JPH0765882B2 - 位置検出器およびその検出器を用いたレンズ装置 - Google Patents
位置検出器およびその検出器を用いたレンズ装置Info
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- JPH0765882B2 JPH0765882B2 JP30080890A JP30080890A JPH0765882B2 JP H0765882 B2 JPH0765882 B2 JP H0765882B2 JP 30080890 A JP30080890 A JP 30080890A JP 30080890 A JP30080890 A JP 30080890A JP H0765882 B2 JPH0765882 B2 JP H0765882B2
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 2
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は抵抗体,移動体,摺動子,増幅および減衰器を
用いて、レンズ位置検出を行う位置検出器およびその位
置検出器を用いたレンズ装置に関する。
用いて、レンズ位置検出を行う位置検出器およびその位
置検出器を用いたレンズ装置に関する。
従来の技術 従来の位置検出手段の1つに基板上に設置され両端に電
圧が印加されている抵抗体と前記抵抗体上を平行に移動
する移動体と前記移動体に装着され、前記抵抗体上を摺
動し電圧を取り出す摺動子を具備した位置検出装置を用
いてレンズ位置の検出を行う方法がある。第5図で上記
の動作説明を行う。
圧が印加されている抵抗体と前記抵抗体上を平行に移動
する移動体と前記移動体に装着され、前記抵抗体上を摺
動し電圧を取り出す摺動子を具備した位置検出装置を用
いてレンズ位置の検出を行う方法がある。第5図で上記
の動作説明を行う。
第5図は従来例における位置検出器の構成図である。第
5図において、35は基板、36は基板上に設置された抵抗
体、37は36の抵抗体上を平行に移動する移動体、38は36
の抵抗体上を摺動し、電圧を取り出すための摺動子、39
は出力端子、40,41は電圧を印加するための端子、42は
電源である。
5図において、35は基板、36は基板上に設置された抵抗
体、37は36の抵抗体上を平行に移動する移動体、38は36
の抵抗体上を摺動し、電圧を取り出すための摺動子、39
は出力端子、40,41は電圧を印加するための端子、42は
電源である。
抵抗体36の両端にE[V]の電圧を印加し、摺動子が抵
抗体上のa点よりb点まで連続して摺動するとすれば、
a点の電位O[V]、b点の電位はE[V]で表現でき
る。したがって出力電圧が負でないE[V]より小さい
電圧e[V]を出力した場合の摺動子のa点からの距離
x(m)は抵抗体の抵抗値に誤差がないものとすれば、 で表すことができる。ただし、a点−b点間の距離をX
(m)とする。
抗体上のa点よりb点まで連続して摺動するとすれば、
a点の電位O[V]、b点の電位はE[V]で表現でき
る。したがって出力電圧が負でないE[V]より小さい
電圧e[V]を出力した場合の摺動子のa点からの距離
x(m)は抵抗体の抵抗値に誤差がないものとすれば、 で表すことができる。ただし、a点−b点間の距離をX
(m)とする。
発明が解決しようとする課題 しかしながら実際に抵抗体から取り出された位置情報は
アナログ電圧であり、この位置情報はA/D変換され、デ
ジタル値で処理されることが多い。したがって、位置検
出器としての分解能はA/D変換器の分解能で限定されて
しまう。つまり、位置出力がアナログ値であり、位置情
報をデジタル値に変換する場合従来の位置検出器では、
A/D変換器の分解能で限定される分解能以上は実現でき
ないという問題がある。
アナログ電圧であり、この位置情報はA/D変換され、デ
ジタル値で処理されることが多い。したがって、位置検
出器としての分解能はA/D変換器の分解能で限定されて
しまう。つまり、位置出力がアナログ値であり、位置情
報をデジタル値に変換する場合従来の位置検出器では、
A/D変換器の分解能で限定される分解能以上は実現でき
ないという問題がある。
本発明は上記した問題点を改善するものでより高い分解
能を実現できる位置検出器を提供するものである。
能を実現できる位置検出器を提供するものである。
課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の位置検出器は、
基板上に形成され、両端に電圧が印加された少なくとも
1つの抵抗体と、前記抵抗体に対し平行に移動する移動
体と、前記抵抗体に装着され前記抵抗体上を摺動する摺
動子と、前記摺動子に取り付けられた電圧を取り出す出
力端子と、前記出力端子から取り出された電圧をデジタ
ルデータに変換するアナログ−デジタル(A/D)変換器
と、前記出力端子から取り出され前記A/D変換器に入力
される電圧を増幅、減衰する利得調節回路とを具備し、
前記利得調節回路は前記抵抗体上の複数の区間において
それぞれ増幅率を変化させることを特徴とするものであ
る。
基板上に形成され、両端に電圧が印加された少なくとも
1つの抵抗体と、前記抵抗体に対し平行に移動する移動
体と、前記抵抗体に装着され前記抵抗体上を摺動する摺
動子と、前記摺動子に取り付けられた電圧を取り出す出
力端子と、前記出力端子から取り出された電圧をデジタ
ルデータに変換するアナログ−デジタル(A/D)変換器
と、前記出力端子から取り出され前記A/D変換器に入力
される電圧を増幅、減衰する利得調節回路とを具備し、
前記利得調節回路は前記抵抗体上の複数の区間において
それぞれ増幅率を変化させることを特徴とするものであ
る。
作用 本発明は、上記した構成により1つの抵抗体を用いた位
置検出器では、位置検出分解能は、出力電圧を検出する
A/D変換器の分解能で限定されていたのに対し、抵抗体
の位置検出範囲のある範囲で、摺動子より取り出された
出力電圧を増幅および減衰することでA/D変換器への入
力電圧を調節し、その利得調節範囲の位置検出分解能を
高めることが可能となる。
置検出器では、位置検出分解能は、出力電圧を検出する
A/D変換器の分解能で限定されていたのに対し、抵抗体
の位置検出範囲のある範囲で、摺動子より取り出された
出力電圧を増幅および減衰することでA/D変換器への入
力電圧を調節し、その利得調節範囲の位置検出分解能を
高めることが可能となる。
実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。第1図
において、1は抵抗体を装着するための基板、2は位置
検出範囲の位置情報を抽出するための抵抗体、3は前記
抵抗体上を平行に移動する移動体、4は前記抵抗体上に
取り付けられた前記抵抗体上の位置検出範囲を週する摺
動子、5は前記摺動子より取り出された電圧を出力する
出力端子、6,7は前記抵抗体の両端に電圧を印加するた
めに設けられた端子、8,9は端子6,7に電圧を印加するた
めの電源、10は出力端子5から取り出された電圧の利得
調節を行う回路、11,12はそれぞれ、出力端子5で取り
出された電圧、および電圧利得調節回路で増幅および減
衰された電圧をデジタルデータに変換するためのA/D変
換器である。なお、A/D変換器は入力切り替えが自在に
できる場合は1つで構わない。
において、1は抵抗体を装着するための基板、2は位置
検出範囲の位置情報を抽出するための抵抗体、3は前記
抵抗体上を平行に移動する移動体、4は前記抵抗体上に
取り付けられた前記抵抗体上の位置検出範囲を週する摺
動子、5は前記摺動子より取り出された電圧を出力する
出力端子、6,7は前記抵抗体の両端に電圧を印加するた
めに設けられた端子、8,9は端子6,7に電圧を印加するた
めの電源、10は出力端子5から取り出された電圧の利得
調節を行う回路、11,12はそれぞれ、出力端子5で取り
出された電圧、および電圧利得調節回路で増幅および減
衰された電圧をデジタルデータに変換するためのA/D変
換器である。なお、A/D変換器は入力切り替えが自在に
できる場合は1つで構わない。
第1図においてa点よりb点までが位置検出を行う範囲
であるとし、その距離をX(m)とし、a点における電
位をEa[V]、b点における電位をEb[V]になるよう
に電源8,9を調節する。このときEb[V]はEa[V]よ
り大きくし、Ea[V],Eb[V]はそれぞれA/D変換器の
下限入力基準電圧、上限入力基準電圧に等しくなるよう
にする。位置情報をデジタルに変換して考える場合、位
置検出器の分解能P1(m)は、A/D変換器のビット数を
nとすれば、 P1=X/2n(m) ……(2) となる。
であるとし、その距離をX(m)とし、a点における電
位をEa[V]、b点における電位をEb[V]になるよう
に電源8,9を調節する。このときEb[V]はEa[V]よ
り大きくし、Ea[V],Eb[V]はそれぞれA/D変換器の
下限入力基準電圧、上限入力基準電圧に等しくなるよう
にする。位置情報をデジタルに変換して考える場合、位
置検出器の分解能P1(m)は、A/D変換器のビット数を
nとすれば、 P1=X/2n(m) ……(2) となる。
a点からX(m)だけ離れた点(c点とする)から、L
(m),(L<X)ほどさらに離れた点(d点とする)
において、まずc点における出力電位Ec[V]は、 で表され、d点における出力電位Ed[V]は、 で表される。そこで、電圧利得調節回路により、Ec
[V]の電位がEa[V]になるように、さらにEd[V]
の電位がEb[V]になるように、さらに出力電圧c点よ
りd点まではリニアに変化するように電圧利得調節を行
う。今、移動体3がa点よりb点まで摺動した場合、a
点−c点間、d点−b点間は出力端子5から取り出され
る電圧をA/D変換器11でデジタルデータに変換し、c点
−d点間は電圧利得調節回路10の出力電圧をA/D変換器1
2でデジタルデータに変換すると考える。第2図に出力
端子5の出力電圧特性13、および電圧利得調節回路の出
力電圧特性14を示す。このとき、c点−d点間(距離L
(m))の位置検出分解能P2(m)は、 P2=L/2n(m) ……(5) となり、a点−c点間,d点−d点間の位置検出分解能に
比べL/X倍ほど位置検出分解能を向上させることができ
る。
(m),(L<X)ほどさらに離れた点(d点とする)
において、まずc点における出力電位Ec[V]は、 で表され、d点における出力電位Ed[V]は、 で表される。そこで、電圧利得調節回路により、Ec
[V]の電位がEa[V]になるように、さらにEd[V]
の電位がEb[V]になるように、さらに出力電圧c点よ
りd点まではリニアに変化するように電圧利得調節を行
う。今、移動体3がa点よりb点まで摺動した場合、a
点−c点間、d点−b点間は出力端子5から取り出され
る電圧をA/D変換器11でデジタルデータに変換し、c点
−d点間は電圧利得調節回路10の出力電圧をA/D変換器1
2でデジタルデータに変換すると考える。第2図に出力
端子5の出力電圧特性13、および電圧利得調節回路の出
力電圧特性14を示す。このとき、c点−d点間(距離L
(m))の位置検出分解能P2(m)は、 P2=L/2n(m) ……(5) となり、a点−c点間,d点−d点間の位置検出分解能に
比べL/X倍ほど位置検出分解能を向上させることができ
る。
第2の実施例として本発明の位置検出器を用いたレンズ
装置について説明する。
装置について説明する。
レンズ装置とはズーム機能を含んでおり、従来はズーム
レンズ最前方群の移動によるフォーカシング方式が主流
であったが、近年最前方群以外のレンズ群あるいはその
一部の移動によるフォーカシング方式や撮像素子の移動
によるフォーカシング方式すなわちリアフォーカス方式
がでてきている。ところがリアフォーカス方式ではズー
ミングによるズームレンズの焦点距離変化に伴う結像位
置のずれが生じ補正が必要となってくる。この補正を機
械的なカムで補正することは極めて複雑になるため、例
えば、ズーミングに用いるレンズ群の位置を検出するズ
ーム位置検出手段と、フォーカシング系の位置を検出す
るフォーカシング位置検出手段から得られる位置情報か
ら、フォーカシング系の移動の軌跡を算出し、その軌跡
に従い、フォーカシング系の位置のずれの補正を行って
いる(特願昭61−73542号)。
レンズ最前方群の移動によるフォーカシング方式が主流
であったが、近年最前方群以外のレンズ群あるいはその
一部の移動によるフォーカシング方式や撮像素子の移動
によるフォーカシング方式すなわちリアフォーカス方式
がでてきている。ところがリアフォーカス方式ではズー
ミングによるズームレンズの焦点距離変化に伴う結像位
置のずれが生じ補正が必要となってくる。この補正を機
械的なカムで補正することは極めて複雑になるため、例
えば、ズーミングに用いるレンズ群の位置を検出するズ
ーム位置検出手段と、フォーカシング系の位置を検出す
るフォーカシング位置検出手段から得られる位置情報か
ら、フォーカシング系の移動の軌跡を算出し、その軌跡
に従い、フォーカシング系の位置のずれの補正を行って
いる(特願昭61−73542号)。
第6図にズーム位置とフォーカシング系の位置移動量の
関係を表す。広角側より望遠側のほうがズーム位置の変
化に対するフォーカシングレンズ系の位置移動量の割合
が大きくなっている(例えば、特開昭57−4018号公報参
照)。
関係を表す。広角側より望遠側のほうがズーム位置の変
化に対するフォーカシングレンズ系の位置移動量の割合
が大きくなっている(例えば、特開昭57−4018号公報参
照)。
したがって広角側ではズーム位置の変化に対するフォー
カシング系の位置移動量の割合が小さいため、ズームの
位置検出には従来の位置検出器の分解能で十分である
が、望遠側ではフォーカシング系の変化量が大きいため
ズームの位置検出は高分解能が要求される。すなわち高
分解能の位置検出器が必要となる。
カシング系の位置移動量の割合が小さいため、ズームの
位置検出には従来の位置検出器の分解能で十分である
が、望遠側ではフォーカシング系の変化量が大きいため
ズームの位置検出は高分解能が要求される。すなわち高
分解能の位置検出器が必要となる。
第3図に本発明の位置検出器を用いたレンズ装置の構成
図、第4図は電圧出力特性図を示す。第3図において15
はズームレンズ、16はフォーカシング系レンズ、17は抵
抗体を装着するための基板、18は位置検出範囲の位置情
報を抽出するための抵抗体、19は前記抵抗体上を平行に
移動する移動体、20は前記抵抗体上に取り付けられた前
記抵抗体上の位置検出範囲を摺動する摺動子、21は前記
摺動子より取り出された電圧を出力する出力端子、22,2
3は前記抵抗体の両端に電圧を印加するために設けられ
た端子、24,25は端子22,23に電圧を印加するための電
源、26は出力端子から取り出される電圧の利得調節回
路、27,28,29は電圧利得調節回路26を構成する抵抗、お
よびオペアンプ、30は電圧利得調節回路26に電圧を印加
するための電源、31,32は出力端子21から取り出される
電圧および、電圧利得調節回路26の出力電圧をデジタル
変換するA/D変換器である。
図、第4図は電圧出力特性図を示す。第3図において15
はズームレンズ、16はフォーカシング系レンズ、17は抵
抗体を装着するための基板、18は位置検出範囲の位置情
報を抽出するための抵抗体、19は前記抵抗体上を平行に
移動する移動体、20は前記抵抗体上に取り付けられた前
記抵抗体上の位置検出範囲を摺動する摺動子、21は前記
摺動子より取り出された電圧を出力する出力端子、22,2
3は前記抵抗体の両端に電圧を印加するために設けられ
た端子、24,25は端子22,23に電圧を印加するための電
源、26は出力端子から取り出される電圧の利得調節回
路、27,28,29は電圧利得調節回路26を構成する抵抗、お
よびオペアンプ、30は電圧利得調節回路26に電圧を印加
するための電源、31,32は出力端子21から取り出される
電圧および、電圧利得調節回路26の出力電圧をデジタル
変換するA/D変換器である。
また、前記抵抗体上の位置検出範囲Xを(m)、前記抵
抗体上の位置検出範囲におけるズームの分解能の高い位
置検出が必要な望遠側の範囲をx(m)(x<X/2),
広角側の端点をa点,望遠側の端点をb点,望遠側の範
囲の始点をc点とし、24の電源電圧をアナログ−デジタ
ル変換器の下限基準電圧(=VB[V])に等しく、25,3
0の電源電圧をアナログ−デジタル変換器の上限入力基
準電圧(=VT[V])に等しく、さらに、電圧利得調節
回路26における抵抗27,28の抵抗値の比を(X−x):x
とする。第3図の構成により、広角側のズームレンズの
位置検出分解能PW(m)は、アナログ−デジタル変換器
37のビット数をnとすれば、距離X(m)を2n分割する
ため、 PW=X/2n(m) ……(6) で表される。また、c点における電圧利得調節回路26の
出力電圧Vc[V]は、 Vc=VB[V] ……(7) b点における電圧利得調節回路26の出力電圧Vb[V]
は、 Vb=VT[V] ……(8) また、抵抗体18の抵抗値の直線性が十分に確保されてい
るとした場合、c点−b点間の電圧利得調節回路26の出
力電圧はリニアとなる。従ってc点−b点間のズームレ
ンズの位置検出分解能PT(m)は距離X(m)を、2n分
割するため、 PT=X/2n(m) ……(9) となる、他の部分に比較してズームレンズ位置検出分解
能をx/X倍高めることができる。第4図に出力端子21で
取り出される出力電圧特性33、電圧利得調節回路の出力
電圧特性34を示す。
抗体上の位置検出範囲におけるズームの分解能の高い位
置検出が必要な望遠側の範囲をx(m)(x<X/2),
広角側の端点をa点,望遠側の端点をb点,望遠側の範
囲の始点をc点とし、24の電源電圧をアナログ−デジタ
ル変換器の下限基準電圧(=VB[V])に等しく、25,3
0の電源電圧をアナログ−デジタル変換器の上限入力基
準電圧(=VT[V])に等しく、さらに、電圧利得調節
回路26における抵抗27,28の抵抗値の比を(X−x):x
とする。第3図の構成により、広角側のズームレンズの
位置検出分解能PW(m)は、アナログ−デジタル変換器
37のビット数をnとすれば、距離X(m)を2n分割する
ため、 PW=X/2n(m) ……(6) で表される。また、c点における電圧利得調節回路26の
出力電圧Vc[V]は、 Vc=VB[V] ……(7) b点における電圧利得調節回路26の出力電圧Vb[V]
は、 Vb=VT[V] ……(8) また、抵抗体18の抵抗値の直線性が十分に確保されてい
るとした場合、c点−b点間の電圧利得調節回路26の出
力電圧はリニアとなる。従ってc点−b点間のズームレ
ンズの位置検出分解能PT(m)は距離X(m)を、2n分
割するため、 PT=X/2n(m) ……(9) となる、他の部分に比較してズームレンズ位置検出分解
能をx/X倍高めることができる。第4図に出力端子21で
取り出される出力電圧特性33、電圧利得調節回路の出力
電圧特性34を示す。
発明の効果 以上のように本発明によれば、基板上に形成された両端
に電圧が印加された少なくとも1つの抵抗体と、前記抵
抗体に対し平行に移動する移動体と、前記移動体に装着
され前記抵抗体上を摺動し電圧を取り出す摺動子と、前
記摺動子に取り付けられた出力端子と、前記出力端子よ
り取り出した電圧をデジタルデータに変換するA/D変換
器とを具備し、高分解能が必要とされる範囲におけるA/
D変換器に入力する電圧のレンジがA/D変換器の持つダイ
ナミックレンジに等しくなるように前記出力端子から取
り出される出力電圧を調節することにより、ビット数の
多い高価なA/D変換器を使用することなく、部分的に位
置検出の高分解能化を実現することができる。
に電圧が印加された少なくとも1つの抵抗体と、前記抵
抗体に対し平行に移動する移動体と、前記移動体に装着
され前記抵抗体上を摺動し電圧を取り出す摺動子と、前
記摺動子に取り付けられた出力端子と、前記出力端子よ
り取り出した電圧をデジタルデータに変換するA/D変換
器とを具備し、高分解能が必要とされる範囲におけるA/
D変換器に入力する電圧のレンジがA/D変換器の持つダイ
ナミックレンジに等しくなるように前記出力端子から取
り出される出力電圧を調節することにより、ビット数の
多い高価なA/D変換器を使用することなく、部分的に位
置検出の高分解能化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例における位置検出装置の構成
図、第2図は第1図における位置検出器の出力特性図、
第3図は本発明における位置検出器を用いたレンズ装置
の構成図、第4図は第3図における位置検出器の出力特
性図、第5図は従来例における位置検出装置の構成図、
および出力特性図、第6図はレンズ装置におけるズーム
位置とフォーカシング系のレンズの位置移動量の関係を
表す特性図である。 1,17,35……基板、2,18,36……抵抗体、3,19,37……移
動体、4,20,38……摺動子、5,21,39……出力端子、6,7,
22,23,40,41……電圧印加端子、8,9,24,25,30,42……電
源、10,26……電圧利得調節回路、11,12,31,32……A/D
変換器、15……ズームレンズ、16……フォーカシング系
レンズ、27,28……抵抗、29……オペアンプ。
図、第2図は第1図における位置検出器の出力特性図、
第3図は本発明における位置検出器を用いたレンズ装置
の構成図、第4図は第3図における位置検出器の出力特
性図、第5図は従来例における位置検出装置の構成図、
および出力特性図、第6図はレンズ装置におけるズーム
位置とフォーカシング系のレンズの位置移動量の関係を
表す特性図である。 1,17,35……基板、2,18,36……抵抗体、3,19,37……移
動体、4,20,38……摺動子、5,21,39……出力端子、6,7,
22,23,40,41……電圧印加端子、8,9,24,25,30,42……電
源、10,26……電圧利得調節回路、11,12,31,32……A/D
変換器、15……ズームレンズ、16……フォーカシング系
レンズ、27,28……抵抗、29……オペアンプ。
フロントページの続き (72)発明者 石黒 敬三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−254301(JP,A)
Claims (3)
- 【請求項1】基板上に形成され、両端に電圧が印加され
た少なくとも1つの抵抗体と、前記抵抗体に対し平行に
移動する移動体と、前記抵抗体に装着され前記抵抗体上
を摺動する摺動子と、前記摺動子に取り付けられた電圧
を取り出す出力端子と、前記出力端子から取り出された
電圧をデジタルデータに変換するアナログ−デジタル
(A/D)変換器と、前記出力端子から取り出され前記A/D
変換器に入力される電圧を増幅、減衰する利得調節回路
とを具備し、前記利得調節回路は前記抵抗体上の複数の
区間においてそれぞれ増幅率を変化させることを特徴と
する位置検出器。 - 【請求項2】請求項1記載の位置検出器を用いることを
特徴とするレンズ装置。 - 【請求項3】少なくとも1つの抵抗体において、ズーム
位置の望遠側において請求項1記載の利得調節回路を具
備する請求項2記載のレンズ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30080890A JPH0765882B2 (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 位置検出器およびその検出器を用いたレンズ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30080890A JPH0765882B2 (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 位置検出器およびその検出器を用いたレンズ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04172201A JPH04172201A (ja) | 1992-06-19 |
| JPH0765882B2 true JPH0765882B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=17889353
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| JP (1) | JPH0765882B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4452868B2 (ja) * | 1998-11-12 | 2010-04-21 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 磁気式モーションキャプチャ装置における計測方式 |
-
1990
- 1990-11-05 JP JP30080890A patent/JPH0765882B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04172201A (ja) | 1992-06-19 |
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