JP2014002077A - Position detector using reflective photosensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は反射型フォトセンサを用いた位置検出装置、特にデジタルスチールカメラ、レンズ交換型カメラ、カムコーダ、監視カメラ等の装置内の可動体の位置や移動量の検出を行うための装置に関する。 The present invention relates to a position detection apparatus using a reflective photosensor, and more particularly to an apparatus for detecting the position and amount of movement of a movable body in an apparatus such as a digital still camera, a lens interchangeable camera, a camcorder, and a surveillance camera.
従来から、例えばデジタルスチールカメラ、レンズ交換型カメラ、カムコーダ、監視カメラ等では、各種のアクチュエータを使用してレンズを駆動しており、この可動レンズ等のポジションセンシングを行うために位置検出装置(センサ)が用いられる。 Conventionally, for example, in digital still cameras, interchangeable lens cameras, camcorders, surveillance cameras, etc., lenses are driven using various actuators, and position detection devices (sensors) are used to perform position sensing of these movable lenses. ) Is used.
例えば、フォーカスやズームのための可動レンズの位置及び移動量の検出装置としては、ステッピングモータ方式のようにパルス発生器を用いるタイプや、ピエゾモータ方式において光センサ或いは磁気センサを用いてアナログ的に変化量を検出するタイプがあり、前者の例としては特開平04−9712号公報(文献1)等が挙げられ、後者の例として特開平05−45179号公報(文献2)、特開2002−357762号公報(文献3)、特開2009−38321(文献6)等が挙げられる。 For example, as a detection device for the position and amount of movement of a movable lens for focusing and zooming, a type using a pulse generator such as a stepping motor method, or an analog change using an optical sensor or a magnetic sensor in a piezo motor method There is a type that detects the amount. Examples of the former include Japanese Patent Laid-Open No. 04-9712 (Reference 1), and examples of the latter include Japanese Patent Laid-Open No. 05-45179 (Reference 2) and Japanese Patent Laid-Open No. 2002-357762. No. (Reference 3), Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-38321 (Reference 6), and the like.
例えば、デジタルスチールカメラ等では、これまでステッピングモータ方式が主流であったが、動画撮影時の音声ノイズの発生回避やオートフォーカスの高速化等を重視するため、近年ではピエゾモータ方式やVCM(ボイスコイルモータ)方式が利用されるようになっている。このような方式で要求される位置検出の範囲は、アプリケーションの仕様により異なるが、デジタルスチールカメラのハイエンドモデル、一眼レフカメラ、カムコーダや監視カメラ等では、一般に、10mm以上の長距離検出が必要とされる。 For example, in digital still cameras, etc., the stepping motor method has been the mainstream until now, but in recent years, in order to emphasize the avoidance of audio noise during movie shooting and the speeding up of autofocus, etc., in recent years, the piezo motor method and VCM (voice coil) The motor) method is used. The range of position detection required by such a method varies depending on application specifications, but high-end models of digital still cameras, single-lens reflex cameras, camcorders, surveillance cameras, etc. generally require long distance detection of 10 mm or more. Is done.
そして、上記のピエゾモータ方式やVCM方式のカメラ等での移動物(可動体)の位置検出には、下記特許文献4に示されるように、一般に磁気センサが使用されている。
In order to detect the position of a moving object (movable body) with the above-described piezo motor type or VCM type camera, a magnetic sensor is generally used as shown in
図9には、従来のデジタルスチールカメラ等の位置検出の構成が示されており、このカメラ等では、図示のように、レンズ1を保持するレンズ筒(鏡胴)2が本体3に対し前後に進退自在に配置される。そして、上記レンズ筒2の側面にマグネット(磁気発生部材)4が取り付けられると共に、上記本体3側に、マグネット4の磁界を感知する磁気センサ(MR素子又はホール素子)5が配置されており、この磁気センサ5によってマグネット4からの磁界の変化を検出・演算することで、移動するレンズ筒2(マグネット4)の位置が検出される。
FIG. 9 shows a configuration for position detection of a conventional digital still camera or the like. In this camera or the like, a lens barrel (lens barrel) 2 that holds a
ところで、上記デジタルスチールカメラ等のレンズ位置の検出において、移動物の位置を正確に把握し利用するためには、原点(基準)位置を正確に把握することが重要であるが、図9の磁気センサを用いた位置検出では、原点位置を把握することはできない。そこで、上記原点位置、この例では、レンズ可動域の両端位置を検出するため、図9に示されるように、本体3側におけるレンズ筒2の可動域の基部に反射型フォトセンサ6a、先端部に同様の反射型フォトセンサ6bを配置している。これら反射型フォトセンサ6a,6bは、レンズ筒2の後端位置を検知することができ、フォトセンサ6bによれば、図9(B)の状態でレンズ筒2の最大繰出し位置(前進端)が検出され、フォトセンサ6aによれば、図9(C)の状態でレンズ筒2の原点(基準)位置(収納端)が検出される。なお、上記の反射型フォトセンサとしては、特開2006−173306号公報(文献5)、特開2009−38321号公報(文献6)に示されるものがある。
By the way, in detecting the lens position of the digital still camera or the like, in order to accurately grasp and use the position of the moving object, it is important to accurately grasp the origin (reference) position. In position detection using a sensor, the origin position cannot be grasped. Therefore, in order to detect the origin position, in this example, both end positions of the lens movable range, as shown in FIG. 9, the
しかしながら、位置検出のためのマグネット4及び磁気センサ5に加えて、原点位置等の特定位置を検出するために、上記フォトセンサ6a,6bを配置するのは、位置検出の構成が複雑になり、コスト高になるという問題がある。また、磁気センサを使用する場合は、磁場検知のため、信号の直線性の改善が難しく、磁気かぶり等の影響で誤動作が生じる等の問題もある。
However, in order to detect a specific position such as the origin position in addition to the
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、原点位置等の特定位置の検出を簡単な構成で低コストにて達成することができる反射型フォトセンサを用いた位置検出装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object thereof is position detection using a reflective photosensor that can achieve detection of a specific position such as an origin position at a low cost with a simple configuration. To provide an apparatus.
上記目的を達成するために、請求項1の発明に係る反射型フォトセンサを用いた位置検出装置は、反射面と非反射面を移動物の移動方向に交互に並べると共に、この交互のパターン(ストライプパターン)に対し特異に変化する特異パターンを持たせた反射部と、この反射部に対し発光/受光する発光素子及び受光素子を有し、この受光素子には上記反射部の移動方向でそれぞれ異なる受光領域を持つ複数の受光部が設けられた反射型フォトセンサと、を備え、上記複数の受光部から位相差の異なる信号を出力し、これらの出力信号から上記移動物の位置を検出すると共に、上記特異パターンにより特定位置を検出することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a position detection apparatus using a reflective photosensor according to the first aspect of the invention arranges reflective surfaces and non-reflective surfaces alternately in the moving direction of the moving object, And a light-emitting element and a light-receiving element that emit / receive light to / from the reflection part, and each light-receiving element has a moving direction of the reflection part. A reflection type photosensor provided with a plurality of light receiving portions having different light receiving areas, and outputs signals having different phase differences from the plurality of light receiving portions, and detects the position of the moving object from these output signals. In addition, the specific position is detected by the specific pattern.
請求項2の発明は、上記特異パターンを反射面のみ、又は非反射面のみとし、上記複数の受光部から90度位相差のある2つの信号を出力し、この出力をA,Bとすると、(A−B)/(A+B)及び(A+B)/(A−B)の演算を行うことにより、上記移動物の位置検出を実行し、上記複数の受光部から180度位相差のある2つの信号を出力し、この出力をA,Cとすると、(A+C)/2の演算を行うことにより、中点電位を求め、この中点電位を基準にして予め設定した判定レベル(閾値)を上記受光部の出力が超えるとき又は下回るとき、上記特定位置にあることを検出することを特徴とする。
Invention of
上記請求項1の構成によれば、例えばカメラの可動レンズ等の移動物に反射面と非反射面が交互に形成された反射部(板)を取り付け、この反射部からの光反射の状態を、複数の(例えば3つ)の受光部(それぞれ異なる受光領域)で受光することにより、位相差の異なる複数の信号が出力され、これら複数の信号から移動物の位置や移動量を検出することができる。また、上記反射部には、片方の端部、両端部、中央部等に特異パターンが形成されており、この特異パターンからの反射光を受光することで、反射部の特定位置、即ち片方端部(原点)、両端部(エンド点、広角端、望遠端)、中央点等の位置が検出される。 According to the configuration of the first aspect, for example, a reflecting part (plate) in which a reflecting surface and a non-reflecting surface are alternately formed is attached to a moving object such as a movable lens of a camera, and the state of light reflection from the reflecting part is set. By receiving light at a plurality of (for example, three) light receiving portions (each having a different light receiving area), a plurality of signals having different phase differences are output, and the position and amount of movement of the moving object are detected from the plurality of signals. Can do. In addition, the reflection part has a unique pattern formed on one end, both ends, the center, etc., and by receiving the reflected light from this unique pattern, a specific position of the reflection part, that is, one end The position of the part (origin), both ends (end point, wide angle end, telephoto end), center point, etc. are detected.
上記請求項2の構成によれば、例えば3分割した受光素子により3つの信号(出力A〜C)が出力され、90度位相差のある信号出力AとBにより移動位置検出のための演算(リニア値演算)が行われ、180度位相差のある信号出力AとCにより中点(中心)電位が算出される。即ち、中点電位が検出の際に同時に得られる。そして、この中点電位から予め決められた判定レベル(閾値)が設定され、この判定レベルを受光部の出力(値)が超えるとき又は下回るとき、上記特定位置が検出されることになり、温度変化等で出力信号が変動した場合でも、中点電圧を一定に保った状態で移動物の位置や移動量が正確に検出される。 According to the configuration of the second aspect, for example, three signals (outputs A to C) are output by the light receiving element divided into three, and the calculation for detecting the moving position by the signal outputs A and B having a phase difference of 90 degrees ( Linear value calculation) is performed, and the midpoint (center) potential is calculated from the signal outputs A and C having a phase difference of 180 degrees. That is, the midpoint potential is obtained at the same time as the detection. Then, a predetermined determination level (threshold value) is set from this midpoint potential, and when the output (value) of the light receiving unit exceeds or falls below this determination level, the specific position is detected, and the temperature Even when the output signal fluctuates due to a change or the like, the position and amount of movement of the moving object can be accurately detected with the midpoint voltage kept constant.
本発明の位置検出装置によれば、原点等の特定位置の検出を簡単な構成で低コストにて達成することができ、従来の位置検出装置において原点位置等の検出のために追加されるフォトセンサ等が不要になるという利点がある。
また、位置検出の距離を複数に分離したい用途がある場合にも、反射板の任意の場所に特異パターンを設けることで所望の位置の検出が可能である。
According to the position detection device of the present invention, detection of a specific position such as the origin can be achieved with a simple configuration at low cost, and a photo added for detection of the origin position or the like in the conventional position detection device. There is an advantage that a sensor or the like becomes unnecessary.
Further, even when there is an application where it is desired to separate the position detection distance into a plurality of positions, it is possible to detect a desired position by providing a specific pattern at an arbitrary location on the reflector.
しかも、従来の磁気センサを用いる場合の不都合が解消される。即ち、磁気かぶり等の影響を受けることもなく、検出出力をオペアンプによって増幅する必要もなく、マグネットにおけるS極、N極の着磁のバラツキや磁場強度の不均一によって検出誤差が生じたり、マグネットの酸化により性能が劣化したりすることも防止されるという利点もある。 Moreover, the disadvantages of using a conventional magnetic sensor are eliminated. That is, it is not affected by magnetic fog, etc., and it is not necessary to amplify the detection output by an operational amplifier, and a detection error occurs due to variations in magnetization of the S pole and N pole in the magnet and uneven magnetic field strength, There is also an advantage that the performance is prevented from being deteriorated due to the oxidation.
上記請求項2の構成によれば、中点電位を一定に保つことができるので、フォトセンサが温度依存性を持つ場合や、温度変化によりフォトセンサからの出力信号に変動が生じるような場合で、中点電圧レベルが変化しても、演算式から得られる結果(リニア特性)に影響を与えなくなり、長距離位置検出を良好に行うことができる。また、リニア特性を得るための中点電位を、検出の際に同時に取り出すことができるという効果もある。 According to the configuration of the second aspect, since the midpoint potential can be kept constant, the photosensor has temperature dependence or the output signal from the photosensor varies due to temperature change. Even if the midpoint voltage level changes, the result (linear characteristic) obtained from the arithmetic expression is not affected, and long-range position detection can be performed satisfactorily. In addition, there is also an effect that the midpoint potential for obtaining the linear characteristics can be taken out at the same time during detection.
図1乃至図3には、本発明の第1実施例に係る反射型フォトセンサを用いた位置検出装置の構成(デジタルスチールカメラのレンズ駆動部等に適用したもの)が示されており、図1(A)に示されるように、反射板(光学反射部)10と、この反射板10に対し発光し、その反射光を受光する反射型フォトセンサ12が設けられる。上記反射板10は、例えば数百μm程度の極細短冊形状の反射面(ミラー面)saと非反射面sbが交互に(縦縞状に)並べられたストライプパターンが形成されたものとされる。そして、実施例では、この反射板10の両端部に、特異パターンとして、反射面saの幅よりも広い幅の幅広反射面Tsaを設けており、この幅広反射面Tsaの存在によって、反射板10、即ち移動物(可動体)の端部位置(エンド点)が検出される。なお、上記非反射面sbは、スリット空間で構成してもよい。
FIGS. 1 to 3 show the configuration of a position detection apparatus using a reflective photosensor according to a first embodiment of the present invention (applied to a lens driving unit of a digital still camera). As shown in FIG. 1A, a reflecting plate (optical reflecting portion) 10 and a
図1(B)に示されるように、反射型フォトセンサ12は、発光素子13と3つの受光部14a,14b,14cを持つ受光素子14を備えており、このフォトセンサ12の発光/受光面側に、この発光/受光面に平行でかつ発光素子13と受光素子14の配列方向(図の縦方向)に略垂直な方向100に移動するように、上記反射板10が配置される。この反射板10は、レンズ筒等の移動物(可動体)と一体に移動するように取り付けられる。即ち、上記受光素子14の受光部14a〜14cは、受光領域を移動方向100においてそれぞれ異なる領域となるように分割したものであり、上記反射板10の反射面sa、非反射面sbの各幅と、3つの受光部14a〜14cの大きさ、形状や配置を調整することで、フォトセンサ12からの3つの出力が所望の位相ずれるように設計される。実施例では、例えば受光部14aからの出力Aを基準(0度)とすると、受光部14bからの出力Bが90度、受光部14cからの出力Cが180度の位相角が進む関係となるように設計している。
As shown in FIG. 1B, the
また、上記受光素子14が接続される検出制御回路(LSI)15には、上記3つの受光部14a〜14cからの出力を受けるバッファアンプ16a〜16c、このアンプ16a〜16cの出力をアナログデジタル変換するA/D変換器17、このA/D変換器17の出力に基づきリニアな検出のため演算等を行うことで移動位置を求めるプロセッサ(演算回路)18、このプロセッサ18から出力されたオフセット補正信号や制御用信号をデジタルアナログ変換するD/A変換器19、アクチュエータドライバ20が設けられる。このアクチュエータドライバ20は、カメラ等において、レンズ筒を駆動するためのアクチュエータ21に対し駆動信号を出力する。なお、上記D/A変換器19は、出力A〜Cの振幅や基準レベルを補正するためのオフセット補正信号をバッファアンプ16a〜16cへ供給する。
A detection control circuit (LSI) 15 to which the
図3には、デジタルスチールカメラ用レンズモジュール等に適用する場合の構成が示されており、実施例では、レンズ1を保持するレンズ筒2の側に反射板10が設けられ、レンズ筒2が前後移動可能となる本体3の側に反射型フォトセンサ12が取り付けられる。
FIG. 3 shows a configuration applied to a lens module for a digital still camera or the like. In the embodiment, a
第1実施例は以上の構成からなり、実施例では、反射型フォトセンサ12の発光素子13からの発光に基づき、反射面saから周期的に光が反射されることで、受光素子14を3分割した受光部14a〜14cにて出力A,B,Cが得られる。この出力A,B,Cは、図2に示されるように、正弦波(sin)又は余弦波(cos)状の信号で、出力Aに対し出力Bは位相角が90度ずれ、出力Bに対し出力Cは位相角が90度ずれたものとなる。
The first embodiment has the above-described configuration. In the embodiment, the
上記出力A〜Cの信号は、バッファアンプ16a〜16c、A/D変換器17を介してプロセッサ18へ供給され、このプロセッサ18にてエンド点(原点等)と移動位置の検出、演算、判定が行われる。例えば、図2に示されるように、電位判定レベル(閾値)をEaに設定した場合は、出力AとC(BとC等でもよい)の両方がこのEaレベルを超えたとき[ハイ(High)レベルになったとき]、反射板10の両端のエンド点、即ち移動動作の始点と終点が判定される。図3の構成の場合、図3(B)に示されるように、レンズ筒2が最大まで繰り出された状態の位置(例えば望遠端)や図3(C)に示されるように、レンズ筒2が原点(基準)位置まで戻された状態の位置(例えば広角端)が検出される。
The signals of the outputs A to C are supplied to the
また、詳細は後述するが、出力AとBの信号に基づいて、プロセッサ18では、位置検出のための演算等が行われ、これによって、反射板10及びレンズ筒2の移動位置が検出される。そして、プロセッサ18は、検出されたエンド点信号及び移動位置信号に基づき、レンズ筒2を駆動のための制御信号をアクチュエータドライバ20へ供給することで、アクチュエータ21によるレンズ筒2の駆動が実行される。
Although details will be described later, on the basis of the signals of outputs A and B, the
図4には、反射板の第2例を用いたときの構成及び出力波形が示されており、図4(A)に示されるように、この例では、反射面saと非反射面sbの配置位置を図1の場合とは逆にし、反射板24の両端部に、特異パターンとして、非反射面sbの幅よりも広い幅の幅広非反射面Tsbを設けたものである。
FIG. 4 shows the configuration and output waveform when the second example of the reflector is used. As shown in FIG. 4A, in this example, the reflection surface sa and the non-reflection surface sb are shown. The arrangement positions are opposite to those in FIG. 1, and a wide non-reflective surface T sb having a width wider than the width of the non-reflective surface sb is provided as a unique pattern at both ends of the
この第2例の反射板24によれば、反射型フォトセンサ12の受光部14a〜14cからの出力A〜Cは、図4(B)に示されるようになり、判定レベルをEbに設定した場合、例えばA,B,Cの中のいずれか2つの信号がこのEbレベルを下回ったとき[ロウ(Low)レベルになったとき]、反射板24の両端のエンド点(移動動作の始点と終点)が判定される。
According to the
図5には、反射板の第3例を用いたときの構成及び出力波形が示されており、図5(A)に示されるように、この例では、特異パターンとして、反射板26の中央部に反射面saの幅よりも広い幅の幅広反射面Csaを設けたものである。なお、上記反射板26の反射面saと非反射面sbを逆にし、中央部に非反射面sbの幅よりも広い幅の幅広非反射面を設けてもよい。
FIG. 5 shows a configuration and an output waveform when the third example of the reflector is used. As shown in FIG. 5A, in this example, the center of the
この第3例の反射板26によれば、反射型フォトセンサ12の受光部14a〜14cからの出力A〜Cは、図5(B)に示されるようになり、中央部に信号レベルが最大となる状態の検出領域が現れることになる。この場合は、例えばA,B,Cの中のいずれか2つの信号が判定レベルEcを超えたとき(ハイレベルになったとき)、反射板26の中央点(移動範囲の中央点)が判定される。なお、中央部に幅広非反射面を設けた場合は、中央部に信号レベルが最小となる状態の検出領域が現れる。
According to the
上記反射板の第3例では、反射板26(或いは移動物)の中央点だけでなく、任意に設定した特定点を検出する場合に用いることができ、また位置検出の距離を複数に分離した場合の分離点を検出する場合、或いは単一の移動物に対し2つの駆動系を接続し、この2つの駆動系の切換え点等を検出する場合等に適用することが可能である。 In the third example of the reflecting plate, not only the center point of the reflecting plate 26 (or moving object) but also a specific point set arbitrarily can be detected, and the position detection distances are separated into a plurality. The present invention can be applied to the case where the separation point is detected or the case where two drive systems are connected to a single moving object and the switching point of the two drive systems is detected.
図6には、第2実施例の位置検出装置の回路構成が示されており、この第2実施例はエンド点を検出する場合(第1例と第2例の反射板)の構成で、その検出速度が図1の構成よりも速くなるようにしたものである。
図6に示されるように、受光部14aからの出力Aを入力するコンパレータ31、受光部14cからの出力Cを入力するコンパレータ32、アンド回路33、エンド点制御回路(又はシャットダウン回路)34を設けると共に、プロセッサ35では、上記コンパレータ31,32の判定(基準)レベル信号をD/A変換器19を介して出力する。
FIG. 6 shows the circuit configuration of the position detection device of the second embodiment. This second embodiment is a configuration for detecting an end point (the reflectors of the first and second examples). The detection speed is made faster than that of the configuration of FIG.
As shown in FIG. 6, a
この第2実施例によれば、コンパレータ31と32により出力AとCが判定レベル以上であるか否かが判定され、両方の出力A,Cが判定レベル以上となり、アンド回路33からハイレベルが出力されることで、反射板10,24(レンズ筒2等の移動物)がエンド点にあることが検出される。このエンド点の検出信号は、エンド点制御回路(又はシャットダウン回路)34へ供給され、このエンド点に基づいたレンズ筒2等のアクチュエータ制御等が行われる。また、34をシャットダウン回路とした場合は、このエンド点信号をフェィルセーフのシステムのトリガー信号として用いることができ、これによって、電源制御、異常表示等が行われる。
According to the second embodiment, the
このような検出処理によれば、図1のようにLSIからなる制御回路によらないので、検出・判定にかかる時間が速くなるという利点がある。なお、この第2実施例の構成は、反射板26を用いて中央点を検出する場合にも適用できる。
According to such a detection process, there is an advantage that the time required for detection / determination is increased because it does not depend on a control circuit composed of an LSI as shown in FIG. The configuration of the second embodiment can also be applied to the case where the center point is detected using the
図1及び図6において、プロセッサ18,35では、位置検出のための演算が行われるが、この演算として、2つの受光部14a,14bから出力された90度の位相差のある出力(値)A,Bを用い、図7に示されるように、(A−B)/(A+B)及び(A+B)/(A−B)の演算が行われる。
1 and 6, the
図7には、第1,第2実施例でのセンサ位置(移動位置)の演算値が示されており、プロセッサ18,35では、(A−B)/(A+B)[=b]及び(A+B)/(A−B)[=a]の演算を行うことで、図7に示されるように、反射板座標に対し上り傾斜部aと下り傾斜部bを繰り返す三角波形が求められる。この演算によって、フォトセンサ12の検出出力の直線性(リニアリティ)を向上させた上で、移動位置の検出が可能となる。
FIG. 7 shows the calculated values of the sensor positions (movement positions) in the first and second embodiments. In the
上記の演算式によれば、反射型フォトセンサ12の温度特性も完全にキャンセルすることができる。例えば、温度の影響がなく、A=0.4(V)、B=0.1(V)であるとき、上記演算式(A−B)/(A+B)による値は0.6となり、これに対し、温度の影響により1割の変動があったとすると、A=0.44、B=0.11となるが、この場合も、演算値は0.6となり、変動分がキャンセルされる。従って、装置内温度をサーミスタでモニタしフィードバックをかける回路や、特別な温度特性キャンセル回路を設ける必要がない。
According to the above arithmetic expression, the temperature characteristics of the
また、第1,第2実施例では、180度位相差のある出力(値)AとCに基づき、図8に示されるように、中点電位を(A+C)/2により算出し、中点電位(電圧)を補正するようにしている。即ち、上記の位置検出演算では、受光素子14からの出力信号の中点電位を基準とした演算処理が必要であるが、反射型フォトセンサ12の温度依存性により、中点電位のレベルが変化した場合には、演算結果のリニアリティが崩れてしまう。そこで、実施例では、出力AとCから中点電位を求め、それぞれの中点電位を補正することで、センサ位置及び特定位置の検出が確実に行われる。
In the first and second embodiments, the midpoint potential is calculated by (A + C) / 2 based on the outputs (values) A and C having a phase difference of 180 degrees as shown in FIG. The potential (voltage) is corrected. That is, in the above position detection calculation, calculation processing based on the midpoint potential of the output signal from the
図8には、第1例の反射板10,第3例の反射板26に対応する中点電位及び判定レベル(閾値)が示されており(出力についてはAのみを表示)、図示されるように、(A+C)/2によって中点電位が算出されると、この中点電位に出力A〜Cの中点(基準点)が一致するように補正されると共に、この算出された中点電位に基づいて判定レベル(中点電位+予め決められた所定電位)Ea,Ecが設定される。そして、反射板10の場合は、判定レベルEaを出力A〜C(この中の少なくとも1つ)が超えたとき、両端のエンド点にあることが判定され、反射板26の場合は、移動範囲の中央点が検出される。なお、第2例の反射板24の場合は、算出された中点電位に基づいて判定レベル(中点電位−予め決められた所定電位)Ebが設定され、この判定レベルEbを下回ったとき、両端のエンド点が検出される。
FIG. 8 shows the midpoint potential and the determination level (threshold) corresponding to the
本発明は、長距離検出を高分解能で行う位置検出装置等として、例えば高倍率ズームが必要なデジタルスチールカメラ、一眼レフ、カムコーダ、CCTV等の長距離検出用アクチュエータ等に適用することができる。 The present invention can be applied to a long-distance detection actuator such as a digital still camera, a single-lens reflex camera, a camcorder, or a CCTV that requires high-magnification zoom as a position detection device that performs long-distance detection with high resolution.
2…レンズ筒、 6a,6b,12…反射型フォトセンサ、
10,24,26…反射板(反射部)、
13…発光素子、 14…受光素子、
14a〜14c…受光部、 15…検出制御回路(LSI)、
16a〜16c…バッファアンプ、
18,35…プロセッサ、 31,32…コンパレータ、
33…アンド回路、 34…エンド点制御回路、
sa…反射面、 sb…非反射面、
Tsa,Csa…幅広反射面、 Tsb…幅広非反射面。
2 ... lens tube, 6a, 6b, 12 ... reflection type photo sensor,
10, 24, 26 ... reflector (reflector),
13 ... Light emitting element, 14 ... Light receiving element,
14a to 14c ... light receiving part, 15 ... detection control circuit (LSI),
16a to 16c: buffer amplifier,
18, 35 ... processor, 31, 32 ... comparator,
33 ... AND circuit, 34 ... End point control circuit,
sa ... reflective surface, sb ... non-reflective surface,
T sa , C sa ... Wide reflecting surface, T sb ... Wide non-reflecting surface.
Claims (2)
この反射部に対し発光/受光する発光素子及び受光素子を有し、この受光素子には上記反射部の移動方向でそれぞれ異なる受光領域を持つ複数の受光部が設けられた反射型フォトセンサと、を備え、
上記複数の受光部から位相差の異なる信号を出力し、これらの出力信号から上記移動物の位置を検出すると共に、上記特異パターンにより特定位置を検出することを特徴とする反射型フォトセンサを用いた位置検出装置。 The reflective part and the non-reflective surface are alternately arranged in the moving direction of the moving object, and the reflective part having a unique pattern that changes specifically with respect to the alternating pattern,
A reflective photosensor having a light-emitting element and a light-receiving element that emits / receives light with respect to the reflection part, and the light-receiving element includes a plurality of light-receiving parts each having a different light-receiving region in the moving direction of the reflection part; With
A reflection type photosensor that outputs signals having different phase differences from the plurality of light receiving units, detects a position of the moving object from these output signals, and detects a specific position by the specific pattern is used. The position detection device.
上記複数の受光部から90度位相差のある2つの信号を出力し、この出力をA,Bとすると、(A−B)/(A+B)及び(A+B)/(A−B)の演算を行うことにより、上記移動物の位置検出を実行し、
上記複数の受光部から180度位相差のある2つの信号を出力し、この出力をA,Cとすると、(A+C)/2の演算を行うことにより、中点電位を求め、
この中点電位を基準にして予め設定した判定レベルを上記受光部の出力が超えるとき又は下回るとき、上記特定位置にあることを検出することを特徴とする請求項1記載の反射型フォトセンサを用いた位置検出装置。 The unique pattern is only a reflective surface or only a non-reflective surface,
When two signals having a phase difference of 90 degrees are output from the plurality of light receiving units and the outputs are A and B, the calculation of (A−B) / (A + B) and (A + B) / (A−B) is performed. By performing the position detection of the moving object,
Two signals having a phase difference of 180 degrees are output from the plurality of light receiving units, and when these outputs are A and C, a midpoint potential is obtained by performing (A + C) / 2,
2. The reflective photosensor according to claim 1, wherein when the output of the light receiving unit exceeds or falls below a predetermined determination level with reference to the midpoint potential, the reflection photosensor is detected at the specific position. The position detector used.
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