DE19913144C2

DE19913144C2 - Positionsbestimmungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19913144C2
Application number: DE19913144A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Kanayama
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2019-03-24
Also published as: JP3941083B2; DE19913144A1; JPH11271041A; US6919928B1

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 Betätigungs größe auf. Wenn der Inkrementdrehkodierer verwendet wird, muss der Kameramann den Steuerteil jedoch zu einer Referenzposition bewegen (beispielsweise zu einer der Drehgrenzen), um die Steuereinheit nach ihrem Einschalten zu initialisieren. Das stellt keine sehr komfortable Möglichkeit dar. Darüber hinaus entspricht 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 aufgezeichnete Po sition nicht der tatsächlichen Position, wenn das Steuerteil betätigt und bewegt wird, während die Steuereinheit ausgeschaltet ist.

Aus der DE 38 29 405 C2 ist eine Betätigungseinrichtung für elektromotorisch bewegbare Teile von Kraftfahrzeugen bekannt, die einen inkrementalen Istwertgeber und einen absoluten Istwertgeber umfasst. Der inkrementale Istwertgeber dient dazu, über den gesamten Verschiebeweg des bewegbaren Teils dessen jeweilige Stellung zu erken nen. Der absolute Istwertgeber setzt an einer bestimmten Position des bewegbaren Teiles das Zählregister für den inkrementalen Istwertgeber neu und kann somit nur an einer bestimmten Position eine absolute Information liefern.

Die DE 44 13 098 A1 bezieht sich auf ein Messsystem zur Erfassung der Position eines bewegten Teiles. Bei diesem Messsystem ist ein erster Längen- oder Winkelaufneh mer mechanisch mit einem zweiten Längen- oder Winkelaufnehmer gekoppelt. Beide Aufnehmer werden parallel eingesetzt, damit jeweils der eine Aufnehmer Fehler oder Defekte des anderen Aufnehmers erkennen kann.

Die vorliegende Erfindung wird im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstän den entwickelt, und hat die Aufgabe, eine Positionsbestimmungsvorrichtung be reitzustellen, die sowohl eine relative Positionsbestimmungsvorrichtung wie eine inkrementale Drehkodiervorrichtung als auch eine absolute Positionsbestim mungsvorrichtung, wie ein Potentiometer, aufweist, und die die Notwendigkeit ei ner Initialisierung vermeidet, wenn die Vorrichtung angeschaltet wird, und die eine zufriedenstellende Linearität zwischen der bestimmten Größe (der Betätigungs größe) 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 vorbestimmten Bewegungsbereiches bewegbar ist, gerichtet, wo bei die Positionsbestimmungsvorrichtung folgendes umfasst: eine relative Positi onsbestimmungsvorrichtung für das Bestimmen einer relativen Bewegungsgröße des Gegenstandes bezüglich eines Referenzpunktes und eine absolute Positions bestimmungsvorrichtung 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 Drehkodierer 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.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

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.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

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 Bestimmung 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-Wandlers 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 P_i des Potentiometers 18 bei einem gewissen Drehwinkel θ_i und die Standanzahl der Pulse P_i, die vom Drehkodierer 14 entsprechend der Standardausgangsspannung P_i 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 eingestellten 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 (S258), 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

1. Positionsbestimmungsvorrichtung für das Bestimmen einer Position eines Gegenstandes (12), der innerhalb eines vorbestimmten Bewegungsbereiches bewegbar ist, wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung folgendes umfaßt:
eine relative Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) für das Bestimmen einer relativen Bewegungsgröße des Gegenstandes (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, bis die absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) detektiert, daß sich der Gegenstand (12) an einer Grenze des Bewegungsbereiches befindet, die Positionsbestimmungsvorrichtung die Position des Gegenstandes (12) gemäß den Daten, bestimmt, die von der absoluten Positionsbestimmungsvorrichtung (18) ausgegeben werden; und
nachdem die absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) detektiert hat, daß sich der Gegenstand (12) an der Grenze des Bewegungsbereiches befindet, wird der Referenzpunkt für die Bestimmung der relativen Positionsbestimmungs vorrichtung (14, 16) an der Grenze des Bewegungsbereiches des Gegenstandes (12) errichtet, und die Positionsbestimmungsvorrichtung bestimmt die Position des Gegenstandes (12) gemäß den Daten, die von der relativen Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) ausgegeben werden.

2. Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei:
die relative Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) einen Inkrementdrehkodierer (14) und einen Zähler (16) für das Zählen von Kodepulsen, die vom Drehkodierer (14) ausgegeben 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 in einem vorbestimmten Bewegungsbereich beweglich ist, wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung folgendes umfaßt:
eine relative Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) für das Bestimmen einer relativen Bewegungsgröße des Gegenstandes (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 Speichern von Standardausgabedaten der absoluten Positionsbestimmungsvorrichtung (18), die einer Vielzahl von Positionen des Gegenstandes (12) innerhalb des Bewegungsbereiches entsprechen, und für das vorherige Speichern von Standardausgangsdaten der relativen Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16), die den Standardausgangsdaten der absoluten Positionsbestimmungsvorrichtung (18) entsprechen, wobei der Referenzpunkt für die Standardausgabedaten der relativen Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) an einer Grenze des Bewegungsbereichs des Gegenstandes (12) errichtet wird;
wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung, wenn sie eingeschaltet wird, Daten erhält, die von der absoluten Positionsbestimmungsvorrichtung (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 bestimmt, die von der relativen Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16) ausgegeben werden unter Bezug auf die gelesenen Standardausgangsdaten der relativen Positionsbestimmungsvorrichtung (14, 16).

5. Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 4, 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 erhaltenen Daten, die von der absoluten Positionsbestimmungsvorrichtung (18) ausgegeben werden, zu beurteilen.

6. 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) ausgegeben werden, umfaßt; und
die absolute Positionsbestimmungsvorrichtung (18) ein Potentiometer (18) umfaßt.

7. 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.