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

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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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匡幸 米山
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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)。
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。
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。
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
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。
【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。
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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
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