JPH04172201A

JPH04172201A - 位置検出器およびその検出器を用いたレンズ装置

Info

Publication number: JPH04172201A
Application number: JP30080890A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Yamane; 洋介山根; Ryuichiro Kuga; 龍一郎久我; Masayuki Yoneyama; 匡幸米山; Keizo Ishiguro; 敬三石黒
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 1992-06-19
Anticipated expiration: 2010-07-19
Also published as: JPH0765882B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は抵抗体、移動体、摺動子、増幅および減衰器を
用いて、レンズ位置検出を行う位置検出器およびその位
置検出器を用いたレンズ装置に関する。

従来の技術従来の位置検出手段の１つに基板上に設置され両端に電
圧が印加されている抵抗体と前記抵抗体上を平行に移動
する移動体と前記移動体に装着され、前記抵抗体上を摺
動し電圧を取り出す摺動子を具備した位置検出装置を用
いてレンズ位置の検出を行う方法がある。第５図で上記
の動作説明を行う。

第５図は従来例における位置検出器の構成図である。第
５図において、３５は基板、３６は基板上に設置された
抵抗体、３７は３６の抵抗体上を平行に移動する移動体
、３８は３６の抵抗体上を摺動し、電圧を取り出すため
の摺動子、３９は出力端子、４０．４１は電圧を印加す
るための端子、４２は電源である。

抵抗体３６の両端にＥ［Ｖ］の電圧を印加し、摺動子が
抵抗体上のａ点よりｂ点まで連続して摺動するとすれば
、ａ点の電位０［Ｖ］、ｂ点の電位はＥ’　［Ｖ　］で
表現できる。したがって出力電圧が負でないＥ［Ｖ］よ
り小さい電圧ｅ［Ｖ］を出力した場合の摺動子のａ点か
らの距離ｘ（ｍ）は抵抗体の抵抗値に誤差がないものと
すれば、ｘ　＝　Ｘ　＊　　Ｅ　　（ｍ　）　　　　　　　　・
旧・・（１）で表すことができる。ただし、ａ点−ｂ点
間の距離をＸ　（ｍ）とする。

発明が解決しようとする課題しかしなから実際に抵抗体から取り出された位置情報は
アナログ電圧であり、この位置情報はＡ／Ｄ変換され、
デジタル値で処理されることが多い。したがって、位置
検出器としての分解能はＡ／Ｄ変換器の分解能で限定さ
れてしまう。つまり、位置出力がアナログ値であり、位
置情報をデジタル値に変換する場合従来の位置検出器で
は、Ａ／Ｄ変換器の分解能で限定される分解能以上は実
現できないという問題がある。

本発明は上記した問題点を改善するものでより高い分解
能を実現できる位置検出器を提供するものである。

課題を解決するための手段上記問題点を解決するために本発明による位置検出器は
、基板上に形成され、両端に電圧が印加された少なくと
も１つの抵抗体と前記抵抗体に対し平行に移動する移動
体と前記抵抗体に装着され前記抵抗体上を摺動する摺動
子と前記摺動子に取り付けられ電圧を取り出す出力端子
と前記出力端子から取り出された電圧の増幅および減衰
する利得調節回路とで構成されるものである。

作用本発明は、上記した構成により１つの抵抗体を用いた位
置検出器では、位置検出分解能は、出力電圧を検出する
Ａ／Ｄ変換器の分解能で限定されていたのに対し、抵抗
体の位置検出範囲のある範囲で、摺動子より取り出され
た出力電圧を増幅および減衰することでＡ／Ｄ変換器へ
の入力電圧を調節し、その利得調節範囲の位置検出分解
能を高めることが可能となる。

実施例以下、本発明の実施例について図面を参照しなから説明
する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。第１図
において、１は抵抗体を装着するための基板、２は位置
検出範囲の位置情報を抽出するための抵抗体、３は前記
抵抗体上を平行に移動する移動体１．４は前記抵抗体上
に取り付けられた前記抵抗体上の位置検出範囲を摺動す
る摺動子、５は前記摺動子より取り出された電圧を出力
する出力端子、６．７は前記抵抗体の両端に電圧を印加
するために設けられた端子、８，９は端子６，７に電圧
を印加するための電源、１０は出力端子５から取り出さ
れた電圧の利得調節を行う回路、１１．１２はそれセれ
、出力端子５で取り出された電圧、および電圧利得調節
回路で増幅および減衰された電圧をデジタルデータに変
換するためのＡ／Ｄ変換器である。なお、Ａ／Ｄ変換器
は入力切り替えが自在にできる場合は１つで構わない。

第１図においてａ点よりｂ点までが位置検出を行う範囲
であるとし、その距離をＸ（ｍ）とし、ａ点における電
位をＥａ［Ｖ］、ｂ点における電位をＥｂ［Ｖ］になる
ように電源８．９を調節する。このときＥｂ［Ｖ］はＥ
ａ［Ｖ］より大きくし、Ｅａ［Ｖ］、Ｅｂ［Ｖ］はそれ
ぞれＡ／Ｄ変換器の下限入力基準電圧、上限入力基準電
圧に等しくなるようにする。位置情報をデジタルに変換
して考える場合、位置検出器の分解能Ｐ＋（ｍ）は、Ａ
／Ｄ変換器のビット数をｎとすれば、Ｐ＋　＝Ｘ／２”　（ｍ）　　　　　　　　−−（２）
となる。

ａ点からＸ　（ｍ　）だけ離れた点く０点とする）から
、Ｌ（ｍ）、（ＬＡＸ）はどさらに離れた点くｄ点とす
る）において、まず０点における出力電位Ｅｃ［Ｖ］は
、Ｅｃ＝　（Ｅｂ−Ｅａ）＊　　Ｘ　＋Ｅａ［Ｖ］・・・
・・・（３）で表され、ｄ点における出力電位Ｅｄ［Ｖ］は、ｘ十ＬＥｄ＝　（Ｅｂ−Ｆａ）＊　　Ｘ−＋Ｅａ［Ｖ］・・・
・・・（４）で表される。そこで、電圧利得調節回路により、Ｅｃ［
Ｖ］の電位がＥａ［Ｖ］になるように、さらにＥｄ［Ｖ
］の電位がＥｂ［Ｖ］になるように、さらに出力電圧Ｃ
点よりｄ点まではリニアに変化するように電圧利得調節
を行う。今、移動体３がａ点よりｂ点まで摺動した場合
、ａ点−Ｃ点間、ｄ点−す点間は出力端子５から取り出
される電圧をＡ／Ｄ変換器１１でデジタルデータに変換
し、０点−ｄ点間は電圧利得調節回路１０の出力電圧を
Ａ／Ｄ変換器１２でデジタルデータに変換すると考える
。第２図に出力端子５の出力電圧特性１３、および電圧
利得調節回路の出力電圧特性１４を示す。このとき、０
点−ｄ点間（距離Ｌ　（ｍ　）　）の位置検出分解能Ｐ
２（ｍ）は、Ｐ２　＝Ｌ／２”　（ｍ）　　　　　　　　　−・・・
（５）となり、ａ点−Ｃ点間、ｄ点−ｄ点間の位置検出
分解能に比べＬ／Ｘ倍はど位置検出分解能を向上させる
ことができる。

第２の実施例として本発明の位置検出器を用いたレンズ
装置について説明する。

レンズ装置とはズーム機能を含んでおり、従来はズーム
レンズ最前方群の移動によるフォーカシング方式が主流
であったが、近年最前方群以外のレンズ群あるいはその
一部の移動によるフォーカシング方式や撮像素子の移動
によるフォーカシング方式すなわちリアフォーカス方式
がでてきている。ところがリアフォーカス方式ではズー
ミングによるズームレンズの焦点距離変化に伴う結像位
置のずれが生じ補正が必要となって（る。この補正を機
械的なカムで補正することは極めて複雑になるため、例
えば、ズーミングに用いるレンズ群の位置を検出するズ
ーム位置検出手段と、フォーカシング系の位置を検出す
るフォーカシング位置検出手段から得られる位置情報か
、ら、フォーカシング系の移動の軌跡を算出し、その軌
跡に従い、フォーカシング系の位置のずれの補正を行っ
ている（特願昭６１−７３５４２号）。

第６図にズーム位置とフォーカシング系の位置移動量の
関係を表す。広角側より望遠側のほうがズーム位置の変
化に対するフォーカシングレンズ系の位置移動量の割合
が大きくなっている（特開昭５７−４０１８号）。

したがって広角側ではズーム位置の変化に対するフォー
カシング系の位置移動量の割合が小さいため、ズームの
位置検出には従来の位置検出器の分解能で十分であるが
、望遠側ではフォーカシング系の変化量が大きいためズ
ームの位置検出は高分解能が要求される。すなわち高分
解能の位置検出器が必要となる。

第３図に本発明の位置検出器を用いたレンズ装置の構成
図、第４図は電圧出力特性図を示す。第３図において１
５はズームレンズ、１６はフォーカシング系レンズ、１
７は抵抗体を装着するための基板、１８は位置検出範囲
の位置情報を抽出するための抵抗体、１９は前記抵抗体
上を平行に移動する移動体、２０は前記抵抗体上に取り
付けられた前記抵抗体上の位置検出範囲を摺動する摺動
子、２１は前記摺動子より取り出された電圧を出力する
出力端子、２２．２３は前記抵抗体の両端に電圧を印加
するために設けられた端子、２４゜２５は端子２２．２
３に電圧を印加するための電源、２６は出力端子から取
り出される電圧の利得調節回路、２７．２８．２９は電
圧利得調節回路２６を構成する抵抗、およびオペアンプ
、３０は電圧利得調節回路２６に電圧を印加するための
電源、３１．３２は出力端子２１から取り出される電圧
および、電圧利得調節回路２６の出力電圧をデジタル変
換するＡ／Ｄ変換器である。

また、前記抵抗体上の位置検出範囲Ｘを（ｍ）、前記抵
抗体上の位置検出範囲におけるズームの分解能の高い位
置検出が必要な望遠側の範囲をＸ（ｍ）（ｘ＜Ｘ／２）
、広角側の端点をａ点、望遠側の端点をｂ点、望遠側の
範囲の始点を０点とし、２４の電源電圧をアナログ−デ
ジタル変換器の下限基準電圧（＝Ｖａ　［Ｖ］）　ｌ：
：等しく、２５゜３０の電源電圧をアナログ−デジタル
変換器の上限入力基準電圧（＝ＶＴ［Ｖ］）に等しく、
さらに、電圧利得調節回路２６における抵抗２７．２８
の抵抗値の比を（Ｘ−ｘ）：ｘとする。第３図の構成に
より、広角側のズームレンズの位置検出分解能Ｐｗ（ｍ
）は、アナログ−デジタル変換器３７のビット数をｎと
すれば、距離Ｘ（ｍ）を２０分割するため、Ｐｗ＝Ｘ／２ｎ（ｍ）　　　　　　　　・・・・・・（
６）で表される。また、０点における電圧利得調節回路
２６の出力電圧Ｖ　ｃ［Ｖ］は、Ｖ　ｃ　＝　ＶＢ　［Ｖ］　　　　　　　　　　　−・
”（７）ｂ点における電圧利得調節回路２６の出力電圧
Ｖｂ［Ｖ］は、Ｖ　ｂ　＝ＶＴ　［Ｖ］　　　　　　　　　　　・・・
・・（８）また、抵抗体１８の抵抗値の直線性が十分に
確保されているとした場合、Ｃ点＝ｂ点間の電圧利得調
節回路２６の出力電圧はリニアとなる。従って０点−ｂ
点間のズームレンズの位置検出分解能Ｐｔ　（ｍ）は距
離Ｘ（ｍ）を、２０分割するため、Ｐｒ　＝Ｘ／２”　
（ｍ）　　　　　　　　　・・・・・・（９）となり、
他の部分に比較してズームレンズ位置検出分解能をｘ　
／　Ｘ倍高めることができる。第４図に出力端子２１で
取り出される出力電圧特性３３、電圧利得調節回路の出
力電圧特性３４を示す。

発明の効果以上のように本発明によれば、基板上に形成された両端
に電圧が印加された少なくとも１つの抵抗体と、前記抵
抗体に対し平行に移動する移動体と、前記移動体に装着
され前記抵抗体上を摺動し電圧を取り出す摺動子と、前
記摺動子に取り付けられた出力端子と、前記出力端子よ
り取り出した電圧をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変
換器とを具備し、高分解能が必要とされる範囲における
Ａ／Ｄ変換器に入力する電圧のレンジがＡ／Ｄ変換器の
持つダイナミックレンジに等しくなるように前記出力端
子から取り出される出力電圧を調節することにより、ビ
ット数の多い高価なＡ／Ｄ変換器を使用することなく、
部分的に位置検出の高分解能化を実現することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における位置検出装置の構成
図、第２図は第１図における位置検出器の出力特性図、
第３図は本発明における位置検出器を用いたレンズ装置
の構成図、第４図は第３図における位置検出器の出力特
性図、第５図は従来例における位置検出装置の構成図、
および出力特性図、第６図はレンズ装置におけるズーム
位置とフォーカシング系のレンズの位置移動量の関係を
表す特性図である。１．１７．３５・・・・・・基板、２．１８．３６・・
・・・・抵抗体、３，１９．３７・・・・・・移動体、
４，２０゜３８・・・・・・摺動子、５，２１．３９・
・・・・・出力端子、６．７，２２，２３，４０．４１
・・・・・・電圧印加端子、８．９．２４，２５．３０
．４２・・・・・・電源、１０．２６・・・・・・電圧
利得調節回路、１１．１２゜３１．３２・・・・・・Ａ
／Ｄ変換器、１５・・・・・・ズームレンズ、１６・・
・・・・フォーカシング系レンズ、２７゜２８・・・・
・・抵抗、２９・・・・・・オペアンプ。代理人の氏名　弁理士小蝦治明　ほか２２第　１ｙＪ第２図抵抗体り位置第３図第４図（広角側）　　ズー、Ａい□−＆Ｉ　　　　　　　　　
（’！虚側）第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に形成され、両端に電圧が印加された少な
くとも１つの抵抗体と、前記抵抗体に対し平行に移動す
る移動体と、前記抵抗体に装着され前記抵抗体上を摺動
する摺動子と、前記摺動子に取り付けられた電圧を取り
出す出力端子と、前記出力端子から取り出された電圧を
デジタルデータに変換するアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器と、前記出力端子から取り出され前記
Ａ／Ｄ変換器に入力される電圧を増幅、減衰する利得調
節回路とを具備することを特徴とする位置検出器。
（２）請求項１記載の位置検出器を用いることを特徴と
するレンズ装置。
（３）少なくとも１つの抵抗体において、ズーム位置の
望遠側において請求項（１）記載の利得調節回路を具備
する請求項（２）記載のレンズ装置。