素子１１は平板状シリコンの表面にＰ層、裏面にＮ
層、そして中間にあるＩ層の３層から構成されている。
このＰＳＤ受光素子の受光面に光スポットが入射する
と、その光スポット入射位置には光エネルギーに比例し
た電荷が発生し、その電荷は光電流としてＰ層を流れ、
各電極３ａ，３ｂより夫々出力される。この光電流は各
電極までの距離に逆比例して分割されて取り出される。
従って、光電流Ｉ₁，Ｉ₂の差又は比を求めることによ
り、入射光の強さ（エネルギー）とは無関係に、光スポ
ットの入射位置を求めることができる。

【００１０】上記ＰＳＤ受光素子１１は、１次元位置検
出に用いられるものであるが、図４(C) に示すように４
つの電極を設けることにより、２次元位置検出可能とな
る。

【００１１】図４(B),(C) は、夫々１次元位置検出用及
び２次元位置検出用のＰＳＤ受光素子１１の光スポット
位置座標の換算式の説明図である。ＰＳＤ受光素子上の
光スポット位置座標ｘ（及びｙ）は、同図示の式より求
められる。なお、Ｘ₁，Ｘ₂（及びＹ₁，Ｙ₂）は各電
極から得られる出力信号（光電流）である。

【００１２】次に図５は、上記ＰＳＤ受光素子１１を用
いたリモコン電動雲台装置２０の電気系のブロック構成
図である。図中、33ａ，33ｂはＩ−Ｖ変換回路、34ａ，
34ｂはＡＧＣ（自動利得制御）回路、35ａ，35ｂはＢＰ
Ｆ、３６はレベル判定回路、３７はモータ制御回路であ
る。リモコン２１から出力された赤外光IR（InfraredRa
ys)を受光レンズ３１で集光し、その光スポットをＰＳ
Ｄ受光素子１１の受光面に入射させる。このとき受光面
の光スポットと、ＰＳＤ受光素子１１の各電極との距離
により光電流Ｉ₁及びＩ₂の出力値が決定され、各電極
３ａ，３ｂから夫々出力された光電流Ｉ₁，Ｉ₂は、Ｉ
−Ｖ変換回路33ａ，33ｂで夫々電圧に変換される。

【００１３】リモコン２１から出力された赤外線信号の
強度は、リモコン２１とＰＳＤ受光素子１１との距離の
２乗に反比例するので、例えば距離1mに比べ 10mでは出
力電流は 1/100になる。従ってＡＧＣ回路34ａ，34ｂで
は各電極の変換電圧の比を変えずにダイナミックレンジ
を確保するため、各電極の出力電圧の和をＡＧＣ回路34
ａ，34ｂの制御信号として用いる。即ち各電極の出力電
圧の和が大きい時はＡＧＣ回路34ａ，34ｂのゲインは小
で、和が小さい時は大となる。

【００１４】更に、ＢＰＦ（帯域濾波器）35ａ，35ｂは
出力信号に含まれているキャリア以外の周波数成分を取
り除くためのもので、遮断周波数ｆ₀=37.9kHzに調整し
てある。次段のレベル判定回路３６にてＩ₁，Ｉ₂の大
小を比較し、その判定結果に基づいてモータ制御回路３
７がモータ２５を駆動制御する。即ち、図５において、
リモコン２１が21ａの位置に存在する場合はＩ₁＞Ｉ₂
となり、モータ２５は左回転する。また、21ｃの位置の
場合はＩ₁＜Ｉ₂となり、モータ２５は右回転する。そ
して21ｂの場合はＩ₁＝Ｉ₂となり、モータ２５は停止
する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、図１に示し
た従来装置２０では、ビデオカメラ３０の前方の光軸近
傍，即ち水平方向の一部の狭い範囲からしか赤外光を受
光できないという欠点があった。また、前記図７及び図
８に示した従来装置の受光部１２においては、受光面を
外側に向けて、円周面に取付け方向を夫々変えて取付け
られた位置検出用受光素子13ａ〜13ｃの各受光素子間
は、受光する赤外光のデッドポイントになるので、位置
検出精度がかなり悪くなってしまう。従って、多数の位
置検出用受光素子が必要となり、また、赤外光を受光で
きる範囲を拡げようとすればするほど、更に多くの受光
素子が必要になるという問題があった。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のリモコン電動雲
台装置は、上記課題を解決するために、リモコン位置検
出信号を赤外光として出力するリモコン送信機と、この
リモコン送信機からの赤外光を集光しつつ略直角方向に
反射する円板状の光学素子と、この光学素子の外周面に
周設される可視光カットフィルタと、光学素子で集光し
た赤外光スポットを入光して電流に変換する位置検出用
受光素子と、この位置検出用受光素子から出力される電
流を信号処理する駆動回路と、この駆動回路からの出力
信号により回転制御されるモータと、このモータの回転
駆動により回動する回転台を含む電動雲台とを備えて構
成している。

【００１７】そして、上記リモコン送信機から出力され
た赤外光を如何なる方角からでも受けて、回転台上に取
付けられた被載置物をリモコン送信機側に確実に向くよ
う掃引させるべく、上記円板状の光学素子は、その中心
を回転台の支軸と略一致させて設け、更に、入射光を略
直角方向に反射させる円錐形のミラー部と、反射した光
を上記位置検出用受光素子上に合焦点させる凸レンズ部
とをこの光学素子に形成している。

【００１８】

【実施例】図２は本発明のリモコン電動雲台装置の主要
部である電動雲台２０の断面図であり、この図におい
て、図１に示した従来装置と同一構成要素には同一番号
を付して、その詳細な説明を省略する。図２中、７は可
視光カットフィルタ、８はアクリル又はガラス製の光学
（集光屈折）素子、１１はＰＳＤ受光素子や多分割フォ
トダイオード受光素子等の材料を用いた位置検出用受光
素子（以下単に「受光素子」とも記す）である。図示の
如く、光学素子８は、例えば円筒形の回転台２４の上部
にその中心点を回転軸とほぼ一致させて設けられてお
り、電動雲台２２の周囲 360°の範囲に亙って全ての方
向からの赤外光を入光できるよう構成されている。

【００１９】図３(A),(B) は光学素子８の形状を、リモ
コン２１及び受光素子１１と共に示す、夫々平面図及び
側面図である。図示の如く、光学素子８は略円板状で、
その上面には円錐形のミラー部１０が、下面には凸レン
ズ部９が、同心円状に夫々形成されている。なお、この
光学素子８における凸レンズ部９は、光学素子８と一体
成型しなくても良く、中心軸を合せさえすれば、別体に
形成して、透明な接着剤等で貼着して構成しても構わな
い。

【００２０】光学素子８の円周面には上記可視光カット
フィルタ７が設けられているので、可視光線は光学素子
８内には侵入せず、リモコン２１からの赤外光（例えば
中心波長940nm,キャリア周波数37.9kHz)IRのみが侵入す
る。この赤外光IRは光学素子８の円周面にて屈折し、ミ
ラー部１０で直角に下方に反射し、更に凸レンズ部９か
ら出光する際に収斂されて、受光素子１１の表面で焦点
を結ぶわけである。

【００２１】その焦点の位置は、受光素子１１表面の中
央部（即ち回転台２４の支軸）に対して、図３(B) に示
すようにリモコン２１が存在する側に生ずる｛若しくは
図３(A) に示すように、その反対側に生じさせても良
い｝。従って、受光素子１１を円板状に形成し、そのＰ
層｛図４(A) 参照｝の円周辺付近のうち、ビデオカメラ
３０の光軸方向（ズームレンズ側）に電極３ａを取付
け、その反対側の円周辺付近に電極３ｂを取付けて、各
電極３ａ，３ｂより取出される光電流Ｉ₁，Ｉ₂の差
（Ｉ₁−Ｉ₂）又は比（Ｉ₁／Ｉ₂）が大きくなる方向
にモータ２５が回転し、且つ最大値で停止するよう駆動
回路を構成すれば良い。

【００２２】ここで、駆動回路26ａの具体例について、
図９のブロック図と共に説明する。この図において、３
８はＡ／Ｄ変換器、３９はＡ／Ｄ変換器３８の出力デー
タを所定時間間隔で更新しつつ一時記憶するΔＶ／ΣＶ
メモリ（記憶部）、４０は回転方向判定回路、４１は加
算器、４２は減算器、４３は除算器であり、その他、前
記図５に示した従来装置の駆動回路と同一構成要素には
同一番号を付して、その詳細な説明を省略する。

【００２３】かかる構成において、リモコン送信機２１
から出力された赤外光を、光学素子８で集光，反射，屈
折し、その光スポットをＰＳＤ受光素子１１の受光面に
照射する。この光スポットとＰＳＤ受光素子１１の各電
極との距離により光電流Ｉ₁，Ｉ₂の値が決定される。
各電極から出力される光電流Ｉ₁，Ｉ₂を、夫々Ｉ−Ｖ
変換回路33ｂ，33ａで電圧に変換した後、赤外線のキャ
リア周波数（例えば37.9kHz)以外の周波数成分を夫々Ｂ
ＰＦ35ｂ，35ａにて除去する。

【００２４】なお、リモコン送信機２１からの赤外光の
出力レベルは一定であるが、リモコン送信機２１とＰＳ
Ｄ受光素子１１との距離の２乗に反比例して弱まるの
で、適度なレベルを確保するために、前記図５示のＡＧ
Ｃ回路（34ａ，34ｂ）を、例えばＢＰＦ35ｂ，35ａの前
段等に設けても良いが、ＢＰＦ35ｂ及び35ａの両出力電
圧値の和ΣＶ及び差ΔＶを夫々加算器４１，減算器４２
で求めた後、除算器４３に供給して割算を行なった値を
判定用信号としているので、ＡＧＣ回路はなくても構わ
ない。

【００２５】この値ΔＶ／ΣＶをＡ／Ｄ変換器３８にて
ディジタル値に変換した後、回転方向判定回路４０に取
り込み、ΔＶ／ΣＶメモリ３９に一時記憶された値と大
小比較（引算）することにより、正，負，０の判別を行
う。なお、“０”は閾値（又は検出限界）以下という意
味であり、メモリ３９に１回読取る毎に回転台２４が回
動する角度（これを「単位角度」と呼ぶことにする）を
ψ（ラジアン）とすると、閾値を 1-cosψに設定すれば
良いことになる。そして、かかる判別結果に基づいて、
正の場合は正回転し、負の場合は逆回転、０の場合は停
止すべく、モータ制御回路３７はモータ２５の駆動制御
を行う。なお、モータ２５の回転角は、ΔＶ／ΣＶの値
で決定してマイコンで制御するよう構成しても良い。

【００２６】ここで、回転方向判定回路４０等の機能，
動作の第１実施例方法について、図１０のフローチャー
トを参照して、更に詳細に説明する。なお、受光素子１
１としては、図４(B) に示した１次元位置検出用のＰＳ
Ｄ受光素子を使用するものとする。但し、１次元といっ
ても、後述する図１１(M) に示すように、光スポットの
軌跡が描く円よりも当然広い幅を有する素子である。な
お、図１１の各分図における各マークの意味は同図(L)
に記した通りであり、不等式におけるＸ（メ）はメモリ
に一時記憶された値、“現”は現在値の意味である。

【００２７】まず初めは、除算器４３の出力ディジタル
値ΔＶ／ΣＶが正，負のいずれであっても、その値をΔ
Ｖ／ΣＶメモリ３９に一時記憶させると共に、図１１
(A),(H）に夫々示すように、カメラ３０が例えば右側
（時計回り）に所定角度回動すべくモータ２５を回転
（以下「右回転」と呼ぶ）させる｛ステップ (1)〜
(5)}。その際、回転台２４の回動における上記単位角度
毎にΔＶ／ΣＶの値を読取って、メモリ３９の記憶内容
を更新させる。

【００２８】次に、再びΔＶ／ΣＶの値を測定して、Δ
Ｖ／ΣＶメモリ３９に記憶されている上記値Ｘ（以下
「メモリ値」と記す）と比較する｛ステップ(6,11)｝。
メモリ値Ｘが正（即ちＩ₁＞Ｉ₂）で且つ現在値（再測
定値）＝メモリ値なら、モータ２５を停止させ｛ステッ
プ(1,6,16)｝、現在値＜メモリ値なら、モータ２５を逆
回転させる｛ステップ(7,8)}。

【００２９】また、メモリ値が負（Ｉ₁＜Ｉ₂）で且つ
０＞現在値≦メモリ値の場合もモータ２５を逆回転させ
｛ステップ（11〜13)}、現在値＞メモリ値ならそのまま
右回転させつつ、所定間隔でΔＶ／ΣＶの値を読取って
メモリ３９を更新し｛ステップ(14)｝、０≦現在値とな
ったら｛ステップ(11)｝、その値をΔＶ／ΣＶメモリ３
９に書込んで（更新){ステップ(9)}、モータ２５を右回
転させ続け｛ステップ(10)｝、現在値＝メモリ値となっ
た時点で、モータ２５を停止する｛ステップ(6）,(16)}
わけである。なお、正確に現在値とメモリ値とが等しく
ならなくても、正回転と逆回転を交互に繰返すようにな
ったら、モータ２５を停止するよう、回転方向判定回路
４０を構成しても良い。

【００３０】次に、回転方向判定回路４０等における回
転方向判定動作の第２実施例方法について、図１２のフ
ローチャート及び図１１の動作原理図を併せ参照して説
明する。これは、カメラ回動量の前後の値を比較して回
転制御する点は前記第１実施例と同じ方法であるが、演
算子Ｊ及びＳを用いることにより、一層確実，正確にリ
モコンの方向を検出し得る特徴を有する。

【００３１】まず初めにＳ＝１；Ｊ＝０に設定し｛図１
２のステップ(1)}、同一回転方向への動作（即ちループ
動作）中は、Ｓ＝０とされる｛ステップ(10)｝。その
後、逆回転が指示される度に、Ｊの値が１つずつ増加さ
れる｛ステップ(7) 〜(9)}。それ以外は、図１０のフロ
ーチャートと概略同様の記憶，比較動作を行なうが、図
１１(B) に示すように、カメラ３０を１単位右回転させ
た後に読取った現在値がメモリ値Ｘより大きい時にはＳ
＝０とし｛ステップ（6,10)}、更に、図１１(C)に示す
ように、カメラ３０が正しい方向を向いたとしても、Ｊ
＝２となるまでは回転を止めないで通過させる。

【００３２】即ち、図１１(D) に示すように一旦通り越
すことにより、メモリ値≧現在値となるので、逆（左）
回転を指示してＪ＝１とする｛ステップ(6) 〜(9)}。こ
の逆回転により、図１１(E),(F) に示すように、最大値
を再度通り越すことにより、再びメモリ値≧現在値とな
るので、更に逆（右）回転を指示してＪの値を更新する
｛ステップ(6) 〜(12)｝。その結果、Ｊ＝２となるの
で、その時点でモータ２５の回転を止めると｛ステップ
(5,16)｝、図１１(G) に示すように、カメラ３０はかな
り正確にリモコン２１の方角を向くようになる。

【００３３】また、カメラ３０の光軸より左にリモコン
２１が存在する｛図１１(H)}場合には、図１１(I) に示
すようにカメラ３０は一旦右回転するが、当然現在値＜
メモリ値となるので、すぐに逆回転し始め、以下、上記
同様の動作を行なう｛図１１(J,K) 参照｝。なお、ステ
ップ(15)，(17)〜(20)の動作は、図１０（第１実施例）
のステップ(11)〜(15)同様、リモコン２１がカメラ３０
の両側面より後方に存在する場合である。

【００３４】次に、回転方向判定動作の第３実施例方法
について、図１３のフローチャート等を参照して説明す
る。この判定方法は、カメラ３０が正確にリモコンの方
角を向いた時には光スポットが両電極３ａ，３ｂを結ぶ
直線上に生じるので、（Ｉ₁−Ｉ₂）／（Ｉ₁＋Ｉ₂）
が最大となる，即ち（電圧の差）／（電圧の和）が最大
になることを利用して、電動雲台装置１の回動制御をし
ようとするものである。そこでまず、（電圧の差）／
（電圧の和）の最大値を測定しておき、この値をＡとし
て記憶させておく｛ステップ(1)}。

【００３５】その後、第１，第２実施例方法と同様に所
定間隔でΔＶ／ΣＶの値を読取って、現在値＝Ａとなっ
た時点でモータ２５を停止させる｛ステップ(6)}わけで
ある。なお、リモコン２１がカメラ３０の両側面より後
方に存在する場合は０＞ΔＶ／ΣＶとなるので、ステッ
プ（2)から図１０のステップ(5）以降の動作に移る。ま
た、図１３のステップ(5) において、現在値≠Ａのとき
は、図１０のステップ(7）以降の動作となる。

【００３６】即ち、現在値を読取って比較し乍ら右回転
や｛ステップ(3,4)}逆回転させるわけであるが、比較の
対象がΔＶ／ΣＶメモリ３９のメモリ値ではなくて上記
Ａなので、メモリ（容量）は殆ど不要となり、メモリ更
新の必要もない｛図１０のステップ(7),(12)等が不要｝
ので、第１，第２実施例方法よりも構成を簡素化でき、
判定動作も比較的に速くなる。

【００３７】以上の説明においては、本発明装置に用い
る位置検出用受光素子は、図４(B)に示した１次元ＰＳ
Ｄ受光素子を用いるものとしたが、これに限らず、図４
(C)で説明した２次元ＰＳＤ受光素子を用いることも可
能である。その場合には、例えば２次元ＰＳＤ受光素子
のＹ軸方向をビデオカメラの光軸に揃えて、Ｙ軸方向の
（電流の差）／（電流の和）を最大にし、Ｘ軸方向の電
流値を０にするよう制御すると良い。この方法によれ
ば、回動方向を直ちに判定できるようになり、一層便利
な雲台装置を実現できるようになる。

【００３８】図１４はかかる２次元ＰＳＤ受光素子を位
置検出用受光素子１１として用いて構成した、駆動回路
26ｂ（第２実施例）を示すブロック図である。この図に
おいて、図５及び図９に夫々示した従来装置及び本発明
装置の駆動回路と同一構成要素には同一番号を付して、
その詳細な説明を省略する。この図１４を図９と比較す
れば明らかなように、Ｉ−Ｖ変換回路(33)からＡ／Ｄ変
換器(38)までの構成を２系統分備え、更に、θ算出器４
４，回転方向及び回転角判定回路４５，回転パルスカウ
ンタ４６等を具備している。

【００３９】図１４に示したように、２次元ＰＳＤ受光
素子１１の各辺の長さをＬとし、リモコン２１からの赤
外光スポットの座標を（ｘ，ｙ），入射角（リモコン２
１の方位角）をθとすれば、（Ｘ₂−Ｘ₁）／（Ｘ₂＋Ｘ₁）＝ΔＶx ／ΣＶx ＝２ｘ／Ｌ（Ｙ₂−Ｙ₁）／（Ｙ₂＋Ｙ₁）＝ΔＶy ／ΣＶy ＝２ｙ／Ｌ tanθ＝ｘ／ｙの３式よりθを算出できるので、回転すべき角度を知る
ことができる。また、ΔＶx 及びΔＶy の値が正か負か
を判別することにより、回転すべき方向が判るので、左
回転すべき場合には、１次元ＰＳＤ受光素子を用いた前
記各構成例よりも、速やかに回転動作制御できる。

【００４０】また、回転角の制御は、回転パルスカウン
タ４６で行なうが、そのパルス発生用の具体的な構成例
としては、例えば図１５(A) に部分断面図で示すよう
な、雲台（カメラ）回動量検出機構を用いると良い。図
中、４８は反射板、４９はフォトリフレクタ（又はフォ
トカプラ）であり、その他、前記図２と同一構成要素に
は同一番号を付して、その詳細な説明を省略する。ま
た、回路基板２６及びその上部の構成の図示も省略して
いる。

【００４１】反射板４８の表面（フォトリフレクタ対向
面）は図１５(B) に示すように、光反射部48ａと光吸収
部48ｂとが略等間隔で交互に形成された図形となってい
る。なお、図示の例では光反射部48ａと光吸収部48ｂは
８本となっているが、これに限定されるものではなく、
本数が多くなればなるほど検出精度が高くなるが、実際
的には、現在位置を読取る間隔（単位角度）毎に１パル
ス生じるよう構成すればよい。

【００４２】かかる構成において、回転台２４と一体的
に支軸２７の回りを回転するフォトリフレクタ４９よ
り、回転量に比例した数のパルスが生じるので、これを
カウンタ４６でカウントし、適切なパルス数をカウント
後、モータ制御回路３７に停止信号を送って、モータ２
５を停止させる。但し、ΔＶy ＝０（真横からのリモコ
ン操作）のときには tanθ＝±∞となるので、ΔＶx の
正負の判定により回転方向を決める。また、ΔＶy が０
でなくてもその近傍のときには tanθの値が非常に大き
くなってオーバーフローするこもあるので、その際には
ΔＶx 及びΔＶyの値からある程度の位置を判定し、Δ
Ｖy の値が最大になる方向に適当に回転させた後、回転
方向等を再度判定するよう構成しても良い。

【００４３】最後に、駆動回路26ｂにおける具体的な動
作について説明するが、Ａ／Ｄ変換器３８（38ａ，38
ｂ）以前の動作原理は、図９に示した構成例と同じなの
で省略し、それ以降の構成について、図１６のフローチ
ャートを併せ参照して説明する。ｘ，ｙ各軸毎にΔＶ
x ／ΣＶx 及びΔＶy ／ΣＶy の値を、Ａ／Ｄ変換器38
ａ，38ｂでディジタルデータに夫々変換｛ステップ(1)}
したのち、各値（即ちΔＶx 及びΔＶy ）の符号を調べ
て｛ステップ(2) 〜(4)}、正，負４通りの組合せについ
て、夫々演算子Ｓの値を１から４まで設定する｛ステッ
プ(5) 〜(8)}。

【００４４】次に、ΔＶy ／ΣＶy の絶対値｜ΔＶy ／
ΣＶy ｜が測定可能な最小値Ｖ_min以上なら、θ算出器
４４にてθの値（回転台２４の回動角）を算出し｛ステ
ップ(10)｝、その値を基に、回動に必要なパルス数Ｎを
算出する｛ステップ(11)｝。なお、Ｖ_minは回路の動作
がオーバーフローしない限界のΔＶy の値である。従っ
て、｜ΔＶy ｜＜Ｖ_minならステップ(15)〜(17)の各動
作を行なって、ΔＶyの値が最大になる方向に適当に回
転させた後、ステップ(1) に戻る。

【００４５】パルス数Ｎの算出後、Ｓ≦２（即ちΔＶx
≧０）か否かを判定して、モータ２５（回転台２４）を
左右いずれか近い方に回転させる｛ステップ(12)〜(1
4)｝。そして、回転台２４を単位角度ずつ回動させ乍ら
パルス数Ａをカウントしてゆき、Ａ≧Ｎとなった時点で
モータ２５を停止させるわけである｛ステップ(18)〜(2
1)｝。かかる方法によれば、１次元ＰＳＤ受光素子を用
いた前記各方法よりも、円滑な回転動作制御できる。

【００４６】以上の説明においては、回動方向を水平方
向としたが、支軸２７が水平になるようにして三脚４０
に取付け、カメラ取付けネジ24ａをビデオカメラ３０の
側方より螺着するように構成すれば、水平方向のみなら
ず垂直方向の掃引も可能となる。更に、水平方向用と垂
直方向用の２つの電動雲台を用いて両者を組合せれば、
撮影範囲を更に拡大することができる。なお、雲台装置
の回転台２４に取付ける被載置物をビデオカメラとした
が、これに限定されるものではなく、例えばテレビジョ
ンや展示物等、適度な重量や大きさのものであれば何で
も構わない。

【００４７】

【発明の効果】上述したように、本発明のリモコン電動
雲台装置によれば、従来装置における欠点を解消し、ビ
デオカメラ３０等の被載置物の水平方向上デッドポイン
トなく、全ての方角から高精度にリモコン操作できるの
で、撮影者は自分も登場するビデオ制作を手軽且つ確実
に行うことができる。しかも受光素子は僅か１個で済
み、従来装置における受光レンズ３１も不要なので、回
路基板が小さなものですむ等の、種々の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のリモコン電動雲台装置を示す部分断面
図。

【図２】本発明のリモコン電動雲台装置の主要部である
電動雲台を示す断面図。

【図３】本発明装置に用いる光学素子をリモコン等と共
に示す平面図及び側面図。

【図４】位置検出用のＰＳＤ受光素子の拡大断面図及び
その動作説明用原理図。

【図５】ＰＳＤ受光素子を用いた従来装置の信号処理系
を示すブロック図。

【図６】従来装置又は本発明装置の使用例を示す概念
図。

【図７】従来のリモコン位置検出装置のリモコンと受光
部の位置関係を示す平面図。

【図８】従来装置の受光部内に配設した複数の位置検出
用受光素子の配置図。

【図９】１次元ＰＳＤ受光素子を用いた本発明装置の駆
動回路を示すブロック図。

【図１０】本発明装置における掃引動作の第１実施例説
明用フローチャート。

【図１１】本発明装置における回転方向判定動作（特に
第２実施例方法）説明用原理図。

【図１２】本発明装置における掃引動作の第２実施例説
明用フローチャート。

【図１３】本発明装置における掃引動作の第３実施例説
明用フローチャート。

【図１４】２次元ＰＳＤ受光素子を用いた本発明装置の
駆動回路を示すブロック図。

【図１５】本発明装置における雲台回動量検出機構を示
す部分断面図及び反射板の平面図。

【図１６】本発明装置における掃引動作の第４実施例説
明用フローチャート。

【符号の説明】

１…リモコン電動雲台装置、３ａ，３ｂ…電極、７…可
視光カットフィルタ、８…光学素子、９…凸レンズ部、
１０…ミラー部、１１，13ａ〜13ｃ…位置検出用受光素
子、２０，２２…電動雲台、２１…リモコン、２３…基
台、２４…回転台、２５…モータ、２６（26ａ，26ｂ）
…回路基板（駆動回路）、２７…支軸、２８…ベアリン
グ、２９…歯車、３０…ビデオカメラ、３３（33ａ〜33
ｄ）…Ｉ−Ｖ変換回路、３５（35ａ〜35ｄ）…ＢＰＦ
（帯域濾波器）、３６…レベル判定回路、３７…モータ
制御回路、３８（38ａ，38ｂ）…Ａ／Ｄ変換器、３９…
ΔＶ／ΣＶメモリ、４０…回転方向判定回路、４１（41
ａ，41ｂ）…加算器、４２（42ａ，42ｂ）…減算器、４
３（43ａ，43ｂ）…除算器、４４…θ算出器、４５…回
転方向及び回転角判定回路、４６…回転パルスカウン
タ、４８…反射板、４９…フォトリフレクタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者仲野恭亮神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リモコン位置検出信号を赤外光として出力
するリモコン送信機と、該リモコン送信機からの赤外光
を集光しつつ略直角方向に反射する円板状の光学素子
と、該光学素子の外周面に周設される可視光カットフィ
ルタと、上記光学素子で集光した赤外光スポットを入光
して電流に変換する位置検出用受光素子と、該位置検出
用受光素子から出力される電流を信号処理する駆動回路
と、該駆動回路からの出力信号により回転制御されるモ
ータと、該モータの回転駆動により回動する回転台を含
む電動雲台とからなり、上記リモコン送信機から出力さ
れた赤外光を受けて、上記回転台上に取付けられた被載
置物を上記リモコン送信機側に向くよう掃引させるリモ
コン電動雲台装置であって、上記円板状の光学素子は、その中心を上記回転台の支軸
と略一致させて設けられ、該光学素子には入射光を略直
角方向に反射させる円錐形のミラー部と、該反射した光
を上記位置検出用受光素子上に合焦点させる凸レンズ部
とを形成したことを特徴とする、リモコン電動雲台装
置。
【請求項２】位置検出用受光素子として１次元ＰＳＤ受
光素子を用い、上記駆動回路は、該ＰＳＤ受光素子の２つの電極から夫
々出力される電流を電圧に夫々変換する２つのＩ−Ｖ変
換回路と、これら各Ｉ−Ｖ変換回路の出力の和及び差の
演算を夫々行なう加算器及び減算器と、該減算器の出力
値を該加算器の出力値で割る除算器と、該除算器の出力
値をディジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換
器の出力データを所定時間間隔で更新しつつ一時記憶す
る記憶部と、該Ａ／Ｄ変換器の出力データの最新値と該
記憶部の値を比較することによりモータの回転方向を判
定する回転方向判定回路と、該回転方向判定回路からの
制御信号によりモータを回転させるモータ制御回路とを
備えて構成したものである、請求項１記載のリモコン電
動雲台装置。
【請求項３】位置検出用受光素子として２次元ＰＳＤ受
光素子を用い、上記駆動回路は、該ＰＳＤ受光素子の４つの電極から夫
々出力される電流を電圧に夫々変換する第１乃至第４の
Ｉ−Ｖ変換回路と、これら各Ｉ−Ｖ変換回路のうち２組
ずつの出力の和及び差の演算を夫々行なう第１，第２の
加算器及び第１，第２の減算器と、該第１及び第２の減
算器の出力値を夫々該第１及び第２の加算器の出力値で
割る第１及び第２の除算器と、該第１及び第２の除算器
の出力値を夫々ディジタル変換する第１，第２のＡ／Ｄ
変換器と、該第１及び第２のＡ／Ｄ変換器の出力データ
を基にリモコン送信機の方位角θを算出するθ算出器
と、前記回転台の回動量に比例したパルス数をカウント
する回転パルスカウンタと、該回転パルスカウンタの出
力及び上記θ算出器の出力を基に上記回転台の回動（回
転）方向及び回動（回転）角を判定する回転方向及び回
転角判定回路と、該回転方向及び回転角判定回路からの
制御信号によりモータを回転させるモータ制御回路とを
備えて構成した、請求項１記載のリモコン電動雲台装
置。