JPH11271041A - 位置検出装置 - Google Patents
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Abstract
対位置検出手段と、ポテンショメータ等の絶対位置検出
手段とを併用し、電源投入時の初期設定作業が不要で、
検出量と出力信号との関係の直線性がよく、高信頼性、
低コスト化を実現できる位置検出装置を提供する。 【解決手段】製造時にポテンショメータ18の端点にお
ける出力電圧データをROM24に記憶しておき、電源
投入時からポテンショメータ18が最初に端点に到達す
るまでの間は、ポテンショメータ18による絶対位置デ
ータを参照して操作ノブ12の操作量を検出し、ポテン
ショメータ18が端点に到達時にインクリメント型ロー
タリーエンコーダ14のカウンタ16をリセットして、
以後ロータリーエンコーダ14による相対位置データを
参照することで操作ノブ12の操作量を検出する。
Description
り、特に、テレビレンズのフォーカスやズーム等を電動
で操作する操作装置において操作部材の操作量を検出す
る検出器やレンズ位置の検出器等に用いて好適な位置検
出装置に関する。
フォーカスを操作する操作装置は、操作リングや操作ノ
ブの操作量を検出するためにポテンショメータやロータ
リーエンコーダを使用している。例えば、放送用のフォ
ーカス操作装置は、操作量が1〜3回転の回転型操作ノ
ブが広く用いられている。かかる操作装置では、操作ノ
ブの回転端(エンド)があるため、操作量を検出する検
出器の形態としてはポテンショメータメータやアブソリ
ュート型のロータリーエンコーダのような絶対位置検出
器が望ましい。
リュート型のロータリーエンコーダは、価格、大きさ、
分解能、及び消費電力の点で必ずしも有利な手段ではな
く、現在のところ気軽に採用することができるものでは
ない。一方、インクリメント型のロータリーエンコーダ
は、ポテンショメータに比較して、動作の信頼性が高
く、また、操作量と出力信号との関係の直線性がよいと
いう利点を有しているが、インクリメント型のロータリ
ーエンコーダを使用した場合は、電源投入後にカメラマ
ンが一旦、基準位置(例えば回転端)に移動させて初期
設定をするという煩わしい作業が必要となり、利便性の
観点から好ましくない。また、仮に、電源切断前に現在
位置をメモリ等に記憶しておいたとしても、電源切断時
に操作部が操作され移動してしまった場合には、メモリ
に記憶した位置と実際の位置の整合がとれなくなり、役
に立たないという問題がある。
もので、インクリメント型ロータリーエンコーダなどの
相対位置検出手段と、ポテンショメータ等の絶対位置検
出手段とを組み合わせて、電源投入時の初期設定作業が
不要で、検出量(操作量)と出力信号との関係の直線性
がよく、高信頼性、低コストを実現できる位置検出装置
を提供することを目的とする。
に請求項1記載の発明に係る位置検出装置は、所定の可
動範囲内で移動自在な可動部の変位量を検出する相対位
置検出手段に、前記可動範囲内における前記可動部の絶
対位置を検出する絶対位置検出手段を組み合わせ、双方
の検出手段からの検出情報を適宜参照して前記可動部の
位置を検出するように構成されたことを特徴としてい
る。
現在位置を絶対位置検出手段で検出することができるの
で、絶対位置検出手段の検出情報に基づいて、相対位置
検出手段で必要な基準位置を把握することが可能とな
る。これにより、相対位置検出手段のみの場合では不可
欠な基準位置設定の為の初期作業が不要となる。また、
動作の信頼性が高く、検出量と出力信号との関係の直線
性がよい相対位置検出手段と、比較的安価な絶対位置検
出手段とを組み合わせることにより、高信頼性、低コス
ト化を実現できる。
は、所定の可動範囲内で移動自在な可動部の変位量を検
出する相対位置検出手段と、前記可動範囲内における前
記可動部の絶対位置を検出する絶対位置検出手段と、を
備え、電源の投入後、前記絶対位置検出手段によって前
記可動範囲の端点が検出されるまでの間は、前記絶対位
置検出手段の検出情報を参照して前記可動部の位置を検
出し、前記絶対位置検出手段によって前記可動範囲の端
点を検出した後は、該端点を基準とする前記相対位置検
出手段の検出情報を参照して前記可動部の位置を検出す
るように構成されていることを特徴としている。
段とを併用し、電源投入時に絶対位置検出手段による現
在位置(絶対位置)を参照し、相対位置検出手段の検出
基準点に相当する可動範囲の端点に到達するまでの間
は、絶対位置検出手段の検出情報(絶対位置データ)を
使用して可動部の位置検出を行う。そして、可動範囲の
端点を検出したときに、相対位置検出手段をリセット
し、以後、相対位置検出手段による相対位置データを用
いて高精度の位置検出を行う。
は、所定の可動範囲内で移動自在な可動部の変位量を検
出する相対位置検出手段と、前記可動範囲内における前
記可動部の絶対位置を検出する絶対位置検出手段と、前
記可動範囲内における前記可動部の各位置に対する前記
絶対位置検出手段の出力データを予め記憶しておくとと
もに、前記可動範囲の端点を基準位置とするときの前記
相対位置検出手段の出力データを、前記絶対位置検出手
段の各出力データに対応づけて予め記憶しておく記憶手
段と、を備え、電源投入時に前記絶対位置検出手段の検
出情報を参照して前記可動部の現在位置を示すデータを
取得し、該データに対応する前記相対位置検出手段の出
力データを前記記憶手段から読み出して前記相対位置検
出手段の現在位置を特定し、以後、前記相対位置検出手
段の検出情報を参照して前記可動部の位置を検出するよ
うに構成されていることを特徴としている。
投入時に可動部の現在位置を絶対位置検出手段で把握
し、記憶手段に格納してある絶対位置検出手段と相対位
置検出手段と対応関係を示すデータを基に、この現在位
置に合わせて相対位置検出手段の現在位置が設定され
る。これにより、電源投入後直ちに相対位置検出手段に
よる高精度の位置検出が可能となる。
した場合、その劣化によるノイズが問題となることも予
想され、電源投入時に絶対位置検出手段から出力される
検出情報がばらつき、前記記憶手段に記録したデータ
と、実際の検出データとの対応関係が把握できない場合
も考えられる。そこで、請求項4に記載の如く、電源投
入時に前記絶対位置検出手段から複数個の検出情報を読
み込むと共に、前記相対位置検出手段からの検出情報を
も参照し、該相対位置検出手段の検出情報に基づいて前
記可動部の移動の有無を判別して前記絶対位置検出手段
の検出情報の信頼性を判断することが好ましい。
ズによるものか、可動部の移動によるものかを判断し、
ノイズによるものと判別した場合には、検出情報の加算
平均化や、安定データの抽出などの措置を講じることに
より、一層精度の高い位置検出が可能となる。また、本
発明の位置検出装置の具体的態様として、請求項5に記
載の如く、前記相対的位置検出手段にはインクリメント
型ロータリーエンコーダと、該ロータリーエンコーダか
ら出力されるエンコードパルスをカウントするカウンタ
とを用い、前記絶対位置検出手段にはポテンショメータ
を用いることができる。
る位置検出装置の好ましい実施の形態について詳説す
る。図1には、本発明に係る位置検出装置をテレビカメ
ラのレンズ操作装置に適用した例が示されている。この
レンズ操作装置10は、主として、操作ノブ12、該操
作ノブ12の操作量を検出するインクリメント型のロー
タリーエンコーダ14、カウンタ16、ポテンショメー
タ18、A/D変換器20、中央処理装置(CPU)2
2及び各種データを格納したROM24等から成る。
作する操作部材であり、操作ノブ12の操作量に応じた
レンズ制御信号がCPU22から図示せぬテレビレンズ
に送出される。操作ノブ12の回動量はロータリーエン
コーダ14及びポテンショメータ18によって検出され
る。ロータリーエンコーダ14は、操作ノブ12の回動
量に応じたエンコードパルスを出力する。ロータリーエ
ンコーダ14が出力するエンコードパルスはカウンタ1
6で計数され、カウンタ16のカウント値(計数結果)
をCPU22が読み込むようになっている。一方、ポテ
ンショメータ18からは、操作ノブ12の操作量に応じ
た電圧信号が出力される。このポテンショメータ18の
出力信号はA/D変換器20に加えられ、ここでデジタ
ル信号に変換された後、CPU22に取り込まれる。
テンショメータ18の特性を示すグラフであり、横軸が
回転角、縦軸がロータリーエンコーダ14の出力パルス
数、及びポテンショメータ18の出力電圧を示す。そし
て、図中で示す直線がロータリーエンコーダ14の特
性を示すグラフであり、の曲線がポテンショメータ1
8の特性を示すグラフである。
4(直線)は回転角に対して出力パルス数が直線的に
変化する特性を有し、操作量に対する出力信号の関係の
直線性(リニアリティ)がよい。これに対し、ポテンシ
ョメータ18(曲線)は回転角と出力電圧の関係が直
線的ではなく、操作量と出力信号との間に比例関係が無
いのが一般的である。
ショメータ18とを併用して、操作ノブ12の操作量
(即ち、回動位置)を次のようにして検出する。先ず、
レンズ操作装置10の製造時に、ポテンショメータ18
の端点(図2中A点及びB点)における出力電圧を調
べ、これら両端(A点、B点)の電圧データをROM2
4に記憶しておく。
ョメータ18の検出情報を、A/D変換器20を介して
CPU22で読み込み、ポテンショメータ18の現在位
置を確認する。ポテンショメータメータ18がA点又は
B点の何れかの端点に一致していない場合には、ポテン
ショメータメータ18がA点又はB点の何れかに到達す
るまでの間、ポテンショメータ18の出力電圧をA/D
変換したデータを使用して参照して操作ノブ12の操作
量を検出する。その後、操作中にポテンショメータ18
がA点又はB点の何れかの端点に到達したら、ロータリ
ーエンコーダ14のカウンタ16をリセットし、以後、
ロータリーエンコーダ14の出力パルスをカウントした
データを使用して操作ノブ12の操作量を検出するよう
に構成される。
ョメータメータ18がA点又はB点の何れかの端点に一
致していれば、直ちにロータリーエンコーダ14のカウ
ンタ16をリセットし、以後、ロータリーエンコーダ1
4の出力パルスをカウントしたデータを参照して操作ノ
ブ12の操作量を検出する。次に、上記の如く構成され
た位置検出器を用いたレンズ操作装置の作用について説
明する。
理の流れを示すフローチャートである。尚、図3中ポテ
ンショメータを「POT」と略記する。電源投入時、先
ず、CPU22はポテンショメータ18の検出データを
A/D変換器20を介して読み込む(ステップS11
0)。次いで、この読み込んだデータとROM24に記
憶してある両端(A点、B点)の電圧データとを比較し
て、ポテンショメータ18がA点又はB点の何れかの端
点に来ているか否かを判別する(ステップS112)。
点)に到達していない場合には、ポテンショメータ18
の検出データをレンズの制御信号として使用することに
する(ステップS114)。他方、電源投入時のポテン
ショメータ出力判断(ステップS112)において、最
初からポテンショメータ18が端点に到達していること
が確認された場合には、ロータリーエンコーダ14のカ
ウンタ16をリセットして(ステップS116)、ロー
タリーエンコータ14の検出データをレンズの制御信号
として使用することにする。
データに基づいてレンズを制御しているか否かの確認が
行われる(ステップS118)。起動時のポテンショメ
ータ出力判断(ステップS112)でポテンショメータ
18が端点(A点又はB点)に到達していないという状
況下では、この確認判別(ステップS118)は「N
O」と判定され、ステップS120に進む。そして、ス
テップS120で再び、ポテンショメータ18がA点、
B点何れか一方の端に到達したか否かの判別が行われる
が、この場合は、かかる判定も「NO」となる。こうし
て、ポテンショメータ18の検出データに応じたレンズ
制御が実行される(ステップS128)。
されると(ステップS128)、処理はステップS11
8に戻り、ロータリーエンコーダ14の検出データに基
づいてレンズを制御しているか否かの確認が行われる
(ステップS118)。ポテンショメータ18の検出デ
ータを使用してレンズ制御を行っている期間中、このス
テップS118の判断は「NO」となり、続いて、レン
ズ操作によってポテンショメータ18が端に到達したか
否かが確認される(ステップS120)。ポテンショメ
ータ18が端に到達していなければ、処理はステップS
128に進んで、上述の処理(ステップS118〜12
8)を繰り返すことになる。
操作の結果ポテンショメータ18が端に到達すると、ロ
ータリーエンコーダ14のカウンタ16をリセットし
(ステップS124)、ロータリーエンコーダ14の検
出データに基づくレンズ制御に切り替える(ステップS
126)。そして、ロータリーエンコーダ14の検出デ
ータを制御信号として使用して、レンズの制御を行う
(ステップS128)。
て、ロータリーエンコーダ14による制御中であること
が「YES」と判定されるので、処理はステップS12
8に進み、ロータリーエンコーダ14の検出データに応
じたレンズ制御が続けられることになる。なお、電源投
入時のポテンショメータ出力判断(ステップS112)
において、最初からポテンショメータ18が端点に来て
いることが検出され、ステップS116でロータリーエ
ンコーダ14による制御に設定された場合には、続く、
ステップS118の判別でロータリーエンコーダ14に
よる制御中という判定が下され、処理はステップS12
8に進む。従って、かかるケースでは、電源投入直後か
ら、ロータリーエンコーダ14の検出データに従ってレ
ンズ制御が行われる。
メータ18が最初に端点(A点又はB点)に達するまで
の間は、ポテンショメータ18による絶対位置データを
使用して操作ノブ12の操作量を検出し、その後、ポテ
ンショメータ18が端点に到達時にインクリメント型ロ
ータリーエンコーダ14のカウンタ16をリセットし
て、以後ロータリーエンコーダ14による相対位置デー
タを使用して操作ノブ12の操作量を検出している。
18の設定は、操作ノブ12の回転範囲内でA/D変換
器20の入力電圧範囲内であればよく、従来のポテンシ
ョメータのみの場合と比較して、設定を正確に行う必要
が無いので製造が容易である。また、ここで用いるポテ
ンショメータ18は、分解能もそれほど必要としないの
で、安価なもので良く、低コスト化を図ることができ
る。
て説明する。図1で説明したように、ロータリーエンコ
ーダ14とポテンショメータ18とを併用した位置検出
装置において、ポテンショメータ18の直線性に関する
問題を解決すべく、以下に述べる方法を用いてもよい。
即ち、図4に示したように、操作ノブ12の回動範囲
(A点〜B点)の全域に亘って、ある回転角θi の時の
ポテンショメータ18の出力電圧データPi と、これに
対応するロータリーエンコーダ14の出力パルス数Ri
と、を必要とする分解能(例えば、フォーカス操作の場
合13bit相当)で予めROM24に記憶しておく。
18から現在位置を示す検出データを読み込み、その検
出データに対応するロータリーエンコーダ14の出力デ
ータをROM24から読み出す。こうしてROM24か
ら読み出した出力パルス数をカウンタ16の起算値とし
て設定し、このパルス数からエンコードパルスのカウン
トを開始する。そして、以後、ロータリーエンコーダ1
4の出力パルスをカウントしたデータを使用してレンズ
操作を行う。
テンショメータ18の劣化によるノイズが問題となり、
ポテンショメータ18が検出する現在位置と、ROM2
4から読み出すロータリーエンコーダ14のパルス数と
の対応にズレが生ずる場合がある。特に、安価なポテン
ショメータを用いる場合には、かかる劣化によるノイズ
への対策が必要となる。
にバラツキがある場合には、ポテンショメータ18のデ
ータを読み込むと同時に、ロータリーエンコーダ14の
検出データをも参照し、ポテンショメータ18の動作が
正しいものであるか否かの判断を行って、正しいと思わ
れる情報のみを参照するとよい。図5には、上記の如く
構成された本発明の第2の実施の形態に係るレンズ操作
装置における処理の流れが示されている。電源投入後、
先ず、ポテンショメータ18からのデータを複数回読み
込み、複数個のポテンショメータデータ(POTデー
タ)をサンプリングする(ステップS150)。そし
て、これら複数個のサンプリングデータを加算平均処理
するなどして、各データにばらつきがあるか否かを判別
する(ステップS152)。サンプリングデータにばら
つきがなければ、ポテンショメータ18のデータに対応
するロータリーエンコーダ14の出力パルス数をROM
24から読み出し(ステップS154)、この読み出し
たデータをロータリーエンコーダ14の現在位置として
設定する(ステップS154)。
からロータリーエンコーダ14の出力パルスのカウント
を開始し、ロータリーエンコーダ14による検出データ
を参照してレンズ制御を行う(ステップS170)。他
方、ステップS152において、サンプリングデータに
ばらつきがあると判定した場合には、次いで、ロータリ
ーエンコーダ14の検出データの読み込みを行う(ステ
ップS158)。そして、このときロータリーエンコー
ダ14から取得した検出データに基づいて、操作ノブ1
2が操作されているか否かを判別する(ステップS16
0)。
前記サンプリングデータがばらついたと判断した場合に
は、ポテンショメータ18の検出データを使用して、そ
の操作に応じたレンズ制御を実行し(ステップS16
2)、処理はステップS150に戻る。一方、ステップ
S160において、操作ノブ12が操作されていないと
判定した場合には、操作ノブ12が操作されていないに
もかかわらず、前記サンプリングデータにバラツキがあ
るということになり、ポテンショメータ18の出力信号
に無視できないノイズが含まれていることになる。
ンプリングしたポテンショメータ18のデータのうちか
ら、平均値に近いデータを抽出する等の方法によって、
より安定したデータを抽出する(ステップS164)。
そして、抽出したポテンショメータ18のデータに対す
るロータリーエンコーダ14の出力データをROM24
から読み出し(ステップS166)、この読み込んだデ
ータをロータリーエンコーダ14の現在位置に設定す
る。
ーダ14のカウンタ16のカウントを開始して、ロータ
リーエンコーダ14による検出データを使用してレンズ
制御を行う(ステップS170)。上記実施の形態で
は、本発明に係る位置検出装置をレンズ操作装置に適用
し、操作ノブ12の回動位置を検出する場合を例に説明
したが、本発明に係る位置検出装置は、レンズ操作装置
に適用する以外にも、例えば、光軸に沿って前後に移動
するレンズの現在位置を検出する手段にも適用すること
ができる。
ロータリーエンコーダのみを使用していた位置検出部
に、本発明に係る位置検出装置を広く応用することが可
能である。
出装置によれば、相対位置検出手段と絶対位置検出手段
とを併用し、必要に応じて双方の情報を参照して可動部
の位置を検出するようにしたので、従来の相対位置検出
手段のみの場合では不可欠な基準位置設定の為の初期作
業が不要となる。また、動作の信頼性が高く、検出量と
出力信号との関係の直線性がよい相対位置検出手段と、
比較的安価な絶対位置検出手段とを組み合わせること
で、高信頼性、低コスト化を実現できる。
されたレンズ操作装置の構成を示すブロック図
エンコーダとポテンショメータの特性を示すグラフ
すフローチャート
いたロータリーエンコーダとポテンショメータの特性を
示すグラフ
置の処理の流れを示すフローチャート
当) 16…カウンタ 18…ポテンショメータ(絶対位置検出手段に相当) 20…A/D変換器 22…中央処理装置(CPU) 24…ROM(記憶手段に相当)
Claims (5)
- 【請求項1】 所定の可動範囲内で移動自在な可動部の
変位量を検出する相対位置検出手段に、前記可動範囲内
における前記可動部の絶対位置を検出する絶対位置検出
手段を組み合わせ、双方の検出手段からの検出情報を適
宜参照して前記可動部の位置を検出するように構成され
たことを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項2】 所定の可動範囲内で移動自在な可動部の
変位量を検出する相対位置検出手段と、 前記可動範囲内における前記可動部の絶対位置を検出す
る絶対位置検出手段と、を備え、 電源の投入後、前記絶対位置検出手段によって前記可動
範囲の端点が検出されるまでの間は前記絶対位置検出手
段の検出情報を参照して前記可動部の位置を検出し、前
記絶対位置検出手段によって前記可動範囲の端点を検出
した後は、該端点を基準とする前記相対位置検出手段の
検出情報を参照して前記可動部の位置を検出するように
構成されていることを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項3】 所定の可動範囲内で移動自在な可動部の
変位量を検出する相対位置検出手段と、 前記可動範囲内における前記可動部の絶対位置を検出す
る絶対位置検出手段と、 前記可動範囲内における前記可動部の各位置に対する前
記絶対位置検出手段の出力データを予め記憶しておくと
ともに、前記可動範囲の端点を基準位置とするときの前
記相対位置検出手段の出力データを、前記絶対位置検出
手段の各出力データに対応づけて予め記憶しておく記憶
手段と、を備え、 電源投入時に前記絶対位置検出手段の検出情報を参照し
て前記可動部の現在位置を示すデータを取得し、該デー
タに対応する前記相対位置検出手段の出力データを前記
記憶手段から読み出して前記相対位置検出手段の現在位
置を特定し、以後、前記相対位置検出手段の検出情報を
参照して前記可動部の位置を検出するように構成されて
いることを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項4】 電源投入時に前記絶対位置検出手段から
複数個の検出情報を読み込むと共に、前記相対位置検出
手段からの検出情報をも参照し、該相対位置検出手段の
検出情報に基づいて前記可動部の移動の有無を判別して
前記絶対位置検出手段の検出情報の信頼性を判断するこ
とを特徴とする請求項3記載の位置検出装置。 - 【請求項5】 前記相対的位置検出手段はインクリメン
ト型ロータリーエンコーダと、該ロータリーエンコーダ
から出力されるエンコードパルスをカウントするカウン
タとから成り、前記絶対位置検出手段はポテンショメー
タから成ることを特徴とする請求項1乃至3何れかに記
載の位置検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07401798A JP3941083B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 位置検出装置 |
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| DE19913144A DE19913144C2 (de) | 1998-03-23 | 1999-03-23 | Positionsbestimmungsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07401798A JP3941083B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 位置検出装置 |
Publications (2)
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