DE19913144A1 - Positionsbestimmungsvorrichtung - Google Patents
PositionsbestimmungsvorrichtungInfo
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Abstract
Die Positionsbestimmungsvorrichtung für einen Steuerknopf umfaßt eine relative Positionsbestimmungsvorrichtung (beispielsweise einen Inkrementdrehkodierer und einen Zähler) und eine absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (beispielsweise ein Potentiometer). Die Standardausgabedaten des Potentiometers, die den Drehgrenzen des Steuerknopfes entsprechen, werden bei der Herstellung in einem ROM aufgezeichnet. Wenn die Vorrichtung aktiviert wird, so wird, bis das Potentiometer eine der Grenzen erreicht, die Betätigungsgröße des Steuerknopfes in Übereinstimmung mit absoluten Positionsdaten, die vom Potentiometer ausgegeben werden, bestimmt. Wenn das Potentiometer 18 eine der Drehgrenzen des Steuerknopfes erreicht, so werden die Standarddaten, die der einen erreichten Grenze entsprechen, aus dem ROM gelesen und als Anfangswert für die Bestimmung durch den Drehkodierer festgesetzt. Danach wird die Betätigungsgröße des Steuerknopfes gemäß den relativen Positionsdaten, die vom Drehkodierer ausgegeben werden, bestimmt.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Po
sitionsbestimmungsvorrichtung und insbesondere auf eine Posi
tionsbestimmungsvorrichtung, die als Positionsbestimmungsvor
richtung für das Bestimmen der betätigten Größe eines Steuer
teiles in einer Steuereinheit geeignet ist, die die Schärfe,
den Zoom etc. einer Fernsehkameralinse elektrisch steuert,
und sie bezieht sich auf eine Positionsbestimmungsvorrichtung
für das Bestimmen der Position einer Linse in einem Objektiv
einer Fernsehkamera.
Im allgemeinen verwendet eine Steuereinheit, die die Schärfe
und die Brennweite einer Fernsehkameralinse steuert, ein Po
tentiometer und einen Drehkodierer, um die Betätigungsgröße
eine Steuerteils, wie eines Steuerrings und eines Steuerknop
fes, zu bestimmen. Beispielsweise wird ein Steuerknopf, der
sich ein bis drei mal dreht, häufig bei einer Schärfesteuer
einheit für die Fernsehkameralinse verwendet. In einer sol
chen Steuereinheit hat der Steuerknopf Drehbegrenzungen, und
es wird deshalb vorzugsweise eine absolute Positionsbestim
mungsvorrichtung, wie ein Potentiometer und ein absoluter
Drehkodierer für eine Bestimmungsvorrichtung verwendet, die
die Betätigungsgröße des Steuerknopfs bestimmt.
Der absolute Drehkodierer ist jedoch im Hinblick auf den
Preis, die Größe, die Auflösung und den Verbrauch elektri
scher Leistung nicht vorteilhaft und stellt zur Zeit keine
wünschenswerte Vorrichtung dar.
Andererseits arbeitet der Drehkodierer zuverlässiger als das
Potentiometer und er weist eine höhere Linearität zwischen
den Ausgangssignalen und der Betätigungsgröße auf. Wenn der
Inkrementdrehkodierer verwendet wird, muß der Kameramann den
Steuerteil jedoch zu einer Referenzposition bewegen
(beispielsweise zu einer der Drehgrenzen), um die Steuerein
heit nach ihrem Einschalten zu initialisieren. Das stellt
keine sehr komfortable Möglichkeit dar. Darüberhinaus ent
spricht sogar in dem Fall, bei dem die aktuelle Position des
Steuerteils in einem Speicher etc. aufgezeichnet wird, bevor
die Steuereinheit ausgeschaltet wird, die im Speicher aufge
zeichnete Position nicht der tatsächlichen Position, wenn das
Steuerteil betätigt und bewegt wird, während die Steuerein
heit ausgeschaltet ist.
Die vorliegende Erfindung wird im Hinblick auf die oben be
schriebenen Umständen entwickelt, und hat die Aufgabe, eine
Positionsbestimmungsvorrichtung bereitzustellen, die sowohl
eine relative Positionsbestimmungsvorrichtung wie eine inkre
mentale Drehkodiervorrichtung als auch eine absolute Positi
onsbestimmungsvorrichtung, wie ein Potentiometer, aufweist,
und die die Notwendigkeit einer Initialisierung vermeidet,
wenn die Vorrichtung angeschaltet wird, und die eine zufrie
denstellende Linearität zwischen der bestimmten Größe (der
Betätigungsgröße) und den Ausgangssignalen liefert, um somit
die Zuverlässigkeit und einen günstigen Preis zu erzielen.
Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, ist die vorliegende
Erfindung auf eine Positionsbestimmungsvorrichtung für das
Bestimmen eines Gegenstandes, der innerhalb eines vorbestimm
ten Bewegungsbereiches bewegbar ist, gerichtet, wobei die Po
sitionsbestimmungsvorrichtung folgendes umfaßt: eine relative
Positionsbestimmungsvorrichtung für das Bestimmen einer rela
tiven Bewegungsgröße des Gegenstandes bezüglich eines Refe
renzpunktes und eine absolute Positionsbestimmungsvorrichtung
für das Bestimmen einer absoluten Position des Gegenstandes
innerhalb des Bewegungsbereiches, wobei die Positionsbestim
mungsvorrichtung die Position des Gegenstandes gemäß den Da
ten, die sowohl von der relativen Positionsbestimmungsvor
richtung als auch der absoluten Positionsbestimmungsvorrich
tung ausgegeben werden, bestimmt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt die absolute Posi
tionsbestimmungsvorrichtung, wenn die Positionsbestimmungs
vorrichtung angeschaltet wird, die aktuelle Position des Ge
genstandes, und somit ist es möglich, die Referenzposition zu
erkennen, die für die relative Positionsbestimmungsvorrich
tung erforderlich ist, gemäß den Daten, die von der absoluten
Positionsbestimmungsvorrichtung ausgegeben werden. Dies eli
miniert die Notwendigkeit der Initialisierung für das Ein
stellen der Referenzposition, die bei der konventionellen Po
sitionsbestimmungsvorrichtung, die nur aus der relativen Po
sitionsbestimmungsvorrichtung besteht, erforderlich ist. Dar
überhinaus verbessert die Positionsbestimmungsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung die Zuverlässigkeit und sie erzielt
eine Preisgünstigkeit, da sie die relative Positionsbestim
mungsvorrichtung, die zuverlässig ist und eine zufriedenstel
lende Linearität zwischen der bestimmten Größe und den Aus
gangssignalen aufweist, und die absolute Positionsbestim
mungsvorrichtung, die relativ preisgünstig ist, umfaßt.
Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, ist die vorliegende
Erfindung auf eine Positionsbestimmungsvorrichtung für das
Bestimmen eines Gegenstandes, der innerhalb eines vorbestimm
ten Bewegungsbereiches bewegbar ist, gerichtet, wobei die Po
sitionsbestimmungsvorrichtung folgendes umfaßt: eine relative
Positionsbestimmungsvorrichtung für das Bestimmen einer rela
tiven Bewegungsgröße des Gegenstandes bezüglich eines Refe
renzpunktes; und eine absolute Positionsbestimmungsvorrich
tung für das Bestimmen einer absoluten Position des Gegen
standes innerhalb des Bewegungsbereiches, wobei, wenn die Po
sitionsbestimmungsvorrichtung angeschaltet wird, bis die ab
solute Positionsbestimmungsvorrichtung erkennt, daß sich der
Gegenstand an einer Grenze des Bewegungungsbereiches befin
det, die Positionsbestimmungsvorrichtung die Position des Ge
genstandes anhand von Daten bestimmt, die von der absoluten
Positionsbestimmungsvorrichtung ausgegeben werden, und nach
dem die absolute Positionsbestimmungsvorrichtung erkennt, daß
der Gegenstand sich an der Grenze des Bewegungsbereiches be
findet, der Referenzpunkt für die Bestimmung der relativen
Positionsbestimmungsvorrichtung an der Grenze des Bewegungs
bereiches des Gegenstandes errichtet wird, und die Positions
bestimmungsvorrichtung die Position des Gegenstandes in Ab
hängigkeit von den Daten bestimmt, die von der relativen Po
sitionsbestimmungsvorrichtung ausgegeben werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet die Positionsbe
stimmungsvorrichtung sowohl die relative Positionsbestim
mungsvorrichtung als auch die absolute Positionsbestimmungs
vorrichtung. Wenn die Positionsbestimmungsvorrichtung ange
schaltet wird, bestimmt die Positionsbestimmungsvorrichtung
die absolute Position des Gegenstandes gemäß den Daten, die
von der absoluten Positionsbestimmungsvorrichtung ausgegeben
werden. Die Positionsbestimmungsvorrichtung bestimmt die Po
sition des Gegenstandes gemäß den Daten (den absoluten Posi
tionsdaten), die von der absoluten Positionsbestimmungsvor
richtung ausgegeben werden, bis die relative Positionsbestim
mungsvorrichtung eine der Grenzen des Bewegungsbereiches er
reicht, die gleich dem Referenzpunkt für die Bestimmung der
relativen Positionsbestimmungsvorrichtung ist. Wenn die abso
lute Positionsbestimmungsvorrichtung erkennt, daß der Gegen
stand sich an der Grenze des Bewegungsbereiches befindet, so
errichtet die Positionsbestimmungsvorrichtung den Referenz
punkt für die Bestimmung der relativen Positionsbestimmungs
vorrichtung an der Grenze des Bewegungsbereiches des Gegen
standes. Danach bestimmt die Positionsbestimmungsvorrichtung
die Position des Gegenstandes genau gemäß der Daten, die von
der relativen Positionsbestimmungsvorrichtung ausgegeben wer
den.
Um die obige Aufgabe zu lösen, ist die vorliegende Erfindung
auf eine Positionsbestimmungsvorrichtung für das Bestimmen
einer Position eines innerhalb eines vorbestimmten Bewegungs
bereichs beweglichen Gegenstandes gerichtet, wobei die Posi
tionsbestimmungsvorrichtung folgendes umfaßt: eine relative
Positionsbestimmungsvorrichtung für das Bestimmen einer rela
tiven Bewegungsgröße des Gegenstandes bezüglich eines Refe
renzpunktes, eine absolute Positionsbestimmungsvorrichtung
für das Bestimmen einer absoluten Position des Gegenstandes
innerhalb des Bewegungsbereichs; und eine Speichervorrichtung
für das vorherige Speichern von Standardausgabegrößen der ab
soluten Positionsbestimmungsvorrichtung, die einer Vielzahl
von Positionen des Gegenstandes innerhalb des Bewegungsberei
ches entsprechen, und für das vorherige Speichern von Stan
dardausgabedaten der relativen Positionsbestimmungsvorrich
tung, die den Standardausgabedaten der absoluten Positionsbe
stimmungsvorrichtung entsprechen, wobei der Referenzpunkt für
die Standardausgabedaten der relativen Positionsbestimmungs
vorrichtung an einer Grenze des Bewegungsbereiches des Gegen
standes errichtet wird, wobei, beim Anschalten die Positions
bestimmungsvorrichtung Daten erhält, die von der absoluten
Positionsbestimmungsvorrichtung ausgegeben werden, sie dann
aus der Speichervorrichtung die Standardausgabedaten der re
lativen Positionsbestimmungsvorrichtung liest, die den erhal
tenen Daten entsprechen, die von der absoluten Positionsbe
stimmungsvorrichtung ausgegeben werden, danach die Position
des Gegenstandes gemäß den Daten bestimmt, die von der rela
tiven Positionsbestimmungsvorrichtung ausgegeben werden unter
Bezug auf die gelesenen Standardausgabedaten der relativen
Positionsbestimmungsvorrichtung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt die Positionsbe
stimmungsvorrichtung, wenn sie angeschaltet wird, die Positi
on des Gegenstandes gemäß den Daten, die von der absoluten
Positionsbestimmungsvorrichtung ausgegeben werden, und die
relative Positionsbestimmungsvorrichtung wird gemäß der aktu
ellen Position des Gegenstandes initialisiert, gemäß den Da
ten, die in der Speichervorrichtung gespeichert sind und die
die Beziehung zwischen der absoluten Positionsbestimmungsvor
richtung und der relativen Positionsbestimmungsvorrichtung
darstellen. Somit kann die Positionsbestimmungsvorrichtung
genau die Position des Gegenstandes bestimmen, gemäß den Da
ten, die von der relativen Positionsbestimmungsvorrichtung
ausgegeben werden, sobald sie angeschaltet wird.
Wenn die preisgünstige absolute Positionsbestimmungsvorrich
tung verwendet wird, kann ein Problem auftreten, das sich auf
ein schweres Rauschen bezieht, das von der Störung der abso
luten Positionsbestimmungsvorrichtung herrührt. In diesen
Fall sind die Daten, die von der absoluten Positionsbestim
mungsvorrichtung ausgegeben werden, unsicher, wenn die Posi
tionsbestimmungsvorrichtung angeschaltet wird, und es ist so
mit unmöglich, die Standarddaten zu lesen, die in der Spei
chervorrichtung aufgezeichnet sind, bezüglich der tatsächli
chen Daten, die von der absoluten Positionsbestimmungsvor
richtung ausgegeben werden. Folglich erhält die Positionsbe
stimmungsvorrichtung, nachdem sie angeschaltet wurde, eine
Vielzahl der Stücke der Daten, die von der absoluten Positi
onsbestimmungsvorrichtung ausgegeben werden, und der Daten,
die von der relativen Positionsbestimmungsvorrichtung ausge
geben werden, um die Zuverlässigkeit der erhaltenen Daten,
die von der absoluten Positionsbestimmungsvorrichtung ausge
geben werden, zu bestimmen. Somit wird beurteilt, ob die Un
sicherheit der Daten, die von der absoluten Positionsbestim
mungsvorrichtung ausgegeben werden, sich aus dem Rauschen
oder der Bewegung des Gegenstandes ergeben. Wenn beurteilt
wird, daß die Unsicherheit vom Rauschen herrührt, werden die
Daten von der absoluten Positionsbestimmungsvorrichtung ad
diert und gemittelt, die stabilen Daten werden abgetastet
oder dergleichen, so daß die Position des Gegenstandes genau
er bestimmt werden kann.
In der Positionsbestimmungsvorrichtung kann die relative Po
sitionsbestimmungsvorrichtung einen Inkrementdrehkodierer und
einen Zähler für das Zählen von Kodierpulsen, die vom Drehko
dierer ausgegeben werden umfassen, und die absolute Positi
onsbestimmungsvorrichtung kann ein Potentiometer umfassen.
In der Positionsbestimmungsvorrichtung kann der Gegenstand
ein Steuerteil einer Linsensteuereinheit für das elektrische
Steuern von mindestens der Schärfe oder der Brennweite einer
Fernsehkameralinse sein.
Die Natur dieser Erfindung als auch andere Aufgaben und Vor
teile werden nachfolgend unter Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen erläutert, in denen gleiche Bezugszeichen diesel
ben oder ähnliche Teile in den Figuren bezeichnen.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Linsen
steuereinheit, darstellt, die eine Positionsbestimmungsvor
richtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung verwendet;
Fig. 2 ist ein Schaubild, das die Eigenschaften eines Dreh
kodierers und eines Potentiometers in der Linsensteuereinheit
in Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das den Verarbeitungsfluß der
Linsensteuereinheit in Fig. 1 zeigt;
Fig. 4 ist ein Schaubild, das zur Erläuterung der zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient, indem es
die Eigenschaften des Drehkodierers und des Potentiometers
zeigt; und
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das den Verarbeitungsfluß der
Linsensteuereinheit zeigt, die eine Positionsbestimmungsvor
richtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung verwendet.
Diese Erfindung wird beispielhaft detaillierter unter Bezug
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine TV-Kameralinsensteuereiheit 10, auf die
eine Positionsbestimmungsvorrichtung gemäß der ersten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird. Die Lin
sensteuereinheit 10 umfaßt einen Steuerknopf 12, einen Inkre
mentdrehkodierer 14 für das Bestimmen der Betätigungsgröße
des Steuerknopfs 12, einen Zähler 16, ein Potentiometer (POT)
18, einen A/D-Wandler 20, eine zentrale Verarbeitungseinheit
(CPU) 22 und ein ROM 24, das eine Vielzahl von Daten spei
chert.
Der Steuerknopf 12 wird verwendet, um die Schärfe einer
(nicht dargestellten) TV-Linse zu steuern, und ein Linsen
steuersignal, das der Betätigungsgröße oder einer Drehposi
tion des Steuerknopfes 12 entspricht, wird von der CPU 22 zur
Linse übertragen.
Sowohl der Drehkodierer 14 als auch das Potentiometer 18 wer
den verwendet, um die Drehposition des Steuerknopfes 12 zu
bestimmen. Der Drehkodierer 14 gibt Kodierpulse aus, die der
Drehposition des Steuerknopfes 12 entsprechen. Der Zähler 16
zählt die Kodepulse, die vom Drehkodierer 14 ausgegeben wer
den, und die CPU 22 liest den Zählwert des Zählers 16. Ander
seits gibt das Potentiometer 18 ein Spannungssignal aus, das
der Drehposition des Steuerknopfes 12 entspricht. Das ausge
gebene Signal des Potentiometers 18 wird an den A/D-Wandler
20 gelegt, der das angelegte Signal in ein Digitalsignal um
wandelt, und die CPU 22 empfängt das Digitalsignal.
Fig. 2 ist ein Schaubild, das die Eigenschaften des Drehko
dierers 14 und des Potentiometers 18 zeigen. Die horizontale
Achse ist eine Bezugsgröße für die Drehposition oder einen
Drehwinkel, die rechte vertikale Achse ist eine Bezugsgröße
für die Anzahl der Pulse, die vom Drehkodierer 14 ausgegeben
werden, und die linke vertikale Achse ist eine Bezugsgröße
für die Ausgangsspannung des Potentiometers 18. Eine gerade
Linie (I) zeigt die Eigenschaften des Drehkodierers 14, und
eine Kurve (II) zeigt die Eigenschaften des Potentiometers
18.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ändert sich im Falle des Drehko
dierers 14 (die gerade Linie (I)) die Zahl der Impulse linear
bezüglich des Drehwinkels, und es besteht eine große Lineari
tät zwischen dem Ausgangssignal und der Betätigungsgröße. An
dererseits ist im Falle des Potentiometers 18 (die Kurve
(II)) die Ausgangsspannung nicht linear zum Drehwinkel, und
das Ausgangssignal ist nicht proportional der Betätigungsgrö
ße.
Sowohl der Drehkodierer 14 als auch das Potentiometer 18 wer
den verwendet, um die Betätigungsgröße der Drehposition des
Steuerknopfs 12 zu bestimmen, wie das nachfolgend beschrieben
wird.
Wenn die Linsensteuereinheit 10 hergestellt wird, werden
Standardausgangsspannungen des Potentiometers 18 und Stan
dardwerte des Zählers 16 des Drehkodierers 14 an den Dreh
grenzen (Punkte A und B in Fig. 2) gefunden, und die Stan
dardausgangsdaten des Potentiometers 18 und des Drehkodierers
14 an beiden Grenzen (den Punkten A und B) werden im ROM 24
gespeichert.
Nach dem Anschalten der Linsensteuereinheit 10 (nach der Ak
tivierung) erhält die CPU 22 Daten, die vom Potentiometer 18
durch den A/D-Wandler 20 ausgegeben werden, und sie bestätigt
die aktuelle Position des Potentiometers 18. Wenn sich das
Potentiometer 18 weder am Punkt A noch am Punkt B befindet,
so wird die Betätigungsgröße des Steuerknopfs 12 gemäß den
Daten bestimmt, die durch das Digitalisieren der Ausgangs
spannung des Potentiometers 18 erhalten werden. Somit wird,
wenn das Potentiometer 18 einen der Punkte A und B auf der
Drehung des Steuerknopfs 12 erreicht, der Standardwert, der
dem erreichten Punkt A oder B entspricht, aus dem ROM 24 ge
lesen und auf dem Zähler 16 des Drehkodierers 14 als Anfangs
wert für das Zählen eingestellt. Danach wird die Betätigungs
größe des Steuerknopfs 12 gemäß den Daten bestimmt, die durch
das Zählen der Pulse erhalten werden, die vom Drehkodierer 14
ausgegeben werden, unter Bezug auf den anfangs eingestellten
Wert.
Wenn sich das Potentiometer 18 schon an einem der Punkte A
oder B befindet, wenn die Positionsbestimmungsvorrichtung 10
angeschaltet wird, so wird der Standardwert, der einem der
Punkte A oder B entspricht, sofort aus dem ROM 24 gelesen und
auf dem Zähler 16 des Drehkodierers 14 als Anfangswert für
das Zählen eingestellt. Danach wird die Betätigungsgröße des
Steuerknopfs 12 gemäß den Daten bestimmt, die durch das Zäh
len der Impulse erhalten werden, die vom Drehkodierer 14 un
ter Bezug auf den eingestellten Anfangswert ausgegeben wer
den.
Eine Beschreibung des Betriebs der Linsensteuereinheit 10,
die die Positionsbestimmungsvorrichtung verwendet, die in der
oben erwähnten Art konstruiert ist, wird nun angegeben.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das den Verarbeitungsfluß in
der Linsensteuereinheit 10 in Fig. 1 zeigt. Nach dem Ein
schalten der Positionsbestimmungsvorrichtung 10 erhält die
CPU 22 die Daten, die vom Potentiometer 18 ausgegeben werden,
durch den A/D-Wandler 20 (S110). Dann werden die erhaltenen
Daten mit den Standardausgabedaten des Potentiometers 18 an
beiden Grenzen (den Punkten A und B), die im ROM 24 gespei
chert sind, verglichen, um zu beurteilen, ob sich das Poten
tiometer 18 an einem seiner Grenzpunkte A oder B befindet
(S112).
Wenn sich das Potentiometer 18 weder am Grenzpunkt A noch am
Grenzpunkt B befindet, so werden die Daten des Potentiometers
18 verwendet, um die Drehposition des Steuerknopfes 12 (S114)
zu bestimmen. Andererseits wird, wenn sich bei S112 das Po
tentiometer 18 schon an einem der Grenzpunkte befindet, der
Wert, der einem der Grenzpunkte entspricht, auf dem Zähler 16
des Drehkodierers 14 als Anfangswert für das Zählen einge
stellt (S116), und danach werden die Daten vom Drehkodierer
14 verwendet, um die Drehposition des Steuerknopfes 12 zu be
stimmen.
Dann wird beurteilt, ob die Daten vom Drehkodierer 14 verwen
det werden, um die Drehposition des Steuerknopfes 12 zu be
stimmen (S118).
Wenn das Potentiometer 18 weder den Grenzpunkt A noch den
Grenzpunkt B bei S112 erreicht hat, so ist das Ergebnis der
Beurteilung in S118 "Nein", das Verfahren geht dann zu S120,
wo nochmals beurteilt wird, ob sich das Potentiometer 18 an
einem der Grenzpunkte A oder B befindet, und das Ergebnis der
Beurteilung bei S120 ist "NEIN". Dann wird die Drehposition
des Steuerknopfes 12 gemäß den Daten vom Potentiometer 18
(S128) bestimmt.
Danach kehrt das Verfahren von S128 zu S118 zurück, wo beur
teilt wird, ob die Daten vom Drehkodierer 14 verwendet wer
den, um die Drehposition des Steuerknopfes 12 zu bestimmen.
Während die Daten, die vom Potentiometer 18 ausgegeben wer
den, verwendet werden, um die Drehposition des Steuerknopfes
12 zu bestimmen, ist das Ergebnis der Beurteilung bei S118
"NEIN". Dann wird beurteilt, ob sich das Potentiometer 18 an
einem seiner Grenzpunkte A oder B befindet (S120). Wenn das
Potentiometer 18 weder den Grenzpunkt A noch den Grenzpunkt B
erreicht hat, so geht das Verfahren zu S128, und die oben er
wähnte Verarbeitung (S118-S128) wird wiederholt.
Andererseits wird, wenn das Potentiometer 18 einen der Grenz
punkte A oder B auf der Drehung des Steuerknopfes 12 bei S120
erreicht, der Standardwert, der einem der Grenzpunkte ent
spricht, auf dem Zähler 16 des Drehkodierers 14 als Anfangs
wert der Zählung eingestellt (S124). Dann schaltet die Be
stimmung der Drehposition des Steuerknopfes 12 zur Bestimmung
gemäß den Daten vom Drehkodierer 14 um (S126). Danach wird
die Drehposition des Steuerknopfes 12 gemäß den Daten vom
Drehkodierer 14 bestimmt (S128). Im folgenden Schritt S118
ist das Ergebnis der Beurteilung "JA", was bedeutet, daß die
Daten vom Drehkodierer 14 verwendet werden, um die Drehposi
tion des Steuerknopfes 12 zu bestimmen, und somit geht das
Verfahren zu S128. Danach wird die Bestimmung der Drehposi
tion des Steuerknopfes 12 gemäß den Daten vom Drehkodierer 14
fortgesetzt.
Wenn sich das Potentiometer 18 zur Zeit der Beurteilung schon
an einer seiner Grenzpositionen A oder B befindet, unter Be
zug der Daten vom Potentiometer 18, nach dem Einschalten der
Linsensteuereinheit 10 (S112), und der Daten vom Drehkodierer
14 verwendet werden, um die Drehposition des Steuerknopfes 12
(S116) zu bestimmen, ist das Ergebnis der Beurteilung im
Schritt S118 "JA", was bedeutet, daß die Daten vom Drehkodie
rer 14 verwendet werden, um die Drehposition des Steuerknop
fes 12 zu bestimmen, und das Verfahren geht zu S128. In einem
solchen Fall wird die Drehposition des Steuerknopfes 12 gemäß
den Daten vom Drehkodierer 14 gerade nach der Aktivierung der
Linsensteuereinheit 10 bestimmt.
Wie oben ausgeführt wurde, wird die Betätigungsgröße des
Steuerknopfes 12 gemäß den absoluten Positionsdaten vom Po
tentiometer 18 bestimmt, wenn die Linsensteuereinheit 10 an
geschaltet wird, bis das Potentiometer 18 einen der Grenz
punkte A oder B erreicht. Dann wird, wenn das Potentiometer
18 einen der Grenzwerte erreicht, der Standardwert, der einem
der Grenzpunkte entspricht, auf dem Zähler 16 des Drehkodie
rers 14 als Anfangswert für das Zählen festgesetzt. Danach
wird die Betätigungsgröße des Steuerknopfes 12 gemäß den re
lativen Positionsdaten vom Drehkodierer 14 bestimmt.
In der ersten Ausführungsform wird das Potentiometer 18 in
nerhalb des Drehbereiches des Steuerknopfes 12 und innerhalb
des akzeptablen Bereiches der Eingangsspanung des A/D-Wand
lers 20 eingestellt. Verglichen mit dem Potentiometer für die
konventionelle Positionsbestimmungsvorrichtung, die nur das
Potentiometer verwendet, kann das Potentiometer 18 für die
Positionsbestimmungsvorrichtung der ersten Ausführungsform
leicht hergestellt werden, da keine Notwendigkeit besteht,
daß das Potentiometer 18 präzise eingestellt wird. Darüber
hinaus erfordert das Potentiometer 18 in der ersten Ausfüh
rungsform keine hohe Empfindlichkeit und ist daher nicht so
teuer. Somit kann die Positionsbestimmungsvorrichtung der er
sten Ausführungsform preisgünstig hergestellt werden.
Es erfolgt nun eine Beschreibung der zweiten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden Erfindung.
In der Positionsbestimmungsvorrichtung, wie sie unter Bezug
auf Fig. 1 beschrieben ist, die sowohl die Drehkodiervor
richtung 14 als auch das Potentiometer 18 verwendet, kann das
folgende Verfahren angewandt werden, um das Problem bezüglich
der Linearität des Potentiometers 18 zu lösen.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, werden die Standardausgangsspan
nung Pi des Potentiometers 18 bei einem gewissen Drehwinkel θi
und die Standanzahl der Pulse Pi, die vom Drehkodierer 14
entsprechend der Standardausgangsspannung Pi ausgegeben wird,
vorher im ROM 24 mit einer passenden Auflösung
(beispielsweise 13 Bit im Falle der Steuerung der Schärfe)
gespeichert.
Nach der Aktivierung werden die Daten, die vom Potentiometer
18 ausgegeben werden, die die aktuelle Position des Potentio
meters 18 darstellen, erhalten, und die Standardausgangsdaten
des Drehkodierers 14, die den vom Potentiometer 18 erhaltenen
Daten entsprechen, werden aus dem ROM 24 gelesen. Die Stan
dardzahl der Ausgangspulse des Drehkodierers 14, die aus dem
ROM 24 in der obigen Weise gelesen wird, wird auf dem Zähler
16 als Anfangswert für das Zählen eingestellt. Danach wird
die Drehposition des Steuerknopfes 12 gemäß den Daten, die
durch das Zählen der Pulse erhalten wurden, die vom Drehko
dierer 14 ausgegeben werden, bestimmt.
In der zweiten Ausführungsform besteht jedoch ein Problem des
Rauschens, das sich aus der Störung des Potentiometers 18 er
gibt, und in einigen Fällen ist die Position, die durch das
Potentiometer 18 bestimmt wird, nicht die tatsächliche Posi
tion, und die Standardzahl der Ausgangspulse des Drehkodie
rers 14, die vom ROM 24 gemäß den Daten vom Potentiometer 18
gelesen wird, und auf dem Zähler 16 als Anfangswert für das
Zählen eingestellt wird, ist inkorrekt. Insbesondere besteht,
wenn ein billiges Potentiometer verwendet wird, ein schweres
Problem des Rauschens, das sich aus der Störung des Potentio
meters 18 ergibt.
Um das obige Problem zu lösen, werden, wenn die Daten vom Po
tentiometer 18 unsicher sind, die Daten, die vom Drehkodierer
14 ausgegeben werden, zur selben Zeit gelesen, zu der die Da
ten vom Potentiometer 18 gelesen werden, um zu beurteilen, ob
das Potentiometer 18 korrekt arbeitet. Somit wird nur auf die
Daten Bezug genommen, die als zuverlässig bestimmt wurden.
Fig. 5 zeigt den Verarbeitungsfluß in der Linsensteuerein
heit, die die Positionsbestimmungsvorrichtung gemäß der zwei
ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
Nach dem Anschalten der Linsensteuereinheit werden die Daten
vom Potentiometer 18 mehrmals erhalten, so daß die Vielzahl
der Datenstücke, die vom Potentiometer 18 ausgegeben werden,
abgetastet werden (S150). Die Vielzahl der Stücke der Abtast
daten werden beispielsweise durch das Addieren und Mitteln
der Daten daraufhin beurteilt, ob sie sicher sind, (S152).
Wenn die Daten sicher sind, so wird die Standardzahl der Aus
gangspulse des Drehkodierers 14, die den Daten entsprechen,
die vom Potentiometer 18 ausgegeben werden, aus dem ROM 24
gelesen (S154). Die gelesenen Standarddaten werden auf dem
Zähler 16 als Anfangswert für das Zählen eingestellt (S156).
Dann startet der Zähler 16 das Zählen der Pulse, die vom
Drehkodierer 14 ausgegeben werden, vom anfänglich eingestell
ten Wert, und die Betätigungsgröße des Steuerknopfes 12 wird
gemäß den Daten vom Drehkodierer 14 bestimmt (S170).
Andererseits werden, wenn die Abtastdaten vom Potentiometer
18 im Schritt S152 als nicht sicher beurteilt werden, die Da
ten, die vom Drehkodierer 14 ausgegeben werden, verwendet
(S158), so daß beurteilt werden kann, ob der Steuerknopf 12
betätigt (gedreht) wurde (S160). Wenn beurteilt wurde, daß
als ein Ergebnis der Betätigung des Steuerknopfes 12 die Ab
tastdaten nicht sicher sind, so wird die Betätigungsgröße des
Steuerknopfes 12 gemäß den Daten vom Potentiometer 18 be
stimmt (S162). Dann kehrt das Verfahren zu S150 zurück.
Andererseits wird, wenn im Schritt S160 beurteilt wird, daß
der Steuerknopf 12 nicht gedreht wurde, beurteilt, daß die
Abtastdaten unsicher sind, obwohl der Steuerknopf 12 nicht
betätigt wurde. Dies bedeutet, daß die Ausgangssignale des
Potentiometers 18 ein schweres Rauschen beinhalten. In diesem
Fall werden die stabileren Daten aus den Daten ausgewählt,
die vom Potentiometer 18 ausgegeben werden und in Schritt
S150 abgetastet werden, beispielsweise indem Daten, die sich
dicht am Mittelwert befinden, ausgewählt werden (S164). Dann
wird die Standardzahl der Ausgangspulse des Drehkodierers 14,
die den ausgewählten Daten des Potentiometers 18 entsprechen,
aus dem ROM 24 gelesen (S166), und die gelesenen Standardda
ten werden auf dem Zähler 16 als Anfangswert für das Zählen
eingestellt (S168).
Danach startet der Zähler 16 das Zählen der Pulse, die vom
Drehkodierer 14 vom eingestellten Anfangswert ausgegeben wer
den, und die Betätigungsgröße des Steuerknopfes 12 wird gemäß
den Daten vom Drehkodierer 14 (S170) bestimmt.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird die Positi
onsbestimmungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung auf die
Linsensteuereinheit angewandt, um die Betätigungsposition des
Steuerknopfes 12 zu bestimmen, aber die Positionsbestimmungs
vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise
auch auf eine Vorrichtung für das Bestimmen der Position ei
ner beweglichen Linse, die sich entlang der optischen Achse
vor und zurück bewegt, angewandt werden. Mit anderen Worten,
die Positionsbestimmungsvorrichtung der vorliegenden Erfin
dung kann auf eine Vielzahl von Positionsbestimmungsvorrich
tungen angewandt werden, die konventionellerweise entweder
aus dem Potentiometer oder dem Drehkodierer bestehen.
Wie oben ausgeführt wurde, werden gemäß der Positionsbestim
mungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung sowohl die rela
tive Positionsbestimmungsvorrichtung als auch die absolute
Positionsbestimmungsvorrichtung verwendet, um die Position
des Gegenstandes oder des beweglichen Teiles unter Bezug auf
die Daten, die sowohl von der relativen Positionsbestimmungs
vorrichtung als auch der absoluten Positionsbestimmungsvor
richtung erhalten werden, je nach Notwendigkeit zur Bestim
mung verwendet. Dies eliminiert die Notwendigkeit der Initia
lisierung für das Einstellen der Referenzposition, die bei
der konventionellen Positionsbestimmungsvorrichtung erforder
lich ist, die nur aus der relativen Positionsbestimmungsvor
richtung besteht. Darüberhinaus verbessert die Positionsbe
stimmungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung die Zuverläs
sigkeit und erzielt die geringsten Kosten, da sie die relati
ve Positionsbestimmungsvorrichtung, die zuverlässig ist und
die eine zufriedenstellende Linearität zwischen der bestimmt
en Größe und den Ausgangssignalen aufweist, und die absolute
Positionsbestimmungsvorrichtung, die relativ preisgünstig
ist, umfaßt.
Es sollte jedoch verständlich sein, daß die Erfindung nicht
auf die speziell beschriebenen Formen beschränkt ist, sondern
daß die Erfindung im Gegenteil alle Modifikationen, alterna
tiven Konstruktionen und Äquivalente abdecken soll, die in
die Idee und den Umfang der Erfindung fallen, wie sie durch
die angefügten Ansprüche ausgedrückt ist.
Claims (10)
1. Positionsbestimmungsvorrichtung für das Bestimmen einer
Position eines Gegenstandes (12), der innerhalb eines vorbe
stimmten Bewegungsbereiches beweglich ist, wobei die Positi
onsbestimmungsvorrichtung folgendes umfaßt:
eine relative Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) zur Bestimmung einer relativen Bewegungsgröße des Gegenstan des (12) bezüglich eines Referenzpunktes; und
eine absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) für das Bestimmen einer absoluten Position des Gegenstandes (12) innerhalb des Bewegungsbereichs;
wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung die Position des Gegenstandes (12) gemäß den Daten, die sowohl von der re lativen Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) als auch von der absoluten Positionsbestimmungsvorrichtung (18) ausgegeben werden, bestimmt.
eine relative Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) zur Bestimmung einer relativen Bewegungsgröße des Gegenstan des (12) bezüglich eines Referenzpunktes; und
eine absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) für das Bestimmen einer absoluten Position des Gegenstandes (12) innerhalb des Bewegungsbereichs;
wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung die Position des Gegenstandes (12) gemäß den Daten, die sowohl von der re lativen Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) als auch von der absoluten Positionsbestimmungsvorrichtung (18) ausgegeben werden, bestimmt.
2. Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei:
die relative Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) einen Inkrementdrehkodierer (14) und einen Zähler (16) für das Zählen der Kodepulse, die vom Drehkodierer (14) ausgege ben werden, umfaßt; und
die absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) ein Potentiometer (18) umfaßt.
die relative Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) einen Inkrementdrehkodierer (14) und einen Zähler (16) für das Zählen der Kodepulse, die vom Drehkodierer (14) ausgege ben werden, umfaßt; und
die absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) ein Potentiometer (18) umfaßt.
3. Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der
Gegenstand (12) ein Steuerteil (12) einer Linsensteuereinheit
(10) für das elektrische Steuern von mindestens der Schärfe
oder der Brennweite einer TV-Linse, ist.
4. Positionsbestimmungsvorrichtung für das Bestimmen einer
Position eines Gegenstandes (12), der innerhalb eines vorbe
stimmten Bewegungsbereiches bewegbar ist, wobei die Positi
onsbestimmungsvorrichtung folgendes umfaßt:
eine relative Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) für das Bestimmen einer relativen Bewegungsgröße des Gegen standes (12) bezüglich eines Referenzpunktes; und
eine absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) für das Bestimmen einer absoluten Position des Gegenstandes (12) innerhalb des Bewegungsbereichs, wobei:
wenn die Positionsbestimmungsvorrichtung angeschaltet wird, so bestimmt, bis die absolute Positionsbestimmungsvor richtung (18) detektiert, daß sich der Gegenstand (12) an ei ner Grenze des Bewegungsbereiches befindet, die Positionsbe stimmungsvorrichtung die Position des Gegenstandes (12) gemäß den Daten, die von der absoluten Positionsbestimmungsvorrich tung (18) ausgegeben werden; und
nachdem die absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) detektiert hat, daß sich der Gegenstand (12) an der Grenze des Bewegungsbereiches befindet, wird der Referenz punkt für die Bestimmung der relativen Positionsbestimmungs vorrichtung (14, 16) an der Grenze des Bewegungsbereiches des Gegenstandes (12) errichtet, und die Positionsbestimmungsvor richtung bestimmt die Position des Gegenstandes (12) gemäß den Daten, die von der relativen Positionsbestimmungsvorrich tung (14, 16) ausgegeben werden.
eine relative Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) für das Bestimmen einer relativen Bewegungsgröße des Gegen standes (12) bezüglich eines Referenzpunktes; und
eine absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) für das Bestimmen einer absoluten Position des Gegenstandes (12) innerhalb des Bewegungsbereichs, wobei:
wenn die Positionsbestimmungsvorrichtung angeschaltet wird, so bestimmt, bis die absolute Positionsbestimmungsvor richtung (18) detektiert, daß sich der Gegenstand (12) an ei ner Grenze des Bewegungsbereiches befindet, die Positionsbe stimmungsvorrichtung die Position des Gegenstandes (12) gemäß den Daten, die von der absoluten Positionsbestimmungsvorrich tung (18) ausgegeben werden; und
nachdem die absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) detektiert hat, daß sich der Gegenstand (12) an der Grenze des Bewegungsbereiches befindet, wird der Referenz punkt für die Bestimmung der relativen Positionsbestimmungs vorrichtung (14, 16) an der Grenze des Bewegungsbereiches des Gegenstandes (12) errichtet, und die Positionsbestimmungsvor richtung bestimmt die Position des Gegenstandes (12) gemäß den Daten, die von der relativen Positionsbestimmungsvorrich tung (14, 16) ausgegeben werden.
5. Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei:
die relative Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) einen Inkrementdrehkodierer (14) und einen Zähler (16) für das Zählen von Kodepulsen, die vom Drehkodierer (14) ausgege ben werden, umfaßt; und
die absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) ein Potentiometer (18) umfaßt.
die relative Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) einen Inkrementdrehkodierer (14) und einen Zähler (16) für das Zählen von Kodepulsen, die vom Drehkodierer (14) ausgege ben werden, umfaßt; und
die absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) ein Potentiometer (18) umfaßt.
6. Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der
Gegenstand (12) ein Steuerteil (12) einer Linsensteuereinheit
(10) für das elektrische Steuern von mindestens der Schärfe
oder der Brennweite einer TV-Linse ist.
7. Positionsbestimmungsvorrichtung für das Bestimmen einer
Position eines Gegenstandes (12), der in einem vorbestimmten
Bewegungsbereich beweglich ist, wobei die Positionsbestim
mungsvorrichtung folgendes umfaßt:
eine relative Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) für das Bestimmen einer relativen Bewegungsgröße des Gegen standes (12) bezüglich eines Referenzpunktes;
eine absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) für das Bestimmen einer absoluten Position des Gegenstandes (12) innerhalb des Bewegungsbereiches; und
eine Speichervorrichtung (24) für das vorherige Spei chern von Standardausgabedaten der absoluten Positionsbestim mungsvorrichtung (18), die einer Vielzahl von Positionen des Gegenstandes (12) innerhalb des Bewegungsbereiches entspre chen, und für das vorherige Speichern von Standardausgangsda ten der absoluten Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16), die den Standardausgangsdaten der absoluten Positionsbestim mungsvorrichtung (18) entsprechen, wobei der Referenzpunkt für die Standardausgabedaten der relativen Positionsbestim mungsvorrichtung (14, 16) an einer Grenze des Bewegungsbe reichs des Gegenstandes (12) errichtet wird;
wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung, wenn sie ein geschaltet wird, Daten erhält, die von der absoluten Positi onsbestimmungsvorrichtung (18) ausgegeben werden, dann von der Speichervorrichtung (24) die Standardausgangsdaten der relativen Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16), die den erhaltenen Daten entsprechen, die von der absoluten Positi onsbestimmungsvorrichtung (18) ausgegeben werden, liest, und danach die Position des Gegenstandes (12) gemäß den Daten be stimmt, die von der relativen Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) ausgegeben werden unter Bezug auf die gelesenen Standardausgangsdaten der relativen Positionsbestimmungsvor richtung (14, 16).
eine relative Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) für das Bestimmen einer relativen Bewegungsgröße des Gegen standes (12) bezüglich eines Referenzpunktes;
eine absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) für das Bestimmen einer absoluten Position des Gegenstandes (12) innerhalb des Bewegungsbereiches; und
eine Speichervorrichtung (24) für das vorherige Spei chern von Standardausgabedaten der absoluten Positionsbestim mungsvorrichtung (18), die einer Vielzahl von Positionen des Gegenstandes (12) innerhalb des Bewegungsbereiches entspre chen, und für das vorherige Speichern von Standardausgangsda ten der absoluten Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16), die den Standardausgangsdaten der absoluten Positionsbestim mungsvorrichtung (18) entsprechen, wobei der Referenzpunkt für die Standardausgabedaten der relativen Positionsbestim mungsvorrichtung (14, 16) an einer Grenze des Bewegungsbe reichs des Gegenstandes (12) errichtet wird;
wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung, wenn sie ein geschaltet wird, Daten erhält, die von der absoluten Positi onsbestimmungsvorrichtung (18) ausgegeben werden, dann von der Speichervorrichtung (24) die Standardausgangsdaten der relativen Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16), die den erhaltenen Daten entsprechen, die von der absoluten Positi onsbestimmungsvorrichtung (18) ausgegeben werden, liest, und danach die Position des Gegenstandes (12) gemäß den Daten be stimmt, die von der relativen Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) ausgegeben werden unter Bezug auf die gelesenen Standardausgangsdaten der relativen Positionsbestimmungsvor richtung (14, 16).
8. Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die
Positionsbestimmungsvorrichtung nach ihrem Anschalten eine
Vielzahl von Stücken der Daten erhält, die von der absoluten
Positionsbestimmungsvorrichtung (18) ausgegeben werden, und
Daten, die von der relativen Positionsbestimmungsvorrichtung
(14, 16) ausgegeben werden, um die Verläßlichkeit der erhal
tenen Daten, die von der absoluten Positionsbestimmungsvor
richtung (18) ausgegeben werden, zu beurteilen.
9. Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei
die relative Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) einen Inkrementdrehkodierer (14) und einen Zähler (16) für das Zählen von Kodepulsen, die vom Drehkodierer (14) ausgege ben werden, umfaßt; und
die absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) ein Potentiometer (18) umfaßt.
die relative Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) einen Inkrementdrehkodierer (14) und einen Zähler (16) für das Zählen von Kodepulsen, die vom Drehkodierer (14) ausgege ben werden, umfaßt; und
die absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) ein Potentiometer (18) umfaßt.
10. Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei
der Gegenstand (12) ein Steuerteil (12) einer Linsensteuer
einheit (10) für das elektrische Steuern von mindestens der
Schärfe oder der Brennweite einer TV-Linse ist.
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