JPH07230031A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】モータ駆動／マニュアル手動操作にかかわら
ず、不要な動作を省略して瞬時にレンズ位置を高精度に
検出する。 【構成】ポテンショメータ４はレンズ１と連動する接点
４ａによりレンズ１の絶対位置を検出し、該レンズ１の
位置変化に応じて連続的に変化する出力を発生させる。
フォトインタラプタ１１は上記レンズ１の移動量に応じ
てパルス信号を発生させる。ＣＰＵ６は上記ポテンショ
メータ４の出力を上記フォトインタラプタ１１の出力に
より補正して、該ポテンショメータ４の出力における直
線性を向上させる。ＣＰＵ６は上記補正された上記ポテ
ンショメータ４の出力を上記レンズ１の位置を示す値と
して他のシステムへ出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカメラレンズの絶対的な
レンズ位置を出力する位置検出装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えばカメラ等の技術分野に
おいて、カメラレンズの位置を高精度に検出することが
嘱望され、その為の種々の技術が開発・提案されてい
る。例えば図８に示されるように、特公昭４１−２１７
１０号公報では、レンズと連動するポテンショメータを
設け、該ポテンショメータの出力電圧でレンズ位置を検
出する技術が開示されている。

【０００３】さらに、図９に示されるように、特開昭６
１−２９２６０８号公報では、レンズ駆動量に対応した
パルス信号が発生するエンコーダを設け、初期位置から
移動によって生じるパルス信号のパルス数を加減算して
レンズ位置を出力する技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公昭４１−２１７１０号公報により開示された技術で
は、ポテンショメータの直線性が量産時には約±２％程
度が限界で、±１％以下にしようとすると選別になり、
大幅にコストが上がってしまう。

【０００５】そして、かかる点に鑑み、コストを抑える
と、今度は精度が全域の１／５０程度となってしまう
為、Ａ／Ｄコンバータの分解能を上げても精度が向上し
ないといった問題が生じてしまう。

【０００６】さらに、上記特開昭６１−２９２６０８号
公報により開示された技術では、容易に全域の１／１０
００以上の高分解能での検出はできるが、モータを切り
離してマニュアル操作をさせる時はフォトインタラプタ
とスリットとを連動させたとしても常時、回路に通電さ
せる為、電池の消耗が多かった。

【０００７】また、レンズ着脱時等には、必ず初期位置
で積算値をリセットする必要がある為、使用者に不快感
を与えていた。本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、モータ駆動／マニュアル
手動操作にかかわらず、不要な動作をせずに瞬時にレン
ズ位置を高精度に検出することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の態様による位置検出装置では、レン
ズの絶対位置に対応し、該レンズの位置変化に応じて連
続的に変化する出力を発生させる第１エンコーダと、上
記レンズの移動量に応じてパルス信号を発生させる第２
エンコーダと、上記第１エンコーダの出力を、上記第２
エンコーダの出力により補正し、該第１エンコーダの出
力における直線性を向上させる補正手段と、上記補正手
段により補正された上記第１エンコーダの出力を上記レ
ンズの位置を示す値として出力する出力手段とを具備す
ることを特徴とする。

【０００９】そして、第２の態様による位置検出装置
は、レンズの絶対位置に対応した出力をアナログ信号と
して出力するアナログエンコーダと、このアナログエン
コーダに併設され、上記レンズの移動量に応じたパルス
信号を発生させるディジタルエンコーダと、上記アナロ
グエンコーダの出力を、上記ディジタルエンコーダの出
力により補正し、該アナログエンコーダの出力における
直線性を向上させる補正手段と、上記補正手段により補
正された上記アナログエンコーダの出力を上記レンズの
位置を示す値として出力する出力手段とを具備すること
を特徴とする。

【００１０】さらに、第３の態様による位置検出方法で
は、レンズの絶対位置に対応したアナログ値を、該レン
ズの移動量に応じたディジタル値を用いて直線性を向上
させ、該補正されたアナログ値をレンズの位置を示す値
として出力することを特徴とする。

【００１１】

【作用】即ち、本発明の第１の態様による位置検出装置
では、第１エンコーダはレンズの絶対位置に対応し、該
レンズの位置変化に応じて連続的に変化する出力を発生
させる。そして、第２エンコーダは上記レンズの移動量
に応じてパルス信号を発生させる。さらに、補正手段は
上記第１エンコーダの出力を上記第２エンコーダの出力
により補正し、該第１エンコーダの出力における直線性
を向上させる。そして、出力手段は上記補正手段により
補正された上記第１エンコーダの出力を上記レンズの位
置を示す値として出力する。

【００１２】そして、第２の態様による位置検出装置
は、アナログエンコーダはレンズの絶対位置に対応した
出力をアナログ信号として出力する。そして、ディジタ
ルエンコーダは該アナログエンコーダに併設され、上記
レンズの移動量に応じたパルス信号を発生させる。さら
に、補正手段は上記アナログエンコーダの出力を、上記
ディジタルエンコーダの出力により補正し、該アナログ
エンコーダの出力における直線性を向上させる。また、
出力手段は上記補正手段により補正された上記アナログ
エンコーダの出力を上記レンズの位置を示す値として出
力する。

【００１３】さらに、第３の態様による位置検出方法で
は、レンズの絶対位置に対応したアナログ値を、該レン
ズの移動量に応じたディジタル値を用いて直線性を向上
させ、該補正されたアナログ値をレンズの位置を示す値
として出力する。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る位置検
出装置の構成を示す図である。この図１において、レン
ズ１は移動レンズ枠２により保持されており、当該レン
ズ１と移動レンズ枠２は一体となり、入射する被写体光
の光軸方向に移動自在となっている。そして、固定枠３
にはストッパ３ａ，３ｂが設けられており、上記移動レ
ンズ枠２に設けられた突起部が該ストッパ３ａ，３ｂに
当接して移動レンズ枠２の可動範囲が制限される。

【００１５】そして、ポテンショメータ４の一端はスイ
ッチングトランジスタＴｒ１を介して電源Ｖccに接続さ
れており、他端はＧＮＤに接地されている。そして、移
動レンズ枠２と一体的に動く接点４ａは、該ポテンショ
メータ４上を摺動する。この接点４ａはＡ／Ｄコンバー
タ５を介してＣＰＵ６に接続されている。

【００１６】さらに、このＣＰＵ６は保護用抵抗Ｒ2 を
介して上記スイッチングトランジスタＴｒ１のベースに
接続されており、更に抵抗Ｒ2 と上記スイッチングトラ
ンジスタＴｒ１のベースの接続端はプルアップ抵抗Ｒ1
を介して上記スイッチングトランジスタＴｒ１のエミッ
タにも接続されている。

【００１７】そして、上記ＣＰＵ６は更に、該ＣＰＵ６
からの指令を受けてモータ９を駆動制御するモータドラ
イバ８にも接続されており、該モータドライバ８はモー
タ９に接続されている。このモータ９のシャフト９ａに
はスリット板１０が固着されており、該モータ９が回転
すると、このスリット板１０も一体に回転する。

【００１８】このスリット板１０の回転は、フォトイン
タラプタ１１により検知され、該フォトインタラプタ１
１からのアナログ信号は信号処理回路によりデジタル信
号に変換され、ＣＰＵ６へと出力される。即ち、スリッ
ト板１０が回転すると、フォトインタラプタ１１の光束
が間欠的に遮光され、処理回路１２の出力として回転量
に比例したインパルス信号が発生するのである。

【００１９】上記モータ９のシャフト９ａは、不図示の
機械的伝達機構により、移動レンズ枠２と機械的に結合
されている。さらに、ＥＥＰＲＯＭ７にはＡ／Ｄコンバ
ータ５の出力に対応する積算パルス数が予め記憶されて
いる。

【００２０】このように、第１の実施例では、フォトイ
ンタラプタ１１はレンズ１の絶対位置に対応し、当該レ
ンズ１の位置変化に応じて連続的に変化する出力を発生
させる。ポテンショメータ４は上記レンズ１の移動量に
応じてパルス信号を発生させる。ＣＰＵ６は上記フォト
インタラプタ１１の出力を上記ポテンショメータ４の出
力により補正し、該フォトインタラプタ１１の出力にお
ける直線性を向上させる。そして、ＣＰＵ６は上記補正
された上記フォトインタラプタ１１の出力を上記レンズ
１の位置を示す値として他のシステムへ出力するのであ
る。

【００２１】以下、上記ＥＥＰＲＯＭ７内の記憶値につ
いての詳細に説明する。図２はポテンショメータの出力
とレンズ位置との関係を示す図である。第１の実施例で
は、パルス積算値はスリットやギヤなどの構成の性格
上、全範囲で約１０００パルスを発し、極めて正確にレ
ンズ移動量に比例したものとなり、ほぼレンズ位置と同
一とみなすことができる為、レンズ位置に併記した。

【００２２】図２中、破線ｌ１はポテンショメータの狙
い値を示し、実線ｌ２は実際の値を示している。例えば
ポテンショメータ出力がＶ0 の場合を考えると、狙い値
で見ればそのレンズ位置はＳ0 となり実際のレンズ位置
Ｓ0'に対してずれてしまう。

【００２３】そこで、ＥＥＰＲＯＭ７内にはレンズ位置
Ｖ0 に対応する値Ｐ0 が記憶され、当該値を参照して正
しい位置Ｓ0'に対応するパルス積算値Ｐ0 を得る。次に
図３はＥＥＰＲＯＭ７内に記憶されたテーブルの様子を
示す図である。

【００２４】同図に示すように、Ａ／Ｄコンバータ５は
例えば８ｂｉｔであるので、０から２５５まで出力が得
られるが、その全数値についてテーブル表があるので、
対応するパルス積算値が出力として得られるのである。

【００２５】以下、図４のフローチャートを参照して、
図３に示すテーブル表の作成方法について詳細に説明す
る。先ず初期調整の指示が外部から与えられると、初期
調整モードがスタートし（ステップＳ１０１）、ＣＰＵ
６はモータ９を繰り込み方向にＯＮする（ステップＳ１
０２）。そして、ＣＰＵ６は処理回路１２からの発生パ
ルスをモニタし、該パルスが一定時間消失したらストッ
パ３ｂに当接したとみなしてモータ９を停止し（ステッ
プＳ１０４）、消失しなければＣＰＵ６は再びパルスを
モニタする（ステップＳ１０３）。

【００２６】上記モータ９の停止後、ＣＰＵ６は積算パ
ルスをカウントするレジスタをリセットし（ステップＳ
１０５）、今度は繰出し方向にモータをＯＮさせる（ス
テップＳ１０６）。このとき、ＣＰＵ６は以下の処理の
時間的なタイムラグをカバーするため、モータ９はデュ
ーティ駆動で低速にて駆動される。

【００２７】次にパルスが発生したら（ステップＳ１０
７）、ＣＰＵ６は積算カウントレジスタをインクリメン
トすると同時に（ステップＳ１０８）、Ａ／Ｄコンバー
タ５を動作させて該値を取り込み（ステップＳ１０
９）、Ａ／Ｄ変換値とパルス積算値をセットでＣＰＵ６
内の不図示のＲＡＭに記憶する（ステップＳ１１０）。

【００２８】この動作をパルスが消失するまで繰り返し
（ステップＳ１１１）、該パルスが一定時間消失したら
ＣＰＵ６はモータ９を停止させる（ステップＳ１１
２）。次に、ＣＰＵ６はＲＡＭの記憶値を再び読み出し
て、Ａ／Ｄ変換値に対応するパルス積算値をパルス積算
値の中央値として算出し、ＥＥＰＲＯＭ７の０番地から
２５５番地にＡ／Ｄ変換値０〜２５５に相当するパルス
積算値を書き込む（ステップＳ１１３，Ｓ１１４）。

【００２９】例えば、図５に示すように、Ａ／Ｄ変換値
“１２９”に相当するのは５１２〜５１９であるが、か
かる場合には、その中央値“５１６”を選択してＥＥＰ
ＲＯＭ７へ書き込む。こうして、本シーケンスを終了す
る（ステップＳ１１５）。

【００３０】上記ＣＰＵ６がレンズ位置を必要とする場
合、又は他システムから要求された場合は、通常オフし
ているスイッチングトランジスタＴｒ１をオンさせ、Ａ
／Ｄコンバータ５により、Ａ／Ｄ変換をした後、ＥＥＰ
ＲＯＭ７からＡ／Ｄ変換値に対応するパルス積算数を読
み出して自から使用し、又は他システムへそのまま数値
やレンズがフォーカスレンズの場合は距離情報等、他の
数値に更に変換して出力する。

【００３１】以上説明した第１の実施例によれば、Ａ／
Ｄ変換値全てに対応するパルス積算値がＥＥＰＲＯＭ７
にて参照できるため、正確且つ高速にレンズ位置を出力
することができる。また、調整時にレンズを低速で駆動
するため処理が間に合わないといった不具合がなくな
る。

【００３２】次に本発明の第２の実施例に係るレンズ位
置検出装置について説明する。前述の第１の実施例はＡ
／Ｄ変換値全ての値について対応するパルス積算数がＥ
ＥＰＲＯＭ７に記憶されていたが、第２の実施例は、所
定のＡ／Ｄ値に対してのみパルス積算値が記憶される点
に特徴がある。

【００３３】ここで図６は第２の実施例におけるパルス
積算数の算出方法を示す図である。尚、同図は、先に示
した図２のｑm1とｑm2のポイント間を拡大した図であ
る。ポテンショメータがＶO を出力した場合、この値に
対応したパルス積算値は記憶されていない。その代わ
り、これを挟むｑm1，ｑm2のポイントに対応する値は記
憶されている。一般に、ポテンショメータの抵抗体は近
い点でのリニアリティは高く、ほぼ直線とみても問題は
ないので、この場合は直線で補間する。よって、次式に
より算出することができる。

【００３４】

【数１】

【００３５】次に図７はＡ／Ｄコンバータが８ビットの
場合、９組のＡ／Ｄ値とパルス積算値のデータ組を記憶
した場合の数値例を示す図である。これを上記式に代入
すればよい。尚、初期調整については、Ａ／Ｄ値が上記
９ポイントの時のみＲＡＭに書き込んでゆけばよい。

【００３６】以上説明したように、第２の実施例によれ
ば、少ない記憶容量のＲＡＭやＥＥＰＲＯＭを用いるこ
とができ、各メモリの小型化・コストダウンが可能であ
る。また、レンズ位置の出力精度も第１の実施例に近く
することができる。

【００３７】上記第１及び第２実施例においては、絶対
位置エンコーダはポテンショメータ以外のＰＳＤなど他
のセンサでもよく、パルスエンコーダもフォトインタラ
プタ以外の例えば強磁性膜抵抗素子等の磁気センサなど
他のものでもよい。

【００３８】そして、レンズ位置を示す出力もパルス数
以外の被写体距離やその逆数、発光量可変ストロボの発
光光量など他の形式のものでもよい。さらに、レンズが
ズームレンズのバリエータであれば焦点距離等でもよ
い。

【００３９】また、パルスエンコーダの取り付け位置は
モータのシャフトでなく、中間のギヤや移動レンズ枠２
上等でもよい。そして、積算パルスカウントの際、ギヤ
のバックラッシュパルスを加減算し、より正確な値とす
ることも可能である。

【００４０】さらに、Ａ／Ｄ変換値に対応したパルス積
算数は中央値でなく、最大値又は最小値でもよく、Ａ／
Ｄ変換値の最大又は最小のとき（両端）のみ最大値、最
小値とすることもできる。

【００４１】以上詳述したように、本発明のレンズ位置
検出装置では、使用時のレンズ初期位置リセット動作や
常時通電無しに、瞬時にレンズの絶対位置を高精度に検
出でき、コストも抑えることができる。

【００４２】尚、以上詳述した如き本発明の実施態様に
よれば、以下の如き構成を得ることができる。即ち、 （１）レンズの絶対位置に対応し、該レンズの位置変化
に応じて連続的に変化する出力を発生させる第１エンコ
ーダと、上記レンズの移動量に応じてパルス信号を発生
させる第２エンコーダと、上記第１エンコーダが所定値
を示すレンズの位置に対応した、上記第２エンコーダに
よる上記レンズの可動範囲の一端からのパルス積算量を
記憶した記憶手段と、上記第１エンコーダの出力を検出
し、上記記憶手段の記憶値を参照して上記第２エンコー
ダによるパルス積算量もしくは該積算量に対応した値
を、上記レンズの位置を示す値として出力する出力手段
と、を具備している。 （２）上記（１）において、上記第１エンコーダはポテ
ンショメータである。 （３）上記（１）において、上記記憶手段の記憶値は、
上記第１エンコーダの所定値に対応する複数の積算量の
中間値である。 （４）上記（１）において、更にレンズを可動範囲の２
つの端面にて停止させるストッパ手段を有している。 （５）上記（１）において、以下の手順によって上記第
１エンコーダと第２エンコーダとの出力を夫々対応した
状態で上記記憶手段に記憶するものである。

【００４３】（ａ）上記レンズを可動範囲の一端から他
端に向けて移動させ、（ｂ）上記第１エンコーダの出力
を検出しつつ上記第２エンコーダの出力パルスを積算カ
ウントし、（ｃ）上記第１エンコーダの出力に対応した
上記第２エンコーダの積算パルスを順次記憶し、（ｄ）
上記レンズが他端に達した場合に該レンズの移動を停止
する。 （６）上記（５）において、記憶手段への記憶動作中は
使用時よりも移動速度を遅くする。 （７）上記（１）において、上記記憶手段に記憶された
数値の組は離散的な複数のポイント値であり、上記出力
手段は第１エンコーダの出力値を挟む第１エンコーダ値
に対応する上記第２エンコーダのパルス積算量を参照
し、第１エンコーダの値を補間演算したパルス積算量を
レンズの位置を示す値として出力する。 （８）レンズの絶対位置に対応した出力をアナログ信号
として出力するアナログエンコーダと、このアナログエ
ンコーダに併設され、上記レンズの移動量に応じたパル
ス信号を発生させるディジタルエンコーダと、上記アナ
ログエンコーダの出力を、上記ディジタルエンコーダの
出力により補正し、該アナログエンコーダの出力におけ
る直線性を向上させる補正手段と、上記補正手段により
補正された上記アナログエンコーダの出力を上記レンズ
の位置を示す値として出力する出力手段と、を具備して
おり、上記補正手段は、上記レンズの初期位置を告知す
る告知手段と、上記アナログエンコーダが所定値を示す
上記レンズの位置に対応する、上記ディジタルエンコー
ダにおける上記レンズの初期位置からのパルス積算量を
記憶した記憶手段と、を有し、上記記憶手段の記憶値を
参照して上記アナログエンコーダの出力をパルス積算量
に変換する。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、モータ駆動／マニュア
ル手動操作にかかわらず、不要な動作をせずに瞬時にレ
ンズ位置を高精度に検出することができる位置検出装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る位置検出装置の構
成を示す図である。

【図２】第１の実施例に係るポテンショメータの出力と
レンズ位置との関係を示す図である。

【図３】第１の実施例に係るＥＥＰＲＯＭ７内に記憶さ
れたテーブルの様子を示す図である。

【図４】図３に示すテーブル表の作成方法を示すフロー
チャートである。

【図５】Ａ／Ｄ変換値に対応するパルス積算値、及び両
値に対応するＥＥＰＲＯＭ書き込み値を示すテーブル表
である。

【図６】第２の実施例におけるパルス積算数の算出方法
を説明するための図である。

【図７】Ａ／Ｄコンバータが８ビットの場合、９組のＡ
／Ｄ値とパルス積算値のデータ組を記憶した場合の数値
例を示す図である。

【図８】従来技術に係る位置検出装置の構成を示す図で
ある。

【図９】従来技術に係る位置検出装置の構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…レンズ、２…レンズ枠、３…固定枠、４…ポテンシ
ョメータ、５…Ａ／Ｄコンバータ、６…ＣＰＵ、７…Ｅ
ＥＰＲＯＭ、８…モータドライバ、９…モータ、１０…
スリット板、１１…フォトインタラプタ、１２…処理回
路。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１１月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】このように、第１の実施例では、ポテンシ
ョメータ４はレンズ１の絶対位置に対応し、当該レンズ
１の位置変化に応じて連続的に変化する出力を発生させ
る。フォトインタラプタ１１は上記レンズ１の移動量に
応じてパルス信号を発生させる。ＣＰＵ６は上記ポテン
ショメータ４の出力を上記フォトインタラプタ１１の出
力により補正し、該ポテンショメータ４の出力における
直線性を向上させる。そして、ＣＰＵ６は上記補正され
た上記ポテンショメータ４の出力を上記レンズ１の位置
を示す値として他のシステムへ出力するのである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 3/10 13/34 Ｇ０３Ｂ 3/10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズの絶対位置に対応し、該レンズの
   位置変化に応じて連続的に変化する出力を発生させる第
   １エンコーダと、 上記レンズの移動量に応じてパルス信号を発生させる第
   ２エンコーダと、 上記第１エンコーダの出力を上記第２エンコーダの出力
   により補正し、該第１エンコーダの出力における直線性
   を向上させる補正手段と、 上記補正手段により補正された上記第１エンコーダの出
   力を上記レンズの位置を示す値として出力する出力手段
   と、を具備することを特徴とする位置検出装置。
2. 【請求項２】 レンズの絶対位置に対応した出力をアナ
   ログ信号として出力するアナログエンコーダと、 このアナログエンコーダに併設され、上記レンズの移動
   量に応じたパルス信号を発生させるディジタルエンコー
   ダと、 上記アナログエンコーダの出力を上記ディジタルエンコ
   ーダの出力により補正し、該アナログエンコーダの出力
   における直線性を向上させる補正手段と、 上記補正手段により補正された上記アナログエンコーダ
   の出力を上記レンズの位置を示す値として出力する出力
   手段と、を具備することを特徴とする位置検出装置。
3. 【請求項３】 レンズの絶対位置に対応したアナログ値
   を、該レンズの移動量に応じたディジタル値を用いて直
   線性を向上させ、該補正されたアナログ値をレンズの位
   置を示す値として出力することを特徴とする位置検出方
   法。