-
Technisches
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung bezieht sich auf ein
bei einer Fernsehkamera verwendbares Varioobjektiv bzw. Zoom-Objektiv.
-
In Betracht
gezogener Stand der Technik
-
3 zeigt
den Aufbau eines Zoom- oder Brennweiten-Verstellabschnitts eines bekannten Varioobjektivs
in Form eines Blockschaltbilds. Ein von einer Zoom-Betätigungseinrichtung 1 abgegebenes Signal
wird über
eine Begrenzerschaltung 2 dem positiven Eingang eines Subtrahierers 3 und
sodann einem Verstärker 4 zugeführt. Der
Ausgang des Verstärkers 4 ist
mit einem Motor 6 verbunden, der zum Antrieb bzw. zur Verstellung
eines Zoomlinsenglieds 5 dient. Mit dem Motor 6 ist
eine Geschwindigkeits-Detektoreinrichtung 7, wie z.B. ein
Tachogenerator, zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit des Motors 6 verbunden.
Das von der Geschwindigkeits-Detektoreinrichtung 7 abgegebene
Signal wird auf den negativen Eingang des Subtrahierers 3 rückgekoppelt.
Auf diese Weise wird durch Rückkopplung von
dem Subtrahierer 3, dem Verstärker
4, dem Motor 6 und der Geschwindigkeits-Detektoreinrichtung 7 ein sog.
Geschwindigkeits-Regelsystem gebildet, von dem das Zoomlinsenglied 5 gesteuert
und verstellt wird.
-
Ferner ist mit dem Motor 6 eine
Absolutpositions-Detektoreinrichtung 8,
wie z.B, ein Potentiometer, zur Erfassung der absoluten Position
des Zoomlinsenglieds 5 verbunden. Der Ausgang dieser Absolutpositions- Detektoreinrichtung 8 ist
mit der Begrenzerschaltung 2 verbunden.
-
Bei dieser Anordnung ist die Beziehung
eines von der Absolutpositions-Detektoreinrichtung 8 abgegebenen
Signals zu der Position des Zoomlinsenglieds 5 eindeutig
bestimmt bzw. festgelegt. Die Begrenzerschaltung 2 kann
daher derart aufgebaut sein, dass das dem positiven Eingang des
Subtrahierers 3 zugeführte
Signal in einer mechanischen Endstellung eines Zoomlinsen-Antriebsmechanismus oder – Verstellmechanismus
in Abhängigkeit
von einer vorgegebenen Geschwindigkeitsverringerungskennlinie oder
-kurve den Wert "0" annimmt.
-
Das Zoomlinsenglied 5 kann
somit durch beliebige Bedienung der Zoom-Betätigungseinrichtung 1 unmittelbar
nach dem Einschalten der elektrischen Stromversorgung angetrieben
und in eine gewünschte
Position verstellt werden. Wenn hierbei das Zoomlinsenglied 5 in
die Nähe
der mechanischen Endstellung des Zoomlinsen-Antriebsmechanismus
gelangt, erfolgt über
die Begrenzerschaltung 2 unabhängig von den Absichten der
Bedienungsperson die Abgabe eines Geschwindigkeitssteuersignals "0". Auf Grund der Begrenzerschaltung 2 muss
somit die Bedienungsperson bei der Betätigung des Zoomlinsenglieds
nicht befürchten,
dass das Zoomlinsenglied 5 beim Erreichen der mechanischen Endstellung
aufprallt.
-
In jüngerer Zeit ist jedoch auf
Grund verschiedener zusätzlicher
Anforderungen ein höherer Grad
an Regel- oder Steuergenauigkeit bei Linsen- bzw. Objektivsystemen
erforderlich geworden. Solche Anforderungen umfassen z. B. eine
Funktion zur Verhinderung von scharfeinstellungsbedingten Sehwinkeländerungen
durch Korrektur solcher Änderungen
mit Hilfe einer Brennweitenverstellung. Eine weitere Anforderung
besteht in einer exakten Steuerung über die gesamte Brennweite
eines verwendeten Linsenglieds oder Objektivs z. B. in einem virtuellen
Studio oder dergleichen, bei dem reale Videobilder in Verbindung
mit einer grafischen Datenverarbeitung (Computergrafik) übertragen
werden. Diese Anforderungen bedingen einen höheren Genauigkeitsgrad der
Positionssteuerung als die übliche
Steuergenauigkeit. Zur Erfüllung
dieser Anforderungen sind daher Linsen- bzw. Objektivsysteme entwickelt
worden, die eingebaute Recheneinheiten wie Mikrocomputer zur Steuerung
der Linsenposition oder Objektiveinstellung mit Hilfe dieser eingebauten
Recheneinheiten umfassen.
-
Zur Durchführung einer Positionssteuerung mit
dem gewünschten
höheren
Genauigkeitsgrad finden bei derartigen Linsen- oder Objektivsystemen
in den meisten Fällen
Codierer als Positionsdetektoren anstelle der üblicherweise hauptsächlich als
Positionsdetektoren verwendeten Potentiometer Verwendung da sich
durch den Einsatz von Codierern die z. B. von einem Mikrocomputer
auszuführenden
Datenverarbeitungsvorgänge
vereinfachen lassen.
-
Wenn jedoch der verwendete Codierer
als sog. Absolutwert-Codierer
zur Erfassung einer absoluten Position eingesetzt wird, ist ein
größerer und aufwändigerer
Codierer mit geringerem Auflösungsvermögen als
ein sog. Inkrementalwert-Codierer
erforderlich, der eine Relativposition erfasst und geringe Abmessungen
und ein hohes Auflösungsvermögen aufweist.
Mit Hilfe eines Inkrementalwert-Codierers kann jedoch nicht die
absolute Position eines Linsenglieds oder Objektivs zum Einschaltzeitpunkt der
Stromversorgung erfasst werden. Die Verwendung eines Inkrementalwert-Codierers bedingt
somit vor der Verstellung eines Linsenglieds oder Objektivs die
Bestimmung der vorliegenden absoluten Position durch dessen Verstellung
in eine Bezugsposition zum Einschaltzeitpunkt der Stromversorgung.
Da somit das Linsenglied bzw. Objektiv in eine Bezugsposition verstellt
werden muss, da seine absolute Position zum Einschaltzeitpunkt der
Stromversorgung nicht bekannt ist, muss bei Verwendung eines Inkrementalwert-Codierers eine gewisse
Zeitdauer berücksichtigt
werden, bevor das Linsenglied bzw. Objektiv die Bezugsposition erreicht.
Außerdem
können Änderungen
der Bezugsposition auf Grund von Faktoren wie eines gewissen Spiels
oder gewisser Toleranzen auftreten.
-
Aus der
EP 0394901 ist ein Varioobjektivsystem
mit automatischer Scharfeinstellung (Autofokus-Varioobjektivsystem) bekannt, bei dem
die Position eines Fokussierlinsenglieds unter Verwendung sowohl
eines Absolutpositionsdetektors als auch eines Relativpositionsdetektors überwacht
wird. Zur Initialisierung der Position des Fokussierlinsenglieds wird
das Fokussierlinsenglied zunächst
in eine Rückstellposition
bewegt (die durch ein Signal des Absolutpositionsdetektors bestimmt
ist), in der ein Zähler zur
Zählung
der vom Relativpositionsdetektor abgegebenen Impulse zurückgestellt
wird. Aus dieser Position heraus wird die Position des Fokussierlinsenglieds
sodann durch Zählung
der Impulse des Relativpositionsdetektors bestimmt. Zur Initialisierung
des Autofokussystems muss das Fokussierlinsenglied in eine Unendlich-Scharfstellposition
gebracht werden, in der das Fokussierlinsenglied auf Objekte in
der Entfernung "unendlich" scharf eingestellt
ist. Diese Unendlich-Scharfstellposition
wird unter Berücksichtigung
der Position eines Zoomlinsenglieds bestimmt, in dem die erforderliche
Unendlich-Scharfstellposition aus einer Tabelle ausgelesen wird.
Das Fokussierlinsenglied wird sodann mit einer über der Normalgeschwindigkeit
liegenden Geschwindigkeit bis zum Erreichen der Unendlich-Scharfstellposition bewegt.
Das Autofokussystem bestimmt sodann die optimale Position des Fokussierlinsenglieds
durch Verstellung des Fokussierlinsenglieds mit einer Normalgeschwindigkeit.
-
Weiterhin ist aus der
US 5 036 348 ein Autofokus-Objektivsystem bekannt,
bei dem die Position eines Fokussierlinsenglieds unter Verwendung
sowohl eines Absolutpositionsdetektors als auch eines Relativpositionsdetektors
(zusammen mit einem die von dem Relativpositionsdetektor abgegebenen
Impulse zählenden
Zähler) überwacht
wird. Bei der jeweiligen Bewegung des Fokussierlinsenglieds durch eine
von mehreren vorgegebenen Positionen (die jeweils von dem Absolutpositionsdetektor
bestimmt werden), wird ein entsprechender vorgegebener Wert in den
Zähler
eingegeben. Durch Eingabe der vorgegebenen Werte in den Zähler kann
ein kumulativer Fehler des Zählwertes
des Zählers
vermieden werden. Zur Initialisierung des Systems wird das Fokussierlinsenglied
durch eine der vorgegebenen Positionen bewegt, sodass ein geeigneter
vorgegebener Wert in den Zähler
eingegeben wird. Die Position des Fokussierlinsenglieds wird sodann
gesteuert, indem das Fokussierlinsenglied verstellt wird, bis seine durch
den Zähler
gegebene Position einer erforderlichen Scharfstellposition entspricht.
-
Weiterhin ist aus der
US 4 861 146 ein Varioobjektivsystem
bekannt, bei dem die Position eines Fokussierlinsenglieds unter
Verwendung sowohl eines Absolutpositionscodierers als auch eines
Relativpositionscodierers überwacht
wird.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Angesichts der vorstehend beschriebenen Probleme
liegt der Erfindung daher allgemein die Aufgabe zu Grunde, eine
Linsen-Positionierungsvorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe unter
Verwendung eines kompakten und kostengünstigen Inkrementalwert-Codierers
eine genaue Linsenpositionierungssteuerung durch schnelle Erfassung
einer Referenzposition ohne Beeinträchtigung durch Faktoren wie
Spiel oder Toleranzen möglich
ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Linsen-Positionierungsvorrichtung, mit:
einer Antriebseinrichtung
zur Verstellung einer Linse innerhalb eines Verstellungsbereiches
zwischen zwei Endstellungen des Verstellungsbereichs,
einer
Positionsdetektoreinrichtung zur Ermittlung der absoluten Linsenposition
innerhalb des Verstellungsbereichs,
einer Inkrementalbewegungs-Detektoreinrichtung zur
Ermittlung einer Inkrementalbewegung der Linse innerhalb des Verstellungsbereichs,
und
einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtung,
die
dadurch gekennzeichnet ist, dass
eine Endstellungs-Detektoreinrichtung
für ein
auf der Basis eines Ausgangssignals der Positionsdetektoreinrichtung
erfolgende Ermittlung vorgesehen ist, ob die Linse eine Endstellung
des Verstellungsbereichs erreicht hat,
eine Sollstellungs-Detektoreinrichtung
für ein
auf der Basis eines Ausgangssignals der Positionsdetektoreinrichtung
erfolgende Ermittlung vorgesehen ist, ob die Linse eine Sollstellung
des Verstellungsbereichs erreicht hat, wobei die Sollstellung innerhalb
des Verstellungsbereichs liegt, und
die Steuereinrichtung derart
ausgestaltet ist, dass
die Antriebseinrichtung zur Verstellung
der Linse in Richtung der Sollstellung auf der Basis des Ausgangssignals
der Positionsdetektoreinrichtung angesteuert wird, bis die Sollstellungs-Detektoreinrichtung ermittelt,
dass sich die Linse in der Sollstellung befindet,
die Antriebseinrichtung
zur Verstellung der Linse in Richtung der Endstellung auf der Basis
eines Ausgangssignals der Endstellungs-Detektoreinrichtung angesteuert
wird, während
die Inkrementalbewegungs-Detektoreinrichtung
zur Erfassung der Inkrementalbewegung der Linse bei deren Bewegung
von der Sollstellung zur Endstellung angesteuert wird,
ein
dem Ausgangssignal der Inkrementalbewegungs-Detektoreinrichtung entsprechender Wert
gespeichert wird, wenn sich die Linse in der Endstellung befindet,
und
die Linsenposition auf der Basis des gespeicherten Wertes
und des jeweiligen, laufenden Ausgangssignalwertes der Inkrementalbewegungs-Detektoreinrichtung
gesteuert wird.
-
Weitere Aufgaben und Zielsetzungen
der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen.
Es zeigen:
-
1A ein
Blockschaltbild des Aufbaus einer Linsen-Positionierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
-
1B den
Verstellungsbereich der Linse bei diesem Ausführungsbeispiel,
-
2 ein
Ablaufdiagramm von Steuervorgängen
bei diesem Ausführungsbeispiel,
und
-
3 ein
Blockschaltbild des Aufbaus des Zoom-Verstellungsbereichs eines bekannten
Varioobjektivs.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Nachstehend wird ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen im einzelnen
beschrieben.
-
1A zeigt
ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Linsen-Positionierungsvorrichtung gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Bei der Anordnung gemäß 1A dient ein Linsen- oder Objektiv-Betätigungselement 11 zur
Abgabe eines Signals für
eine Brennweitenverstellung oder eine Scharfeinstellung. Das von
dem Linsen-Betätigungselement 11 abgegebene
Signal wird über
eine Signalleitung einer Recheneinheit 12 zugeführt, die
von einem Mikrocomputer oder dergleichen gebildet wird und zur Berechnung
des Werts des Steuersignals zur Verstellung einer Linse 14 dient.
Die Recheneinheit 12 steuert die Einstellposition der Linse 14 unter
Verwendung eines Positionssteuerwerts für die Linse 14, der
in Intervallen einer vorgegebenen Abtastzeit gebildet und von einer
Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 des Inkrementalwert-Typs
erhalten wird, sowie unter Verwendung eines die tatsächliche
Stellung der Linse 14 angebenden Signals, das von einer
Absolutpositions-Detektoreinrichtung 16,
wie einem Potentiometer erhalten wird.
-
Der Ausgang der Recheneinheit 12 ist über einen
Verstärker 13 mit
einem Motor 15 verbunden, der zum Antrieb bzw. zur Verstellung
der Linse 14 dient und mit der Absolutpositions-Detektoreinrichtung 16 und
der Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 in Verbindung
steht. Die Absolutpositions-Detektoreinrichtung 16 besteht
aus einem Potentiometer oder dergleichen und dient zur Erfassung
der absoluten Position der Linse 14. Die Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 besteht
aus einem Inkrementalwert-Drehcodierer oder dergleichen und dient
zur Ermittlung der relativen Position der Linse 14 sowie
zur Abgabe einer Impulsfolge in Abhängigkeit von der ermittelten
Relativstellung. Im Vergleich zu einem Potentiometer weist ein Drehcodierer
ein höheres
Auflösungsvermögen auf
und ermöglicht
damit eine genauere Positionssteuerung.
-
Mit der Recheneinheit 12 (Steuereinrichtung) sind
eine Speichereinrichtung 18, ein Analog/Digital-Umsetzer 19,
ein Zähler 20,
eine Tele-Endstellungs-Detektoreinrichtung 21 und eine
Weitwinkel-Endstellungs-Detektoreinrichtung 22 verbunden. Die
Speichereinrichtung 18 dient zur Speicherung von für die Anfangseinstellung
der Linse 14 erforderlichen Informationen oder eines Steuerprogramms für die Linse 14.
Der Zähler 20 dient
zur Durchführung
eines Addier- oder Subtrahiervorgangs bei einem digitalen Signal,
das in Form einer Impulsfolge von der Absolutpositions-Detektoreinrichtung 17 erhalten
wird. Die Tele-Endstellungs-Detektoreinrichtung 21 und
die Weitwinkel-Endstellungs-Detektoreinrichtung 22 dienen
zur jeweiligen Erfassung von Endstellungen des optischen Verstellungsbereichs. Der
Ausgang der Absolutpositions-Detektoreinrichtung 16 ist
mit dem Analog/Digital-Umsetzer 19 sowie mit der Tele-Endstellungs-Detektoreinrichtung 21 und
der Weitwinkel-Endstellungs-Detektoreinrichtung 22 verbunden.
Der Ausgang der Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 ist
mit dem Zähler 20 verbunden.
Das Bezugszeichen S bezeichnet einen Stromversorgungsschalter. die
Recheneinheit 12 ermittelt in Abhängigkeit von dem Schaltzustand
des Schalters S, ob die Stromversorgung eingeschaltet oder abgeschaltet
ist.
-
1B veranschaulicht
den Verstellungsbereichs der Linse 14 bei diesem Ausführungsbeispiel. In 1B bezeichnet das Bezugszeichen
Mw eine mechanische Endstellung des Weitwinkelbereichs der Linse 14,
während
das Bezugszeichen Mt eine mechanische Endstellung des Telebereichs
der Linse 14 bezeichnet. Der Bereich zwischen den Bezugszeichen
Pw und Pt stellt einen Brennweiten-Verstellbereich dar, innerhalb
dessen die tatsächliche
Brennweitenverstellung der Linse 14 stattfindet. Dieser Brennweiten-Verstellbereich ist
somit durch die optische Weitwinkel-Endstellung Pw und die optische Tele-Endstellung
Pt definiert. Die Bezugszeichen Ow und Ot bezeichnen jeweils eine
weitwinkelseitige bzw. teleseitige Sollstellung innerhalb des Brennweiten-Verstellungsbereichs.
Die weitwinkelseitige Sollstellung Ow ist vorab auf einen Punkt
in der Nähe
der optischen Weitwinkel-Endstellung Pw festgelegt, während die
teleseitige Sollstellung 0t auf einen Punkt in der Nähe der optischen
Tele-Endstellung Pt festgelegt ist. Informationen bezüglich der
optischen Weitwinkel-Endstellung Pw und der optischen Tele-Endstellung Pt sind
jeweils in der Weitwinkel-Endstellungs-Detektoreinrichtung 22 bzw.
der Tele-Endstellungs-Detektoreinrichtung 21 gespeichert.
-
Im Anfangszustand der Linsenpositionierungssteuerung
veranlasst die Recheneinheit 12 (Steuereinrichtung) zunächst, dass
die Linse 14 von dem Motor 15 mit hoher Geschwindigkeit
in die Sollstellung Ow verstellt wird, was z. B. in Abhängigkeit von
einem das Einschalten der Stromversorgung angebenden Signal erfolgen
kann. Sodann ermittelt die Recheneinheit 12 in Abhängigkeit
von dem Messsignal der Absolutpositions-Detektoreinrichtung 16 durch
Vergleich des Messsignals mit der Sollstellung Ow, ob die Linse 14 die
Sollstellung Ow erreicht hat. Beim Eintreffen der Linse 14 in
der Sollstellung Ow veranlasst die Recheneinheit 12, dass
die Linse 14 mit einer geringeren Geschwindigkeit als der
vorstehend beschriebenen hohen Geschwindigkeit in Richtung der optischen
Weitwinkel-Endstellung
Pw bewegt bzw. verstellt wird. Sodann ermittelt die Recheneinheit 12 auf
der Basis des Messsignals der Weitwinkel-Endstellungs-Detektoreinrichtung 22,
ob die Linse 14 die optische Weitwinkel-Endstellung Pw
erreicht hat. Hierbei zählt
die Recheneinheit 12 die Anzahl der vom Codierer für den Abstand
von der Sollstellung Ow zur optischen Weitwinkel-Endstellung Pw
erhaltenen Impulse und speichert diesen Zahlenwert. Sodann steuert
die Recheneinheit 12 den Verstellungsvorgang der Linse 14 in
Abhängigkeit
von dem Messsignal der Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 unter
Verwendung der auf diese Weise gespeicherten Information bezüglich der
optischen Weitwinkel-Endstellung Pw als Referenzwert.
-
Wie vorstehend beschrieben, veranlasst
die Recheneinheit 12 zunächst eine Verstellung der Linse
14 im Rahmen eines Vergleichs des Positionsmesssignals der Absolutpositions-Detektoreinrichtung 16 mit
der vorgegebenen Sollstellung Ow innerhalb des Verstellungsbereichs
der Linse 14. Sodann veranlasst die Recheneinheit 12 eine
Verstellung des Objektivs 14 in Richtung der Weitwinkel-Endstellung Pw
des Verstellungsbereichs, während
sie das Messsignal der Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 zählt.
-
Die Steuerung der Linsenstellung
im Bereich der Tele-Endstellung
des Linsen-Verstellungsbereichs erfolgt in der gleichen Weise wie
im Fall der vorstehend beschriebenen Steuerung der Linsenstellung
im Bereich der Weitwinkel- Endstellung.
Auf diese Weise wird der Linsen-Verstellungsbereichs
zwischen der optischen Weitwinkel-Endstellung Pw und der optischen Tele-Endstellung
Pt für
die Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 festgelegt.
Sodann erfolgt die Linsenpositionierungssteuerung mit einem hohen
Genauigkeitsgrad unter Verwendung des Ausgangssignals der Relativpositions-Detektoreinrichtung 17.
-
Bei einem von der Bedienungsperson
der Kamera in der Praxis vorgenommenen Brennweiten-Verstellvorgang
wird somit die Linsenposition unter Verwendung der Relativpositions-Detektoreinrichtung
gesteuert, die ein höheres
Auflösungsvermögen aufweist
als die übliche
Linsenpositionierungssteuerung, bei der eine Absolutpositions-Detektoreinrichtung
in Form eines Potentiometers oder dergleichen Verwendung findet.
Im Vergleich zum Stand der Technik ermöglicht somit das vorstehend
beschriebene Ausführungsbeispiel
eine Linsenpositionierungssteuerung mit einem höheren Genauigkeitsgrad.
-
Bei dem vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel
findet bei der Ausführung
der Anfangseinstellung für
die Linsenpositionssteuerung zunächst
eine Verstellung der Linse mit hoher Geschwindigkeit in eine vorgegebene
Sollstellung statt, woraufhin die optische Weitwinkel-Endstellung unter Verstellung
der Linse mit einer geringeren Geschwindigkeit ermittelt wird. Auf
diese Weise lässt
sich die für
die Anfangseinstellung erforderliche Zeitdauer verkürzen.
-
2 veranschaulicht
in Form eines Ablaufdiagramms eine Folge von Steuervorgängen bei
diesem Ausführungsbeispiel,
die unmittelbar nach dem Einschalten der Stromversorgung bis zur
Erfassung der Endstellungen der Linse 14 erfolgen.
-
Gemäß 2 geht die Ablaufsteuerung der Recheneinheit 12 beim
Einschalten der Stromversorgung auf einen Schritt 20 über. Zur
Erzielung einer genauen Positionssteuerung ist die Verwendung eines
Drehcodierers für
die Positionssteuerung erforderlich. Dies bedingt eine Initialisierung
des Steuersystems zur Ermittlung der Weitwinkel-Endstellung und
der Tele-Endstellung für
die Relativpositions-Detektoreinrichtung 17.
-
Im Schritt 20 wird überprüft, ob der
Initialisierungsvorgang abgeschlossen ist, da die Initialisierung
unmittelbar nach dem Einschalten der Stromversorgung noch nicht
beendet ist. Im Anfangszustand geht daher der Steuerablauf vom Schritt 20 auf einen
Schritt 21 über,
in dem überprüft wird,
ob die Tele-Endstellung
Pt des Brennweiten-Verstellungsbereichs von der Tele-Endstellungs-Detektoreinrichtung 21 erfasst
worden ist. Da dieser Detektionsvorgang zu diesem Zeitpunkt noch
nicht abgeschlossen ist, geht der Steuerablauf auf den nächsten Schritt 22 über.
-
Im Schritt 22 wird überprüft, ob die
Detektion der teleseitigen Sollstellung Ot erfolgt ist, die vorab auf
einen weiter innen als die Tele-Endstellung Pt des Brennweiten-Verstellungsbereichs
gelegenen Punkt eingestellt worden ist. Wenn diese Detektion nicht
erfolgt ist, geht der Steuerablauf auf einen Schritt 23 über. Im
Schritt 23 wird überprüft, ob die
Weitwinkel-Endstellung Pw von der Weitwinkel-Endstellungs-Detektoreinrichtung 22 erfasst
worden ist. Wenn dies nicht der Fall ist, geht die Ablaufsteuerung auf
einen Schritt 24 über.
-
Im Schritt 24 wird überprüft, ob die
Detektion der weitwinkelseitigen Sollstellung Ow erfolgt ist, die vorab
auf einen weiter innen als die Weitwinkel-Endstellung Pw gelegenen
Punkt eingestellt worden ist. Wenn diese Detektion nicht erfolgt
ist, geht die Ablaufsteuerung auf einen Schritt 25 über.
-
Im Schritt 25 erfolgt eine
Positionierungssteuerung, bei der die Linse 14 mit hoher
Geschwindigkeit in Richtung der weitwinkelseitigen Sollstellung Ow
verstellt wird, wobei ein die weitwinkelseitige Sollstellung Ow
angebendes Sollpositionssignal und ein von der Absolutpositions-Detektoreinrichtung 16 abgegebenes
und die tatsächliche
Stellung der Linse 14 angebendes Absolutpositionssignal
miteinander verglichen werden. Wenn die Linse 14 die weitwinkelseitige
Sollstellung Ow erreicht, weisen das Sollpositionssignal und das
Absolutpositionssignal Koinzidenz auf. Sodann kehrt die Ablaufsteuerung
der Recheneinheit 12 wieder zum Schritt 20 zurück.
-
Anschließend geht die Ablaufsteuerung
der Recheneinheit 12 vom Schritt 20 nacheinander
auf die Schritte 21, 22, 23 und 24 über. Da
die Linse 14 zu diesem Zeitpunkt bereits in die weitwinkelseitige Sollstellung
Ow verstellt worden ist, geht die Ablaufsteuerung nun auf einen
Schritt 26 über.
Im Schritt 26 wird unter Verwendung eines von der Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 abgegebenen
Signals bei jeder Abtastzeit dem jeweils zuletzt erhaltenen Positionssteuerwert
ein vorgegebener Wert hinzuaddiert, wodurch ein laufender Steuerwert
erhalten wird. Entsprechend diesem laufenden Steuerwert wird die
Linse 14 mit relativ geringer Geschwindigkeit in Richtung
der Weitwinkel-Endstellung Pw bewegt. An dem Punkt, an dem das von
der Weitwinkel-Endstellungs-Detektoreinrichtung 22 abgegebene
Endstellungssignal erfasst wird, wird sodann der Zählwert des
Zählers 20 auf
einen die Weitwinkel-Endstellung
Pw angebenden beliebigen Wert gesetzt. Dieser Zählwert des Zählers 20 wird
in der Speichereinrichtung 18 abgespeichert. Auf diese
Weise wird der Vorgang der Positionsdetektion der Weitwinkel-Endstellung
Pw für
die Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 abgeschlossen.
-
Sodann geht die Ablaufsteuerung der
Recheneinheit 12 nacheinander auf die Schritte 20, 21, 22 und 23 in
dieser Reihenfolge über.
Beim Schritt 23 geht die Ablaufsteuerung auf einen Schritt 27 über, da
zu diesem Zeitpunkt die Weitwinkel-Endstellung Pw bereits erfasst
worden ist. Im Schritt 27 wird ein Steuerbefehl für die teleseitige
Sollstellung Ot abgegeben. Die Linse 14 wird hierdurch
mit hoher Geschwindigkeit in Richtung der teleseitigen Sollstellung
Ot in Verbindung mit einer Positionierungssteuerung verstellt, die
unter Verwendung eines folgenden Signals in Form des von der Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 abgegebenen
und die tatsächliche
Stellung der Linse 14 angebenden Signals erfolgt. Hierbei
führt die
Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 dem
Zähler 20 ein
Ausgangssignal zur Aktualisierung des Zählwertes in Verbindung mit
der Verstellungsbewegung der Linse 14 zu. Wenn die Linse 14 die
teleseitige Sollstellung Ot erreicht, kehrt die Ablaufsteuerung
der Recheneinheit 12 wieder zum Schritt 20 zurück. Sodann
geht die Ablaufsteuerung wieder nacheinander auf die Schritte 21 und 22 über. Da
zu diesem Zeitpunkt die Detektion der teleseitigen Sollstellung
Ot bereits erfolgt ist, geht die Ablaufsteuerung vom Schritt 22 auf
einen Schritt 28 über.
Im Schritt 28 wird die Linse 14 mit relativ geringer
Geschwindigkeit in Richtung der Tele-Endstellung Pt bewegt, wobei wie im
Schritt 26 das von der Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 abgegebene Signal
Verwendung findet. Der Zählwert
des Zählers 20 bei
der Position, bei der ein Endstellungssignal von der Tele-Endstellungs-Detektoreinrichtung 21 erhalten
wird, wird sodann in der Speichereinrichtung 18 gespeichert.
Dieser Wert wird als Positionswert der Tele-Endstellung Pt für die Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 eingestellt.
-
Die bis zu diesem Schritt der Ablaufsteuerung
durchgeführten
Vorgänge
ermöglichen
der Recheneinheit 12 die Erkennung bzw. Erfassung der Weitwinkel-Endstellung
Pw und der Tele-Endstellung Pt für
deren Verwendung bei der Relativpositions-Detektoreinrichtung 17.
Da auf diese Weise der Linsen-Verstellungsbereich (Objektiv-Verstellungsbereich)
zur Verwendung in Verbindung mit der Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 eingestellt
ist, ist die Stellung der Linse 14 innerhalb des Verstellungsbereichs
unter Verwendung der Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 damit
steuerbar geworden.
-
Nach der Durchführung des Schritts 28 kehrt die
Ablaufsteuerung der Recheneinheit 12 wieder zum Schritt
20 zurück
und geht sodann auf den nächsten
Schritt 21 über,
um die Überprüfung der
Detektion der Tele-Endstellung Pt auszuführen. Da die Detektion der
Tele-Endstellung Pt bereits erfolgt ist, geht die Ablaufsteuerung
vom Schritt 21 auf einen Schritt 29 über. Im Schritt 29 wird die
Linse 14 in Richtung der Weitwinkel-Endstellung Pw verstellt, wobei
eine Positionierungssteuerung unter Verwendung des in der Speichereinrichtung 18 als
Steuerwert abgespeicherten Werts der Weitwinkel-Endstellung Pw in
Verbindung mit einem von der Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 abgegebenen
und die tatsächliche
Linsenstellung angebenden Signal erfolgt. Bei Beendigung des Linsen-Verstellvorgangs stellt
die Recheneinheit 12 den Abschluss des Initialisierungsvorgangs
fest.
-
Durch die Verstellung der Linse 14 in
die Weitwinkel-Endstellung
Pw wird der Bedienungsperson der Kamera ein Bildwinkel bzw. Sehfeld
zur Verfügung
gestellt, das sich über
einen weiten Bereich erstreckt und somit in Bezug auf die Bedienung
der Kamera von Vorteil ist. Wenn die Verstellung der Linse 14 in
die Weitwinkel-Endstellung Pw erfolgt ist, kehrt die von der Recheneinheit 12 ausgeführte Ablaufsteuerung
wieder zum Schritt 20 zurück,
sodass erneut überprüft wird,
ob die Initialisierung abgeschlossen ist. Da zu diesem Zeitpunkt
der Initialisierungsvorgang bereits beendet ist, geht die Ablaufsteuerung
nun vom Schritt 20 auf einen Schritt 30 über. Im
Schritt 30 wird die Stellung der Linse 14 mit einem hohen
Genauigkeitsgrad in Abhängigkeit
von einem von dem Linsen- oder Objektiv-Betätigungselement 11 abgegebenen
Steuerbefehlssignal unter gleichzeitiger Verwendung des von der
Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 abgegebenen
Signals gesteuert.
-
Nach dem Schritt 30 ermöglicht die
Recheneinheit 12 eine Betätigung der Linse 14 mit
Hilfe des Linsen- bzw. Objektiv-Betätigungselements 11 durch Wiederholung
der Schritte 20 bis 30, bis die Stromversorgung
unterbrochen bzw. abgeschaltet wird.
-
Bei der vorstehend beschriebenen
Durchführung
der Positionierungssteuerung unter Verwendung der Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 wird
beim Einschalten der Stromversorgung somit ein Detektionsvorgang
in Bezug auf eine Endstellung des Linsen-Verstellungsbereichs stets in einer
vorgegebenen Richtung durchgeführt.
Durch diese Maßnahme
ermöglicht
das beschriebene Ausführungsbeispiel
die Detektion einer Referenzposition ohne Beeinträchtigung
durch mechanisches Spiel, Toleranzen oder dergleichen.
-
Im Falle des vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiels
findet die Erfindung bei einem Zoomlinsenglied bzw. Varioobjektiv
Anwendung. Die Erfindung kann jedoch gleichermaßen auch auf den Fall angewendet
werden, bei dem ein Fokussierlinsenglied anstelle eines Zoomlinsenglieds
unter Verwendung der Relativpositions-Detektoreinrichtung 17 verstellt
werden soll. In einem solchen Fall kann die Linsenpositionierungssteuerung
ebenfalls genau ausgeführt
werden, indem die Referenzposition in der gleichen Weise, wie vorstehend
beschrieben, detektiert wird, allerdings mit der Ausnahme, dass
im Falle des Fokussierlinsenglieds der Linsen-Verstellungsbereich
zwischen einer Endstellung für
die Entfernung "unendlich" und einer Endstellung
für eine nächste Entfernung
verläuft,
während
der Linsen-Verstellungsbereich
für das
Zoomlinsenglied zwischen der Weitwinkel-Endstellung und der Tele-Endstellung
liegt.
-
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel
ist derart ausgestaltet, dass beim Einschalten der Stromversorgung
die Linse 14 stets unter Verwendung der Rbsolutpositions-Detektoreinrichtung 16 in
die weitwinkelseitige Sollstellung verstellt wird. Die gleiche vorteilhafte
Wirkung ist jedoch innerhalb einer kurzen Zeitdauer auch erzielbar,
indem dieses Ausführungsbeispiel
dahingehend modifiziert wird, dass ein Verstellungsendpunkt durch
Bewegung der Linse 14 entweder zur weitwinkelseitigen Sollstellung oder
zur teleseitigen Sollstellung hin in Abhängigkeit davon detektiert wird,
welche der beiden Sollstellungen näher bei der zum Einschaltzeitpunkt
der Stromversorgung erhaltenen Linsenstellung liegt. Wenn die Linse
alternativ stets zuerst in Richtung der Tele-Endstellung und sodann in Richtung der
Weitwinkel-Endstellung
bewegt wird, kann die nach der Initialisierung zur Rückführung der
Linse in die Weitwinkel-Endstellung erforderliche Zeit eingespart
werden.
-
Wenn die Speichereinrichtung 18 zur
Aufrechterhaltung der gespeicherten Information auch bei abgeschalteter Stromversorgung
ausgestaltet ist, kann die Positionierungssteuerung nach erfolgter Detektion
des Verstellungsendpunkts und Bestimmung und Speicherung des Abstands
vom Verstellungsendpunkt zur Endstellung auch in der Hälfte der für den vorstehend
beschriebenen ersten Steuerzyklus erforderlichen Zeitdauer durchgeführt werden,
indem lediglich eine der Endstellungspositionen detektiert und die
gespeicherte Information bezüglich
des Abstands vom Verstellungsendpunkt zur Endstellung beim zweiten
Einschalten der Stromversorgung und anschließend verwendet werden.
-
Wie vorstehend beschrieben, ist die
erfindungsgemäße Linsen-Positionierungsvorrichtung derart
ausgestaltet, dass die Linse bzw. ein Objektiv schnell in eine Anfangsstellung
versetzt werden kann, woraufhin die Linsenstellung mit Hilfe der
aus einem Drehcodierer oder dergleichen bestehenden Relativpositions-Detektoreinrichtung
genau steuerbar ist. Außerdem
ist das beschriebene Ausführungsbeispiel
derart ausgestaltet, dass die Endstellung des Linsen-Verstellungsbereichs
im Rahmen des Detektionsvorgangs stets in einer vorgegebenen Richtung ermittelt
wird. Durch diese Vorgehensweise können Beeinträchtigungen
durch mechanisches Spiel, Toleranzen oder dergleichen vermieden
werden. Zum Einschaltzeitpunkt der Stromversorgung wird die Positionierungssteuerung
unter Verwendung des Ausgangssignals der Absolutpositions-Detektoreinrichtung
zur schnellen Bewegung der Linse in eine geeignete Stellung durchgeführt, sodass
vom Initialisierungsvorgang des Steuerablaufs innerhalb einer kurzen
Zeitdauer auf die unter Verwendung der Relativpositions-Detektoreinrichtung
erfolgende genaue Positionierungssteuerung übergegangen werden kann, die
mit Hilfe der Relativpositions-Detektoreinrichtung mit einem hohen
Genauigkeitsgrad durchführbar
ist.