JPS6352066A - 回転計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は回転体の回転速度を計測する回転計に関する
。

（ｂ１発明の概要 この発明に係る回転計は、中心外の一点にマークを存す
る回転体の静止画像を撮影する静止逼像カメラを設け、
この静止撮像カメラで回転体を複数回連続して撮影する
。これらの画像における前記回転体のマークの位置に基
づいてその回転体の回転速度を求めるようにした。

これによって、回転体に特別な物体を付加せずに正確な
回転速度を計測することができるようにしたものである
。

ｆｃ）従来の技術 従来から回転する物体（回転体）の回転速度を計測する
手段としては次に示すものがある。

０回転体の一部に磁石を取り付けこの回転体の近傍に磁
気ヘッドを設置し、磁気ヘッドが前記磁石を検知する毎
に１回転をカウントする装置。

■複数のスリットを有する回転板とこのスリットを検知
するフォトセンサからなるロークリエンコーダを回転体
に設置して回転速度を計測する手段。

（ｄ１発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の手段はいずれも回転体に何等かの
物体を取りつけなければならず計測に手間がかかるうえ
、物体が取り付は可能でなければならないことから被測
定物が制約される欠点があった。

この発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので
、回転体に特別な物体を付加しなくても画像処理によっ
て正確な回転速度を計測することができる回転計を提供
することを目的とする。

（ｅ）問題点を解決するための手段 この発明は、中心外の一点にマークを付された回転体の
回転速度を計測する回転計であって、前記回転体の静止
画像を撮影する静止撮像カメラと、一定間隔で繰り返し
前記静止撮像カメラを動作させる手段と、撮影されたそ
れぞれの像における前記マークの位置に基づいて回転速
度を計算する手段と、を設けたことを特徴とする。

（ｆ）作用 この発明の回転計では、視野内に回転体が入るように静
止描像カメラが設置され、この静止撮像カメラを複数回
（２回または３回）動作させる。

この動作で出力された画面に撮影されている回転体のマ
ークの位置から回転体の回転角度を割り出し、この回転
角度と前記静止撮像カメラの動作間隔とから回転体の回
転速度を算出する。算出された回転速度は表示装置等に
出力される。

（ｇｌ実施例 第４図はこの発明の実施例である回転計に使用される静
止撮像カメラ１の概略構造を示す図である。この静止撮
像カメラ１として、たとえば本出願人が先に提案した（
特願昭６１年−１０１７４０号）「静止撮像カメラ」が
使用される。光学系であるレンズ１４の後方にはフレー
ム転送方式のＣＣＤ撮像素子（以下単にｒｃｃＤＪとい
う。）１０が設置されている。このＣＣＤｌ０は撮像部
１）、蓄積部１２および水平シフトレジスタ１３からな
っており、前記レンズ１４には撮像部１）が対向してい
る。水平シフトレジスタ１３には出力された信号を増幅
する増幅器１７が接続され、増幅器１７には増幅された
信号をビデオ信号として編集する信号処理部１８が接続
されている。信号処理部１８が出力するビデオ信号は画
像処理装置等へ入力される。一方、Ｃ０ＤＩＯの各部に
はドライバ１５が接続されており、ＣＣＤｌ０内の信号
（電荷）の移動はこのドライバ１５の指令（クロック信
号）に基づいて行われる。ドライバ１５にはコントロー
ラ１６が接続されている。このコントローラ１６はクロ
ック信号を出力するタイミングを決定してドライバ１５
を制御する。

前記ＣＧＤＩＯの撮像部１）にはレンズ１４によって外
光が結像し、その濃淡に応じて各セルに電荷が蓄積され
てゆく、撮像部１）に蓄積された電荷は所定のタイミン
グ（一般的にはｌ／６０秒毎）に蓄積部１２に転送され
、蓄積部１２に転送された電荷は水平シフトレジスタ１
３によって一列（１走査線）ずつ出力されてゆく。

ここで、第５図の露光タイミングチャートを参照して前
記静止撮像カメラ１の露光方式を説明する。一般的なビ
デオ装置では１秒間に６０フイールドの画面を処理する
ように設定されているため、ビデオカメラである静止撮
像カメラ１もその仕様に適合するよう１／６０秒を１サ
イクルとして動作する。レンズ１４はメカニカルシャッ
クを持たないため、１／６０秒間露光されつづける。そ
こで、この装置においては撮像部１）に蓄積される電荷
を１／６０秒のサイクル中に一度クリアし、クリア後か
らサイクル終了迄に蓄積される電荷を画像データとして
蓄積部１２に転送するようにしている。被写体に充分な
光量があればこの程度の時間の露光で充分な画像が得ら
れる。このようにすることによって、各サイクル（フィ
ールド）における露光時間（シャッタ速度）を機械的な
構成部分を加えずに１／６０秒よりも短くすることがで
きる。これによって、例えば露光時間を１）５００秒と
すれば、回転体を撮影した場合でもその物体の静止画像
、すなわち、ブレのない鮮明な画像を得ることができる
。

第１図は前記静止撮像カメラ１を使用したこの発明の実
施例である回転計の構成を示す図である。回転体８の正
面に設置された前記静止撮像カメラ１のビデオ信号（信
号処理部１８の出力）はＡ／Ｄ変換器２に入力される。

Ａ／Ｄ変換器はアナログ信号として入力されたビデオ信
号をデジタル信号に変換し、２つの画像メモリＡ３．画
像メモ＋Ｊ　Ｂ　４または画像メモリＣ９のいずれかに
記憶する。なお、前記回転体８には、回転の中心以外の
位置（周縁部が好ましい。）にマーク８ａが設けられる
。またさらに、回転の中心には中心マーク８ｂが設けら
れることもある。

ここで、回転体８の回転速度計測のためにビデオ信号の
読み取りは２回または３回行われる。すなわち、回転体
８の中心位置が最初から判つているときには、２回の読
み取りで回転角度を割り出すことができるが、中心位置
が判らないときには、３回の読み取りによって中心位置
を割り出すとともに回転角度を割り出すことになる。そ
のため、予め回転体８の中心位置が装置内に設定されて
いる場合９回転体８の中心位置に中心マーク８ｂがある
場合には２回読み取りが行われ、それ以外の場合には３
回読み取りが行われる。

上記の動作で読み取られた最初の信号をメモリＡ３に記
憶し、次の信号をメモリＢ４に記憶する、３回目の読み
取りが行われた場合にはその信号を画像メモリＣ９に記
憶する。これらの信号は画像処理部５に入力され、前記
マーク８ａおよび中心マーク８ｂの位＝の読み取りが行
われる。この読み取りデータは演算処理部６に入力され
て回転速度の計算が行われる。計算結果は表示部７に入
力されて表示される。

第２図および第３図に前記画像メモ１ＪＡ３．Ｂ４、Ｃ
９に記憶される回転体８の画像を示す、第２図は回転体
８に中心マーク８ｂが付されていない場合を示し、（４
）、　（８１，ｆｃ）の三枚の画像が記憶されている。

また第３図は回転体８に中心マーク８ｂが付されている
場合を示し、Ｋｌ、　（Ｂ）の二枚の画像が記憶されて
いる。

三枚の画像が記憶されている場合、すなわち、マーク８
ａの移動位置が３個記憶されている場合には、それぞれ
のマークを直線でつないでできる三角形の外心がこの回
転体８の回転の中心であることから、回転角度を求める
ことができる。中心マーク８ｂが付されている場合には
、２枚の画像から容易に回転角度を求めることができる
。

求められた１フイ一ルド間隔当たりの回転角度をθ（ｒ
ａｄ、）とすると、回転速度Ｒ（＝単位時間当たりの回
転数：ｒｐｍ）は π で求めることができる。

前記コントローラ１６がこの発明の「一定間隔で繰り返
し静止撮像カメラを動作させる手段」に対応し、前記画
像処理部５および前記演算処理部６がこの発明の「撮影
されたそれぞれの像のマークの位置に基づいて回転速度
を計算する手段」に対応する。

この実施例においては、静止撮像カメラ１を回転体８の
正面に設置したが、正面でない場合でもカメラの方向と
回転体８との傾きを予め測定して設定しておけば演算処
理によって容易に正確な回転速度を求めることができる
。

さらに、回転体８には回転速度計測のみのためのマーク
８ａを設けなくても、回転体８にもとより備わっている
図柄等をマークとして使用してもよい。

したがって、マークとなるものがあり、静止描像カメラ
１に対する向きが判るものであれば任意の回転体の回転
速度を計測することができる。

なお、この実施例では、静止撮像カメラ１として電荷蓄
積時間制御によって実質的にシャッタ速度を速（した静
止描像カメラを用いたが、メカニカルシャッタ（液晶シ
ャッタ等を含む）を有するものであってもよい。

（ｈ）発明の効果 この発明によれば、静止撮像カメラを使用したことによ
って、高速度で移動する物体の像をブレなく鮮明に撮影
することができるようになり、この静止撮像カメラによ
って撮影された退転体のマークの位置に基づく回転体の
回転速度の算出を自動的に行うことが可能となる。

これにより、回転体に特別な物体を付加することなしに
、正確な回転速度を完全に自動化された装置で計測する
ことができるようになり、このデータを制御部等に入力
するシステムを構成することによって種々の自動制御分
野に応用することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である回転計の構成を示すブ
ロック図、第２図ＣＡＢ、　（Ｂ）、　（Ｃ）および第
３図囚、（Ｂ）は前記回転計に用いられる静止撮像カメ
ラで撮影した回転体の像を示す図、第４図は前記静止撮
像カメラの概略構成を示す図、第５図は前記静止撮像カ
メラの露光タイミングチャートである。 １−静止撮像カメラ、２−Ａ／Ｄ変換器、３．４．９−
画像メモリ、５−画像処理部、６−演算処理部、１Ｏ−
ＣＣＤ。 １６−コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）中心外の一点にマークを付された回転体の回転速
   度を計測する回転計であって、 前記回転体の静止画像を撮影する静止撮像カメラと、一
   定間隔で繰り返し前記静止撮像カメラを動作させる手段
   と、撮影されたそれぞれの像における前記マークの位置
   に基づいて回転速度を計算する手段と、を設けたことを
   特徴とする回転計。