(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同じコードが複数存在し、かつ同じコードにそれぞれ隣接するコードが被検出体の移動方向によって異なるように構成されたコード板と、前記コード板からコードを読み取ってエンコード信号を出力するコード読取手段と、前記コード板のコード配列を記憶する記憶手段と、前記コード読取手段から出力されるエンコード信号の変化、前記被検出体の移動方向及び前記記憶手段に記憶されたコード配列に基づいて被検出体の位置を特定する特定手段と、を備えたことを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
前記コード板は、同じコードが略対称に設けられていることを特徴とする請求項１のエンコーダ。
【請求項３】
前記コード板のコードは、グレイコードである請求項１又は２のエンコーダ。
【請求項４】
前記コード板の、前記被検出体の移動範囲の両端のうちの少なくとも一方に対応するコードは、単一のコードが付されていることを特徴とする請求項１、２又は３のエンコーダ。
【請求項５】
前記コード読取手段は、前記コードの電気的導通を用いて検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１のエンコーダ。
【請求項６】
前記コード読取手段は、前記コードを光学的手段を用いて検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１のエンコーダ。
【請求項７】
前記コード読取手段は、前記コードを磁気読取手段を用いて検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１のエンコーダ。
【請求項８】
前記被検出体はカメラの撮影レンズであり、該被検出体の検出する位置はズーム位置又はフォーカス位置であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１のエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンコーダに係り、特に同じコードが複数存在するコード板を備えたエンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
中判カメラからコンパクトカメラに至るまで、近年のカメラは電動ズーム化やオートフォーカス化されているとともに、気軽に持ち歩けるように小型化が進んでいる。ズームレンズを具備したカメラの場合、現在撮影しているズーム位置を認識する必要があるため、特開平１−１９８７１４号の公報に示されているように、各ズーム位置を識別するための電気接点を設けエンコーダとしている。
【０００３】
また、特開平２−２３２５０２号の公報に示されているように、ズームのポジションを抵抗などで電圧に置き換えて検出するエンコーダが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、識別するズーム位置の分解能は細かい方が好ましいので、従来の特開平１−１９８７１４号の公報に示されているエンコーダで分解能を細かくしようとするとコードの桁数を増やす必要があった。
【０００５】
また、特開平２−２３２５０２号の公報に示されているエンコーダでは、制御装置がズーム位置を認識するにあたってＡ／Ｄ変換器が必要であるという不具合があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、少ないコード桁数で多くの位置を特定することが可能なエンコーダを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】
本発明は前記目的を達成するために、同じコードが複数存在し、かつ同じコードにそれぞれ隣接するコードが被検出体の移動方向によって異なるように構成されたコード板と、前記コード板からコードを読み取ってエンコード信号を出力するコード読取手段と、前記コード板のコード配列を記憶する記憶手段と、前記コード読取手段から出力されるエンコード信号の変化、前記被検出体の移動方向及び前記記憶手段に記憶されたコード配列に基づいて被検出体の位置を特定する特定手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、同じコードが複数存在し、かつ同じコードにそれぞれ隣接するコードが被検出体の移動方向によって異なるように構成されたコード板と、前記コード板からコードを読み取ってエンコード信号を出力するコード読取手段と、前記コード板のコード配列を記憶する記憶手段と、前記コード読取手段から出力されるエンコード信号、前記被検出体の移動方向及び前記記憶手段に記憶されたコード配列に基づいて被検出体の位置を特定する特定手段とを備えたので、少ないコード桁数で多くの位置を特定することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るエンコーダの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１０】
図１は本発明に係るエンコーダが適用された電子カメラを正面から見た斜視図であり、図２は背面から見た斜視図である。
【００１１】
図１によれば、電子カメラ１０は、焦点調節手段（フォーカス調節手段）又は変倍手段（ズーム調節手段）のうちの少なくともいずれか一方を備えた撮影用のレンズ１２と、１段目でＡＦ（オートフォーカス）やＡＥ（自動露出）を開始するとともに２段目で撮影を実行するレリーズスイッチ１４と、撮影時の光量を補うストロボを発光するストロボ発光部１６と、被写体像を直接観測する光学ファインダ１８とが設けられている。
【００１２】
また、図２によれば、電子カメラ１０は、撮像素子上に結像した被写体像を表示する表示手段２０と、撮影レンズの変倍率を可変する操作手段であるズームレバー２２と、撮影レンズの合焦位置を可変する操作手段であるフォーカスレバー２４とが設けられている。
【００１３】
図３は本発明に係るエンコーダが適用された電子カメラの実施の形態を示すブロック図である。
【００１４】
電子カメラ１０には、レンズ１２を通過した被写体像が結像する面であるとともに被写体像を電荷に変換して出力するＣＣＤ２６（固体撮像素子）と、被写体像のアナログのＲ、Ｇ、Ｂの電荷信号をデジタル信号に変換するとともに、撮影画像データのシャープネス補正、ガンマ補正、コントラスト補正、ホワイトバランス補正、ＹＣ変換、データの圧縮等の処理を行い画像データを出力する撮像回路２８とが設けられている。撮像回路２８では、撮像信号をデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換したのちにコントラストＡＦ処理を行う。
【００１５】
また、電子カメラ１０には、ＣＰＵ３０には読み書き可能な記憶手段であるＲＡＭと、ＣＰＵ３０の動作を司るプログラムや定数等が収められている読み出し専用の記憶手段であるＲＯＭと、画像データを一時的に記憶しておくメモリとが備えられている。
【００１６】
ＣＰＵ３０には、撮影データを表示する表示手段２０と、撮影データの記録または読み出しを行う記憶手段３４とが接続されている。またＣＰＵ３０には、レンズ１２のフォーカス（ピント）を調節する手段であるフォーカス制御手段３６と、フォーカスのコード板のコード情報を読み取ってエンコード信号を検出するフォーカス位置検出手段３８と、レンズ１２の変倍率（ズーム）を調節する手段であるズーム制御手段４０と、ズームのコード板のコード情報を読み取ってエンコード信号を検出するズーム位置検出手段４２とが接続されている。更に、ズームレバー２２の操作情報とフォーカスレバー２４の操作情報とは、ＣＰＵ３０に入力されている。前記ＲＯＭにはフォーカス及びズームの位置情報を示すコード配列情報が記憶されており、ＣＰＵ３０はコード板から得られるエンコード信号に基づいてフォーカス及びズーム（被検出体）のレンズ位置を特定する。
【００１７】
なお、ＣＰＵ３０は得られた画像のデジタル信号値から画像中の輝度成分を抽出して、これを所定のエリアについて積分するなどして被写体の輝度レベルを取得し、ここで得た被写体の輝度レベルから撮影に必要な露出力（撮影絞りとシャッター速度）を求めるＴＴＬＡＥ機能を搭載している。
【００１８】
上記のとおり構成された電子カメラ１０の動作について説明する。
【００１９】
最初、レンズ１２のフォーカスは最も遠距離撮影の位置に待機している。撮影する像は、撮影レンズ１２を介して固体撮像素子（ＣＣＤ）２６の受光面に結像される。そしてこの被写体像はＣＣＤ２６内の各センサで光の入射光量に応じた量の信号電荷に変換され、蓄積された電荷信号は撮像回路２８に伝送される。被写体像のアナログのＲ、Ｇ、Ｂの電荷信号は撮像回路２８でデジタル信号に変換されるとともに、撮影画像データのシャープネス補正、ガンマ補正、コントラスト補正、ホワイトバランス補正、ＹＣ変換、データの圧縮等の処理を行い画像データとしてＣＰＵ３０、表示手段２０、記憶手段３４に出力する。また、撮像信号をデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換したのちにコントラストＡＦ処理を行う。
【００２０】
なお、ＡＥを行う場合には、ＣＰＵ３０は得られた画像のデジタル信号値から画像中の被写体の輝度レベルを取得して図示しない絞りの開度を決定する。
【００２１】
そしてレリーズスイッチの１段目が押されると、フォーカス位置を無限遠から最も近い位置まで動かして、各フォーカス位置におけるＡＦ評価値を求める。そして、各フォーカス位置におけるＡＦ評価値の中でＡＦ評価値が最大値を示すフォーカス位置を算出し、その位置を合焦位置と判定する。このようにして求めた合焦位置にフォーカスが合うようにＣＰＵ３０はフォーカス制御手段３６に指令を出力する。この時ＣＰＵ３０は、フォーカスの現在位置をフォーカス位置検出手段３８から得られる信号に基づいて検出している。
【００２２】
ＡＦを用いずに利用者がフォーカスレバー２４を操作して被写体にフォーカスを合わせる場合には、ＣＰＵ３０はフォーカスレバー２４の操作情報を読み取って指示された速度と方向へフォーカスを移動させる制御を行う。この時もＣＰＵ３０は、フォーカスの現在位置をフォーカス位置検出手段３８から得られる信号に基づいて検出し、フィードバック制御を行っている。
【００２３】
利用者がズームレバーを操作すると、ＣＰＵ３０はズーム制御手段４０にズームの変倍方向と変倍速度に関する指令を出力する。するとズーム制御手段４０は図示しないズーム駆動モータを駆動してレンズ１２の変倍レンズ群を駆動する。駆動された変倍レンズ群の変倍位置は、例えば変倍レンズ鏡胴の外周に設けられたコード板のコード情報をズーム位置検出手段４２が読み取ってズーム位置の情報をＣＰＵ３０に伝達する。
【００２４】
このようにして利用者は、表示手段２０に表示された被写体像を見ながらズームレバー２２やフォーカスレバー２４を操作して希望の画角とフォーカスとを調節し、希望する画像が得られたらレリーズスイッチの２段目を押す。すると撮影が実行されて、予め定められた画素数とデータの圧縮率とで記憶手段３４に撮像データが記憶される。
【００２５】
図４に、本発明に係るエンコーダのコード板の実施の形態を示す。同図は、３ビットのグレイコードパターンを持つコード桁と各レンズ位置におけるエンコード信号との関係を示している。
【００２６】
図４に示したコード情報は３ビットである。通常のアブソリュートエンコーダにおいてコード情報が３ビットである場合には、８種類の位置情報しか得ることができないが、本発明によれば１２の位置情報を得ることが可能となる。これは図３に示したＣＰＵ３０が、同じコードを２回利用してフォーカス及びズームの駆動方向とエンコード信号の変化から一対一の位置情報に変換してレンズ位置を特定することにより、ズーム位置を正確に把握することができるからである。そして、一旦レンズ位置が特定されると、後はコード値の変化に伴って把握した位置情報を加算又は減算して新たな位置情報に更新してゆく。なお、図４のＣＯＭ（共通）のラインは他のコード部分との通電を検出するラインであって、直接コードの値とは関係が無い。
【００２７】
図４に示すコードは３ビットのグレイコードの構成を示した例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のコードを持つ構成であれば本発明の目的は達成される。
【００２８】
本発明のエンコーダでは１つのエンコード信号について２ヵ所の異なったレンズ位置が存在するので、電源投入直後のように過去のレンズ位置情報を参照できない場合においてレンズ位置を特定するためには、下記に示す処理を行うことが必要となる。
【００２９】
以下に電子カメラ１０の主電池交換時におけるズーム位置の特定方法を説明する。
【００３０】
電子カメラ１０の電池交換時において、電池が装着されると、ＣＰＵ３０は現在のズームのエンコード信号をズーム位置検出手段４２から読み込む。図４においてエンコード信号が１又は５以外であったならば、ズーム位置を初期化するためにズームレンズを駆動してズーム位置をホームポジション（図４に示すＨＰ位置）まで駆動する。このホームポジションのエンコード信号１は他の位置では使用しない設定とすることにより、エンコード信号が１以外の値であればホームポジションへの駆動方向は一意に決定可能となり、反対側に駆動してしまう懸念は無くなる。また同様に反対側の駆動端（図４に示すＷＩＤＥ端（Ｚ１０））も重複しない独立した固有のコード（図４に示す例ではエンコード信号は５である）に設定しておくことにより、誤った方向に駆動してしまい駆動端を越える不具合は発生しない。図４に示すホームポジションとは、電子カメラ１０の非使用時にレンズを沈胴している位置を示している。
【００３１】
以上のようにレンズ駆動端のコードを重複しない値とし、電池交換時においてレンズ駆動端までレンズを一旦駆動することによってズーム位置を特定することが可能となる。
【００３２】
以下に電子カメラ１０の起動時におけるズーム位置の特定方法について説明する。
【００３３】
利用者が電子カメラ１０の起動スイッチを操作して使用状態にした場合には、レンズ１２はホームポジション（沈胴位置）から撮影可能なズーム位置まで駆動される。ＣＰＵ３０はズームレンズを繰り出し方向（ＷＩＤＥ端の方向）に駆動し、予めＲＯＭ内部に記憶しているコード板変化の表を参照し、次に発生するエンコード信号を予想して駆動する。図４に示すＺ４の位置まで駆動する場合には、エンコード信号は１、０、４、６、７、３と変化してＺ４の位置まで駆動可能となる。
【００３４】
以下に通常ズーム時におけるズーム位置の特定方法について説明する。
【００３５】
通常ズーム時には、利用者がズームボタンを押している間、ズームレンズ群を指令された方向と指令された速度で駆動しＣＰＵ３０はズームエンコーダの変化を見ながらＣＰＵ３０内で現在のズーム位置情報を更新してゆく。例えば当初Ｚ４の位置にズームレンズがあり、利用者によってＷＩＤＥ方向に駆動するように指示された場合には、ズームエンコーダ出力は３、２、３、７、…と変化してゆく。このとき、エンコーダ出力「３」が２回発生しているが、エンコーダ出力値が変化する度にレンズ駆動方向に応じて逐次レンズ位置情報を更新するので位置の誤認は発生しない。
【００３６】
以下に途中で電源が遮断されたときのズーム位置の特定方法について説明する。
【００３７】
動作途中で電源が遮断された（電池が抜かれた）後に再度電源が復帰した（電池が装填された）場合には、先ず現在のエンコード信号を検出する。この出力値が「７」であったとすると，ズーム位置はＺ３又はＺ７のいずれかの位置になることになる。そこでＣＰＵ３０は、ズームレンズ群を図４に示すＴＥＬＥ方向に駆動し、次のエンコード信号を観測する。次のエンコード信号が「６」であったならばＺ３の位置にいたと判断し、「３」であったならばＺ７の位置にいたと判断することができる。これは本発明に係るコード板のコード配置が、同じ方向に駆動した場合に同じエンコード信号に変化しないように組み合わせてあるためである。以上のようにズームレンズ群に設けられたコード板エンコード信号をズームレンズの位置情報に変換することによって、少ないコード桁で多くのズームレンズ位置を特定することが可能となる。
【００３８】
なお、上記の説明はズームレンズにおけるレンズ位置検出装置の例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、フォーカスレンズ等のレンズ位置検出に用いても、また、相対的に移動又は回転運動を行う部材どうしの位置を検出する用途に用いても本発明の目的を達成することが可能である。
【００３９】
上記の図４に示したグレイコードを用いずに、０、１、２、３、４、５、６、１、５、２、６、３、１、４、２、４、１、３、６、２、５、１、６、５、４、３、２、１、７の順番でコードを作成すると、３ビットで２９通りの位置情報を得ることが可能となる。この場合のコードは、レンズの移動範囲の少なくとも一端には独立した固有の単一コードが与えられ、且つ、前記レンズの移動端を除いた中間の部分には同じコードが重複して与えられ、且つ、該重複した各コードにそれぞれ隣接するコードが被検出体の（レンズの）移動方向によって異なるように構成されていればよい。
【００４０】
また、上記の図４に示したコード板は、ＣＯＭ（共通）ラインとの電気的導通を検出する接触式のエンコーダを用いた例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、非接触式の光電式エンコーダや、磁気式のエンコーダを用いても本発明の目的を達成することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るエンコーダによれば、同じコードが複数存在し、かつ同じコードにそれぞれ隣接するコードが被検出体の移動方向によって異なるように構成されたコード板と、前記コード板からコードを読み取ってエンコード信号を出力するコード読取手段と、前記コード板のコード配列を記憶する記憶手段と、前記コード読取手段から出力されるエンコード信号、前記被検出体の移動方向及び前記記憶手段に記憶されたコード配列に基づいて被検出体の位置を特定する特定手段とを備えたので、少ないコード桁数で多くの位置を特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンコーダが適用された電子カメラを正面側から見た斜視図
【図２】本発明に係るエンコーダが適用された電子カメラを背面側から見た斜視図
【図３】本発明に係るエンコーダが適用された電子カメラの実施の形態を示すブロック図
【図４】本発明に係るエンコーダのコード板の実施の形態を示す図
【符号の説明】
１０…電子カメラ、１２…レンズ、２２…ズームレバー、２４…フォーカスレバー、２６…ＣＣＤ（固体撮像素子）、２８…撮像回路、３０…ＣＰＵ、３６…フォーカス制御手段、３８…フォーカス位置検出手段、４０…ズーム制御手段、４２…ズーム位置検出手段
【図１】
0003815534.tif 000002
【図２】
0003815534.tif 000003
【図３】
0003815534.tif 000004
【図４】
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