JP2008209304A - 位置検出装置及びこれを用いたレンズ操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コード板に形成されたグレースケールに光を投光し、コード板を透過又は反射した光の光量を検出することによって絶対位置を検出できるようにすることによって、小型化が可能な位置検出装置及びそれを用いたレンズ操作装置を提供する。
【解決手段】位置検出対象に連結される回転軸にコード板４が固定され、そのコード板４を挟んで３組の発光素子と受光素子が対向配置され、コード板４の各領域１０、１２、１４のコードがそれらの素子によって光学的に読み取られる。領域１０、１２には、相対位置検出用のＡ相信号とＢ相信号を出力ためのコードが形成され、領域１４には絶対位置検出用のグレースケールが形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は位置検出装置及びこれを用いたレンズ操作装置に係り、特に絶対位置の検出が可能な位置検出装置及びこれを用いたレンズ操作装置に関する。

例えば、テレビカメラでは、被写体像を結像する撮影光学系を備えたレンズ装置がカメラ本体に着脱可能にマウントにより装着される。撮影光学系のフォーカスやズーム等を電動で操作するレンズ装置では、操作者（カメラマン）がフォーカスやズームの操作を行うための操作部材を備えたレンズ操作装置がケーブルで接続され、又は、撮影光学系の鏡胴本体にドライブユニットとして装着される。そして、レンズ操作装置の操作部材の操作位置が位置センサ（位置検出装置）により電気的に検出され、撮影光学系を構成する所定のレンズ群がその操作位置に対応した設定位置又は動作速度となるように制御されることによって撮影光学系のフォーカスやズーム等が操作部材の操作に従って変更されるようになっている。

このようなレンズ操作装置において、従来では操作部材の操作位置の検出に、ポテンショメータのように絶対位置を検出する絶対位置検出型の位置センサが用いられる場合と、インクリメンタル型ロータリーエンコーダ（以下、単にエンコーダという）のように相対位置を検出する相対位置検出型の位置センサが用いられる場合がある。しかしながら、いずれのタイプの位置センサを用いる場合においても欠点がある。

例えば、回転型の操作部材の操作位置（回転位置）の検出において検出軸（回転軸）の回転位置に応じた電圧を出力するポテンショメータ（絶対位置検出型の位置センサ）を用いた場合、検出軸の回転位置とそれに対する出力値（出力電圧）との関係において直線性（出力の直線性）が良くない。即ち、検出軸の回転位置の一定変化量（一定回転量）に対する出力値の変化量が、検出軸の回転位置に応じて変動する。そのため、操作部材の操作位置の検出に絶対位置検出型の位置センサを用いた場合には、操作部材の操作位置の一定変化量（一定操作量）に対する制御対象の位置変化量（又は速度変化量）が位置センサの特性に依存して操作部材の位置によって相違すると共に、その度合いにも個体差が生じ、操作性が良くないという欠点がある。

一方、回転型の操作部材の操作位置の検出において検出軸の回転量（回転位置の変化量）に応じた数のパルスを出力するエンコーダ（相対位置検出型の位置センサ）を用いた場合、検出軸の一定回転量に対する出力パルス数が検出軸の回転位置に関係なく常に一定となる。従って、操作部材の操作位置の検出に相対位置検出型の位置センサを用いた場合には、その位置センサの出力パルス数を操作部材の操作量（操作位置の変化量）としたときに、操作部材の一定操作量に対する制御対象の位置変化量（又は速度変化量）が、操作部材の操作位置に関係なく、また、個体差もほとんどなく、常に一定となるため、操作性に優れている。

しかしながら、相対位置検出型の位置センサでは、操作部材の操作位置を絶対位置として検出すると共に、その操作位置に対応した位置となるように制御対象のレンズ群を制御するような場合に、レンズ制御の処理動作開始後（電源投入後）の初期設定の作業が必要になるという欠点がある。

例えば、処理動作開始時における操作部材の操作位置とレンズ群の位置とを各々の基準位置として、基準位置からの操作部材の操作量を相対位置として位置センサにより検出し、その操作量に対応する位置変化量分だけレンズ群を基準位置から移動させるようにすると、相対位置検出型の位置センサでも処理動作開始後に迅速にレンズ制御を開始することができる。

一方、制御対象であるレンズ群の可動範囲の両側には可動端がある。この場合に、レンズ群が可動端に到達したことを操作者が認識できるようにするために、レンズ群の可動端に対応して操作部材の可動範囲にも機械的な可動端を設けておき、レンズ群が可動端に到達したときに操作部材をそれ以上の回動操作できないようにしておくことが望ましい。このように操作部材の可動範囲に可動端を設ける場合には、操作部材の両側の可動端とレンズ群の両側の可動端とが一致するように操作部材の操作位置とその操作位置に対して設定されるレンズ群の位置とを対応させる必要がある。もし、上記のように処理動作開始時における操作部材の操作位置とレンズ群の位置とを対応付けてレンズ制御を開始したとすると、操作部材が可動端に到達してもレンズ群が可動端に到達せず、レンズ群の可動範囲が狭くなるという不具合が生じる。

そのため、操作部材の操作位置を絶対位置として検出できるようにし、操作部材の絶対位置に対して可動端が一致するように対応付けられた位置にレンズ群を設定する必要が生じる。そこで、相対位置検出型の位置センサで操作部材の操作位置を絶対位置として検出できるようにするために、まず、操作部材の操作位置が、絶対位置として把握されている予め決められた基準位置、例えば、いずれかの可動端に一致したことをスイッチ手段などで検出できるようにしておく。そして、操作部材の操作位置が所定の基準位置に一致したことを検出した場合に、その後のその基準位置からの操作部材の操作量を相対位置検出型の位置センサで検出する。これによって、任意の操作位置での絶対位置が検出できるようになる。尚、エンコーダの出力には、通常、Ｚ相があり、そのＺ相の信号として例えば検出軸の決まった回転位置でパルス信号が出力されるため、そのＺ相のパルス信号が出力されるときの操作位置を基準位置とすることもできる。

このように、操作部材の操作位置の検出に相対位置検出型の位置センサを用いた場合には、処理動作開始後において操作者が操作部材を所定の基準位置に設定する必要があるため、その煩わしい作業が必要になると共に、即座にレンズ制御を開始することができないという欠点がある。

以上のような絶対位置検出型の位置センサと相対位置検出型の位置センサの欠点を解消するために特許文献１には、操作部材の操作位置の検出に絶対位置検出型と相対位置検出型の両方の位置センサを用いることが開示されている。これによれば、処理動作開始後において相対位置検出型の位置センサの初期設定が行われていない間は、絶対位置検出型の位置センサによって操作部材の操作位置が絶対位置として検出され、その操作位置に基づいてレンズ制御が行われる。そして、絶対位置検出型の位置センサで操作部材の操作位置の検出が行われている間に、操作部材の操作位置が予め決められた基準位置に一致したことを検出すると、相対位置検出型の位置センサの初期設定が行われる。初期設定が行われた後は、その基準位置からの操作部材の操作量を相対位置検出型の位置センサで検出することによって操作部材の操作位置が絶対位置として検出され、その操作位置に基づいてレンズ制御が行われる。これによれば、相対位置検出型の位置センサの初期設定が行われるまでの間、絶対位置検出型の位置センサによる操作部材の操作位置の検出と、その操作位置に基づくレンズ制御が行われるため、操作部材の操作開始と共にレンズ制御が開始されるようになる。そして、操作者の都合のよいタイミングで、又は、操作者が特別に意識することなく相対位置検出型の位置センサの初期設定が行われ、相対位置検出型の位置センサによる操作部材の操作位置の検出と、その操作位置に基づくレンズ制御に移行することができる。

また、特許文献１に開示されている他の実施の形態では、処理動作開始時において、絶対位置検出型の位置センサにより操作部材の操作位置が絶対位置として検出される。これによって、そのときの操作部材の操作位置が絶対位置として把握されるため、その操作位置を基準位置とすることができ、処理動作開始と共に相対位置検出型の位置センサの初期設定が実行される。そして、その基準位置からの操作量を相対位置検出型の位置センサで検出することによって操作部材の操作位置が絶対位置として検出され、その操作位置に基づいてレンズ制御が行われる。これによれば、相対位置検出型の位置センサの初期設定が処理動作開始と同時に行われ、相対位置検出型の位置センサによる操作部材の操作位置の検出と、その操作位置に基づくレンズ制御が即座に開始されるようになる。
特開平１１−２７１０４１号公報

しかしながら、特許文献１のように、絶対位置検出型の位置センサと相対位置検出型の位置センサの両方を使用すると、２つの位置センサが必要となるので装置の大型化を招くという問題がある。特に、従来、いずれか一方のタイプの位置センサを使用している装置では、位置センサを増加するためのスペースを確保するために他の部分の変更が必要になるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、小型化が可能であり、また、相対位置検出型の位置検出装置との一体化が容易な絶対位置を検出するための位置検出装置及びそれを用いたレンズ操作装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の位置検出装置は、光の透過率又は反射率が連続的に増加又は減少するグレースケールが形成されたコード板と、前記コード板のグレースケールの一部に光を投光すると共に、該投光した光のうち前記コード板を透過した光又は前記コード板で反射した光を受光することによって前記コード板に光が投光された部分の透過率又は反射率に対応した値の検出信号を出力する光検出手段と、位置検出対象に連結され、該位置検出対象の位置の変化に対応して前記コード板と前記光検出手段との
相対位置を変化させる相対位置可変手段と、を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、光検出手段の検出信号の値により、位置検出対象の絶対位置を検出することができる。また、コード板のグレースケールを光学的に検出するのみで絶対位置を検出することができるため、従来のポテンショメータやアブソリュート型のエンコーダ等と異なり、小型化が容易であり安価に製造することができる。また、本願発明の絶対位置検出型の位置検出装置は、相対位置検出型の位置検出装置（光学式のエンコーダ）と構造が類似しており、相対位置検出型の位置検出装置の一体化が容易である。

請求項２に記載の位置検出装置は、請求項１に記載の発明において、相対位置を検出する相対位置検出型の位置検出装置と一体的に構成されたことを特徴としている。

本発明によれば、絶対位置の検出と相対位置の検出を１つの装置で同時に行うことが可能となり、それらの方式を用途に応じて使い分けることができる。

請求項３に記載のレンズ操作装置は、レンズ装置を操作する操作部材の操作位置を、請求項１又は２の位置検出装置を用いて検出することを特徴としている。

本発明は、請求項１や請求項２の位置検出装置のレンズ操作装置への適用を示したものである。

本発明に係る位置検出装置及びそれを用いたレンズ操作装置によれば、小型化が容易で、かつ、絶対位置検出型の位置検出装置と相対位置検出型の位置検出装置との一体化が容易となる。

以下、添付図面に従って本発明に係る位置検出装置及びそれを用いたレンズ操作装置を実施するための最良の形態について詳説する。

図１は、本発明に係る位置検出装置の内部構造を示した図である。本発明に係る位置検出装置１は、基本的な構造がインクリメンタル型ロータリーエンコーダ（以下、単にエンコーダと称す）と一致しており、同図に示すように回転軸２が図示しないハウジングに回動可能に支持されている。回転軸２には、円盤状のコード板４が固定されており、そのコード板４が回転軸と共に回動するようになっている。

コード板４の正面側には、３つの発光素子６Ａ、６Ｂ、６Ｃが配置され、コード板４の背面側には３つの受光素子８Ａ、８Ｂ、８Ｃが配置されており、コード板４を挟んで３組の発光素子６Ａと受光素子８Ａ、発光素子６Ｂと受光素子８Ｂ、発光素子６Ｃと受光素子８Ｃが対向して配置されている。これによって、各受光素子８Ａ、８Ｂ、８Ｃからは、対向配置された各発光素子６Ａ、６Ｂ、６Ｃから出射された光のうち、コード板４を透過して各受光素子８Ａ、８Ｂ、８Ｃに入射した光の光量に応じた電圧の信号が出力されるようになっている。

コード板４は、例えば、ガラスやプラスチックのような透明部材を基板としている。尚、この透明部材の基板は、光の透過率が１の特性を有するものとして以下説明するがこれに限らない。そして、その表面に光の透過率を低減させる遮光材料が所望のパターン、又は、濃度でプリントされ、所定のコードが形成されている。

図２にコード板４の正面図を示す。同図に示すようにコード板４は径方向に３つの領域１０、１２、１４に分けられている。領域（Ａ相領域）１０と領域（Ｂ相領域）１２は、従来のエンコーダにおいてＡ相とＢ相の信号を出力するためのコードと同一のコードが環状に形成されており、光を完全に透過する透過率１の部分（スリット部分）と光を略完全に遮断する透過率０の部分（遮光部分）とが交互に配列されている。

Ａ相領域１０には図１の発光素子６Ａと受光素子８Ａの組が対向配置され、Ｂ相領域１２には図１の発光素子６Ｂと受光素子８Ｂの組が対向配置されている。従って、受光素子８Ａからは、発光素子６Ａから出射されてコード板４のＡ相領域を透過した光の光量に応じた電圧の信号が出力され、従来のエンコーダと同等のＡ相信号が受光素子８Ａから出力される。一方、受光素子８Ｂからは、発光素子６Ｂから出射されてコード板４のＢ相領域１２を透過した光の光量に応じた電圧の信号が出力され、従来のエンコーダと同等のＢ相信号が受光素子８Ｂから出力される。

図３（Ａ）、（Ｂ）には、回転軸２の回転に伴いコード板４が回転した場合に、受光素子８Ａと受光素子８Ｂの各々から出力されるＡ相信号とＢ相信号が例示されている。同図に示すように回転軸２が所定方向（正転方向又は逆転方向）に所定角度回転するごとにＡ相信号、Ｂ相信号として１つのパルス信号が出力される。周知のようＡ相信号とＢ相信号とは、位相がずれており、その位相関係が回転軸２の回転方向によって相違するようになっている。従って、これらのＡ相信号及びＢ相信号に基づいて回転軸２の回転位置の変化量（回転量）を検出することができる。そして、位置検出装置１に接続されたカウンタのカウント値にその回転軸２の回転量分の値が加算又は減算されることによって、回転軸２の回転位置を示すカウント値がカウンタによって得られるようになっている。

尚、詳細を後述するようにカウンタの初期設定を行うことによって、カウンタのカウント値が回転軸２の絶対的な回転位置（絶対位置）を示すようにすることができる。

また、図２のようにＡ相領域１０とＢ相領域１２とで分けて２つのコードを形成するのではなく、１つのコード（例えばＡ層領域１０のコードとＢ層領域１２のうちのいずれか一方のコード）を１つの領域に形成し、その領域にＡ相信号を出力するための発光素子６Ａと受光素子８Ａ、Ｂ相信号を出力するための発光素子６Ｂと受光素子８Ｂとを配置すると共に、それらの位置をずらして受光素子８Ａ、８Ｂの各々から出力されるパルス信号が図３のＡ相信号とＢ相信号のように位相がずれるようにしてもよい。

図２においてコード板４の領域１４は、従来のエンコーダではＺ相信号を出力するためのコードが形成される領域である。本発明の位置検出装置１では、その領域１４に回転軸２の回転位置を絶対位置として検出するためのグレースケールが形成される。尚、領域１４をグレースケール領域１４と称す。

グレースケール領域１４は、コード板４の光の透過率を、光を完全に透過する透過率１（基板の透過率）から光を略完全に透遮断する透過率０まで徐々に変化させるようにした領域であり、同図では所定の基準位置から左回りに透過率が１から０に徐々に減少するように形成されている。このグレースケール領域１４には図１の発光素子６Ｃと受光素子８Ｃの組が対向配置されている。従って、受光素子８Ｃからは、発光素子６Ｃから出射されてコード板４のグレースケール領域１４を透過した光の光量に応じた電圧の信号が出力される。即ち、発光素子６Ｃから出射されて受光素子８Ｃに入射する光がコード板４と交差する位置（受光素子８Ｃの検出部）でのグレースケール領域１４の透過率に応じた電圧の信号が受光素子８Ｃから出力される。尚、グレースケール領域１４の透過率は、透明部材の基板にプリントする遮光材料の濃度によって変化させるようにしてもよいし、一定の濃度のドットやラインを透明部材の基板にプリントすると共にそのドットやラインの大きさ又は密度によってグレースケール領域１４の透過率を変化させるようにしてもよい。

図３（Ｃ）、（Ｄ）には、回転軸２の回転に伴いコード板４が回転した場合に、受光素子８Ｃから出力される信号（以下、絶対位置信号と称す）が示されている。尚、同図（Ｄ）は、回転軸２を正転方向に回転し続けた場合の絶対位置信号の変化を示している。これらの図に示すように回転軸２が図２において左回り（図中では左周りを正転としている）に回転すると、コード板４上の基準位置が受光素子８Ｃの検出部を通過するときに、受光素子８Ｃから出力される絶対位置信号の値（電圧）が略０となる。そして、その時点から回転軸２（コード板４）が一回転するまでの間、受光素子８Ｃから出力される絶対位置信号の値が徐々に増加する。例えば、回転軸２の回転量に比例して絶対位置信号の値が増加する。同図（Ｄ）のように回転軸２が一回転して基準位置が受光素子８Ｃの検出部を通過するときには、受光素子８Ｃから出力される絶対位置信号の値が０に切り替わる。そのまま、回転軸２の左回りの回転が継続すると、一回転するごとに上記のような信号が繰り返し出力される。回転軸２が右回り（逆転方向）に回転した場合には左回り（正転方向）の回転の場合と逆の形態の絶対位置信号が出力される。

これによれば、受光素子８Ｃから出力される絶対位置信号の値によって、回転軸２の回転位置を絶対位置として検出することが可能となり、絶対位置を検出するポテンショメータと同等の出力信号が上記位置検出装置１から得られるようになる。また、一般的なエンコーダでは回転軸２が所定の回転位置となったことを示すＺ相信号の出力を有するが、受光素子８Ｃから出力される絶対位置信号において値が急激に切り替わる基準位置での立ち上がり又は立ち下がりの信号を、所定の回転位置となったことを示すＺ相信号として使用することによって、上記位置検出装置１をＺ相信号を出力する通常のエンコーダとして使用することも可能である。

以上の如く構成された位置検出装置１は、回転軸２に連結された検出対象の絶対位置を検出するための絶対位置検出型の位置検出装置と、相対位置を検出するための相対位置検出型の位置検出装置のいずか一方の用途として、又は、両方の用途として使用することができ、どのように用いるかは特に限定されない。また、Ａ相領域１０、Ｂ相領域１２、及び、グレースケール領域１４の各々に対して設けられた各受光素子８Ａ、８Ｂ、８Ｃの出力信号（Ａ相信号、Ｂ相信号、絶対位置信号）をどのように使用して位置検出を行うかも特に限定されない。

尚、上記実施の形態では、各発光素子から出射されてコード板４の透過した光を各受光素子で受光するようにしたが、発光素子と受光素子とをコード板４に対して同一面側に配置し、発光素子から出射されてコード板４で反射した光を受光素子で受光するような構成にしてもよい。この場合には、コード板４の透過率を変えてコードを形成するのではなく、反射率を変えてコードを形成する。

また、上記実施の形態では、回転軸２と共にコード板４を回転させるようにしたが、回転軸２と共に発光素子６Ａ〜６Ｃ及び受光素子８Ａ〜８Ｃを回転させるようにしてもよく、回転軸２に連結された位置検出対象の位置の変位に対応して、コード板４と、各素子６Ａ〜６Ｃ、８Ａ〜８Ｃとの相対的な位置が変化するように構成すればよい。

また、上記実施の形態では、位置検出対象の位置の変位に対して、コード板４を回転させることによってコード板４と各素子６Ａ〜６Ｃ、８Ａ〜８Ｃの相対的な位置を変化させるようにしたが、位置検出対象の位置の変位に対して、コード板４又は各素子６Ａ〜６Ｃ、８Ａ〜８Ｃを直線的に移動させて、コード板４と各素子６Ａ〜６Ｃ、８Ａ〜８Ｃ相対的な位置を変化させるようにしてもよい。

次に、上記位置検出装置１を、テレビカメラのレンズ操作装置に適用する場合について説明する。図４には、上記位置検出装置１をテレビカメラのレンズ操作装置に適用した例が示されている。このレンズ操作装置は、主として、操作ノブ１０２、上記位置検出装置１、カウンタ１０４、Ａ／Ｄ変換器１０６、中央処理装置（ＣＰＵ）１００及び各種データを格納したＲＯＭ１０８等から成る。

操作ノブ１０２は、レンズ装置（撮影光学系）のフォーカスを操作するための回動可能な操作部材であり、操作ノブ１０２の操作位置（回転位置）に対応した位置へのフォーカス（撮影光学系の一部を構成するフォーカスレンズ群）の移動を指示するレンズ制御信号がＣＰＵ１００から図示せぬレンズ装置に送出されてフォーカスの位置がそれに従い電動で変更されるようになっている。

操作ノブ１０２には、図１に示した位置検出装置１の回転軸２が連結されており、操作ノブ１０２の回動と共に回転軸２が回動するようになっている。これによって、操作ノブ１０２の操作位置が位置検出装置１によって検出されるようになっている。尚、本実施の形態では操作ノブ１０２の回動範囲は、可動端によって１回転の範囲内に制限されている。

位置検出装置１からは、相対位置を検出する通常のエンコーダと同様のＡ相信号とＢ相信号が出力されると共に、絶対位置を検出する通常のポテンショメータと同様の絶対位置信号が出力される。

位置検出装置１から出力されるＡ相信号とＢ相信号はカウンタ１０４に入力される。カウンタ１０４では、Ａ相信号及びＢ相信号に基づいて操作ノブ１０２の操作量（操作位置の変化量）に応じた値が、カウント値に加算（又は減算）され、そのカウント値がＣＰＵ１００に読み込まれる。また、カウンタ１０４のカウント値は、操作ノブ１０２の可動範囲内における絶対的な操作位置（絶対位置）を示す値となるように後述のように位置検出装置１から出力される絶対位置信号を利用して初期化される。

尚、カウンタ１０４のカウント値に加算する操作ノブ１０２の操作量に応じた値を、Ａ相信号及びＢ相信号に基づいて取得する具体的な回路構成及び処理は一般的なエンコーダに対するものと同様に行われると共に周知であるため詳細な説明を省略する。また、位置検出装置１からカウンタ１０４に出力される信号もＡ相信号とＢ相信号そのものではなく、Ａ相信号とＢ相信号を処理して得た信号（例えば、エンコーダとしての分解能の向上を図るためにＡ相信号とＢ相信号の排他的論理和によって得られた信号）でもよい。

一方、位置検出装置１から出力される絶対位置信号はＡ／Ｄ変換器１０６に入力され、アナログ信号からデジタル信号に変換された後、ＣＰＵ１００に読み込まれる。

ここで、絶対位置信号の値は、操作ノブ１０２の絶対位置を示す値であり、操作ノブ１０２の可動範囲内における絶対的な操作位置を絶対位置信号の値によって認識することが可能である。しかしながら、絶対位置信号は、アナログ量であるためノイズなどの影響を受け易い。そのため、高精度の制御が要求される場合には、エンコーダを使用することが望ましい。そこで、本実施の形態では、位置検出装置１から出力されるＡ相信号及びＢ相信号に基づいてカウンタ１０４によって得られたカウント値を使用して操作ノブ１０２の操作位置（絶対位置）を検出し、その操作位置に基づいてフォーカスの位置を制御する。一方、絶対位置信号は、カウンタ１０４のカウント値により操作ノブ１０２の絶対位置を検出できる状態となるまでの間に使用する。

そこで、先ず、レンズ操作装置の製造時に、操作ノブ１０２の可動端（両側の端点をＡ点、Ｂ点とする）において、Ａ／Ｄ変換器１０６を介して読み込まれる絶対位置信号の値を調べ、これらの可動端での値をＲＯＭ１０８に記憶しておく。

そして、電源投入時（起動時）に位置検出装置１の絶対位置信号の値を、Ａ／Ｄ変換器１０６を介してＣＰＵ１００で読み込み、操作ノブ１０２の現在位置を確認する。絶対位置信号の値が上記Ａ点又はＢ点の何れかの端点に一致していない場合には、絶対位置信号の値がＡ点又はＢ点の何れかに一致するまでの間（操作ノブ１０２の操作位置がいずれかの可動端に到達するまでの間）、絶対位置信号の値を参照して操作ノブ１０２の操作位置を検出し、その操作位置に基づいてフォーカスの位置を制御する。即ち、図１及び図２に示したコード板４のグレースケール領域１４の透過率（受光素子８Ｃの検出部における透過率）に基づいて操作ノブ１０２の操作位置を検出する。尚、絶対位置信号の値はＡ点とＢ点の値の範囲にあり、Ａ点の値からＢ点の値まで、操作ノブ１０２の操作位置の変化量に比例して絶対位置信号の値が変化するものとして操作ノブ１０２の操作位置を絶対位置信号の値により検出することができる。また、操作ノブ１０２の操作位置の一定変化量に対する絶対位置信号の値が変化量が一定でない場合に、操作ノブ１０２の操作位置の一定変化量に対して操作位置を示す値が一定変化量となるように、絶対位置信号の値を補正するようにしてもよく、その場合に絶対位置信号の各値に対して補正後の値を示すデータを事前に作成してＲＯＭ１０８に記憶させておくようにしてもよい。

操作ノブ１０２の操作中に絶対位置検出信号の値がＡ点又はＢ点の何れかの端点の値に一致したことを検出すると、カウンタ１０４をリセットし、以後、カウンタ１０４のカウント値を使用して操作ノブ１０２の操作位置を検出する。

尚、電源投入時において初めから絶対位置信号の値がＡ点又はＢ点の何れかの端点に一致していれば、直ちにカウンタ１０４をリセットし、以後、カウンタ１０４のカウント値を参照して操作ノブ１０２の操作位置を検出する。

次に、上記の如く構成された位置検出器を用いたレンズ操作装置の作用について説明する。図５は、図４のレンズ操作装置における処理の流れを示すフローチャートである。電源投入時、先ず、ＣＰＵ１００は位置検出装置１から出力される絶対位置信号の値をＡ／Ｄ変換器１０６を介して読み込む（ステップＳ１１０）。次いで、この読み込んだ値とＲＯＭ１０８に記憶してある両端（Ａ点、Ｂ点）の値とを比較して、絶対位置信号の値がＡ点又はＢ点の何れかの端点の値に一致しているか否かを判別する（ステップＳ１１２）。

絶対位置信号の値が端点（Ａ点又はＢ点）の値に一致してない場合には、絶対位置信号の値をレンズの制御信号として使用することにする（ステップＳ１１４）。他方、電源投入時のステップＳ１１２の判断において、最初から絶対位置信号の値が端点の値に一致していることが確認された場合には、カウンタ１０４をリセットして（ステップＳ１１６）、位置検出装置１から出力されるＡ相信号及びＢ相信号により得られるカウンタ１０４のカウント値をレンズの制御信号として使用することにする。

続いて、カウンタ１０４のカウント値に基づいてレンズを制御しているか否かの確認が行われる（ステップＳ１１８）。起動時のステップＳ１１２の判断で絶対位置信号の値が端点（Ａ点又はＢ点）に一致していないという状況下では、この確認判別（ステップＳ１１８）は「ＮＯ」と判定され、ステップＳ１２０に進む。そして、ステップＳ１２０で再び、絶対位置信号の値がＡ点、Ｂ点何れか一方の端の値に一致したか否かの判別が行われるが、この場合は、かかる判定も「ＮＯ」となる。こうして、絶対位置信号の値に応じたレンズ制御が実行される（ステップ Ｓ１２８）。

操作ノブ１０２の操作に従ってレンズが制御されると（ステップＳ１２８）、処理はステップＳ１１８に戻り、カウンタ１０４のカウント値に基づいてレンズを制御しているか否かの確認が行われる（ステップＳ１１８）。絶対位置信号の値を使用してレンズ制御を行っている期間中、このステップＳ１１８の判断は「ＮＯ」となり、続いて、レンズ操作によって絶対位置信号の値が端の値に一致したか否かが確認される（ステップＳ１２０）。絶対位置信号の値が端の値に一致していなければ、処理はステップＳ１２８に進んで、上述の処理（ステップＳ１１８〜１２８）を繰り返すことになる。

他方、ステップＳ１２０において、レンズ操作の結果、絶対位置信号の値が端の値に一致すると、カウンタ１０４をリセットし（ステップＳ１２４）、カウンタ１０４のカウント値に基づくレンズ制御に切り替える（ステップＳ１２６）。そして、カウンタ１０４のカウント値を制御信号として使用して、レンズの制御を行う（ステップＳ１２８）。

その後は、ステップ Ｓ１１８の判別において、カウンタ１０４のカウント値による制御中であることが「ＹＥＳ」と判定されるので、処理はステップＳ１２８に進み、カウンタ１０４のカウント値に応じたレンズ制御が続けられることになる。なお、電源投入時のステップＳ１１２において、最初から絶対位置信号の値が端点の値に一致していることが検出され、ステップＳ１１６でカウンタ１０４のカウント値による制御に設定された場合には、続く、ステップＳ１１８の判別でカウンタ１０４のカウント値による制御中という判定が下され、処理はステップＳ１２８に進む。従って、かかるケースでは、電源投入直後から、カウンタ１０４のカウント値に従ってレンズ制御が行われる。

上述のように、電源投入時から絶対位置信号の値が最初に端点（Ａ点又はＢ点）に一致するまでの間は、絶対位置信号を使用して操作ノブ１０２の操作位置を検出し、その後、絶対位置信号の値が端点に一致した時にカウンタ１０４をリセットして、以後、カウンタ１０４の値を使用して操作ノブ１０２の操作位置を検出している。

続いて、他の実施の形態について説明する。操作ノブ１０２の可動範囲（Ａ点〜Ｂ点）の全域に亘って、操作ノブ１０２の各操作位置における絶対位置信号の値と、これに対応するカウンタ１０４のカウント値と、を必要とする分解能で予めＲＯＭ１０８に記憶しておく。

そして、起動時に先ず、ＣＰＵ１００は絶対位置信号の値を読み込み、その値に対応するカウンタ１０４のカウント値をＲＯＭ１０８から読み出す。 こうしてＲＯＭ１０８から読み出したカウント値をカウンタ１０４の起算値として設定し、このカウント値からカウンタ１０４でのカウントを開始する。そして、以後、カウンタ１０４のカウント値を使用してレンズ制御を行う。

ところで、かかる構成を採用した場合、 絶対位置信号に対するノイズが問題となり、絶対位置信号の値が示す操作ノブ１０２の操作位置と実際の操作位置とにずれがあり、ＲＯＭ１０８から読み出すカウンタ１０４のカウンタ値との対応にずれが生ずる場合がある。

そこで、絶対位置信号の値にバラツキがある場合には、絶対位置信号の値を読み込むと同時に、カウンタ１０４のカウント値も参照し、絶対位置信号の値が正しいものであるか否かの判断を行って、正しいと思われる情報のみを参照するとよい。

図６には、本実施の形態の処理手順が示されている。電源投入後、先ず、絶対位置信号の値を複数回読み込む（ステップＳ１５０）。そして、これら複数個のサンプリングデータを加算平均処理するなどして、各データにばらつきがあるか否かを判別する（ステップＳ１５２）。サンプリングデータにばらつきがなければ、絶対位置信号の値に対応するカウンタ１０４のカウント値をＲＯＭ１０８から読み出し（ステップＳ１５４）、この読み出したカウント値をカウンタ１０４の現在のカウント値として設定する（ステップＳ１５４）。

その後、このカウント値からカウンタ１０４のカウントを開始し、カウンタ１０４のカウント値を参照してレンズ制御を行う（ステップＳ１７０）。他方、ステップＳ１５２において、サンプリングデータにばらつきがあると判定した場合には、次いで、カウンタ１０４のカウント値の読み込みを行う（ステップＳ１５８）。そして、このときカウンタ１０４のカウント値に基づいて、操作ノブ１０２が操作されているか否かを判別する（ステップＳ１６０）。

操作ノブ１０２が操作されたことによって、前記サンプリングデータがばらついたと判断した場合には、絶対位置信号の値を使用して、その操作に応じたレンズ制御を実行し（ステップＳ１６２）、処理はステップＳ１５０に戻る。一方、ステップＳ１６０において、操作ノブ１０２が操作されていないと判定した場合には、操作ノブ１０２が操作されていないにもかかわらず、前記サンプリングデータにバラツキがあるということになり、絶対位置信号に無視できないノイズが含まれていることになる。

従って、この場合、ステップＳ１５０でサンプリングした絶対位置信号の値のうちから、平均値に近いデータを抽出する等の方法によって、より安定したデータを抽出する（ステップＳ１６４）。そして、抽出したデータに対するカウンタ１０４のカウント値をＲＯＭ１０８から読み出し（ステップ Ｓ１６６）、この読み込んだデータをカウンタ１０４のカウント値として設定する。

以後、このカウント値からカウンタ１０４のカウントを開始して、カウンタ１０４のカウント値を使用してレンズ制御を行う（ステップＳ１７０）。

上記実施の形態では、本発明に係る位置検出装置をレンズ操作装置に適用し、操作ノブ１０２の操作位置を検出する場合を例に説明したが、本発明に係る位置検出装置は、レンズ操作装置に適用する以外にも、例えば、光軸に沿って前後に移動するレンズの現在位置を検出する手段にも適用することができる。

図１は、本発明に係る位置検出装置の内部構造を示した図である。 図２は、図１のコード板を正面から示した図である。 図３は、位置検出装置の出力信号の形態を示した図である。 図４は、図１の位置検出装置をレンズ操作装置に用いた場合の構成を示した構成図である。 図５は、レンズ操作装置において操作ノブの操作位置を検出する処理手順を示したフローチャートである。 図６は、レンズ操作装置において操作ノブの操作位置を検出する他の形態の処理手順を示したフローチャートである。

符号の説明

２…回転軸、４…コード板、６Ａ〜６Ｃ…発光素子、８Ａ〜８Ｃ…受光素子、１０…Ａ相領域、１２…Ｂ相領域、１４…グレースケール領域、１００…ＣＰＵ、１０２…操作ノブ、１０４…カウンタ、１０６…Ａ／Ｄ変換器、１０８…ＲＯＭ

Claims (3)

1. 光の透過率又は反射率が連続的に増加又は減少するグレースケールが形成されたコード板と、
   前記コード板のグレースケールの一部に光を投光すると共に、該投光した光のうち前記コード板を透過した光又は前記コード板で反射した光を受光することによって前記コード板に光が投光された部分の透過率又は反射率に対応した値の検出信号を出力する光検出手段と、
   位置検出対象に連結され、該位置検出対象の位置の変化に対応して前記コード板と前記光検出手段との相対位置を変化させる相対位置可変手段と、
   を備えたことを特徴とする位置検出装置。
2. 相対位置を検出する相対位置検出型の位置検出装置と一体的に構成されたことを特徴とする請求項１の位置検出装置。
3. レンズ装置を操作する操作部材の操作位置を、請求項１又は２の位置検出装置を用いて検出することを特徴とするレンズ操作装置。

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