JPH1047999A - 光学式リニアエンコーダ及びその調整方法 - Google Patents
光学式リニアエンコーダ及びその調整方法Info
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- JPH1047999A JPH1047999A JP21924796A JP21924796A JPH1047999A JP H1047999 A JPH1047999 A JP H1047999A JP 21924796 A JP21924796 A JP 21924796A JP 21924796 A JP21924796 A JP 21924796A JP H1047999 A JPH1047999 A JP H1047999A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価で高精度な光学式リニアエンコーダ及び
その調整方法を提供する。 【解決手段】 移動鏡枠１と、固定鏡胴２と、移動鏡枠
１に固定されギャップを介して対向配置されたＬＥＤ４
ａとフォトダイオード４ｂとからなるフォトインタラプ
タ４と、移動鏡枠１に固定されギャップを介して対向配
置されたＬＥＤ５ａとフォトダイオード５ｂとからなる
フォトインタラプタ５と、複数のスリット３ｃ有する光
変調部材３とを備え、スリット３ｃのピッチをＰ、ｎを
整数としたとき、ＬＥＤ４ａとＬＥＤ５ａとの間隔Ｔを
Ｔ＝ｎＰ＋（Ｐ／４）とした光学式リニアエンコーダ。
その調整方法を提供する。 【解決手段】 移動鏡枠１と、固定鏡胴２と、移動鏡枠
１に固定されギャップを介して対向配置されたＬＥＤ４
ａとフォトダイオード４ｂとからなるフォトインタラプ
タ４と、移動鏡枠１に固定されギャップを介して対向配
置されたＬＥＤ５ａとフォトダイオード５ｂとからなる
フォトインタラプタ５と、複数のスリット３ｃ有する光
変調部材３とを備え、スリット３ｃのピッチをＰ、ｎを
整数としたとき、ＬＥＤ４ａとＬＥＤ５ａとの間隔Ｔを
Ｔ＝ｎＰ＋（Ｐ／４）とした光学式リニアエンコーダ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアエンコーダ
に係り、特にカメラの撮影レンズの位置を検出するのに
好適な光学式リニアエンコーダ及びその調整方法に関す
るものである。
に係り、特にカメラの撮影レンズの位置を検出するのに
好適な光学式リニアエンコーダ及びその調整方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ＶＴＲ一体型ビデオカメラに用いられる
オートフォーカス機能付ズームレンズでは、フォーカシ
ング機能を司るレンズ群を駆動するアクチュエータとし
て、一般にステップモータが採用されている。そして、
このレンズ群の位置制御は、機械的に何らかの方法で決
定される該レンズ群の初期位置を原点とし、ステップモ
ータに供給した駆動パルス数をカウントすることによっ
て行われている。近年、合焦動作の高速化が求められて
おり、これに対応しようとした場合、ステップモータで
は消費電流や騒音等の問題が発生するため、所謂リニア
モータの採用を余儀なくされている。
オートフォーカス機能付ズームレンズでは、フォーカシ
ング機能を司るレンズ群を駆動するアクチュエータとし
て、一般にステップモータが採用されている。そして、
このレンズ群の位置制御は、機械的に何らかの方法で決
定される該レンズ群の初期位置を原点とし、ステップモ
ータに供給した駆動パルス数をカウントすることによっ
て行われている。近年、合焦動作の高速化が求められて
おり、これに対応しようとした場合、ステップモータで
は消費電流や騒音等の問題が発生するため、所謂リニア
モータの採用を余儀なくされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リニア
モータのようにパルス駆動できないアクチュエータで
は、レンズ群の位置検出手段が別途必要になる。この位
置検出手段の代表例としては、ＭＲセンサーを用いたリ
ニアエンコーダがあるが、センサーとマグネットが比較
的高価であり、アクチュエータ全体としてのコストアッ
プを免れない。
モータのようにパルス駆動できないアクチュエータで
は、レンズ群の位置検出手段が別途必要になる。この位
置検出手段の代表例としては、ＭＲセンサーを用いたリ
ニアエンコーダがあるが、センサーとマグネットが比較
的高価であり、アクチュエータ全体としてのコストアッ
プを免れない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点に
鑑みなされたものであり、請求項１に係るの発明は、
「相対的に直線運動をする第１及び第２の部材と、該第
１の部材に固定され所定ギャップを介して対向配置され
た発光素子と受光素子とからなる第１のフォトインタラ
プタと、該第１の部材に固定され所定ギャップを介して
対向配置された発光素子と受光素子とからなる第２のフ
ォトインタラプタと、複数のスリットを有し該第２の部
材に固定され該第１、第２のフォトインタラプタの該ギ
ャップに遊嵌して各発光素子から放射される光束を変調
する光変調部材とを具備し、該光変調部材の該複数のス
リットのピッチをＰとし、ｎを任意の整数としたとき、
該第１のフォトインタラプタの該発光素子又は該受光素
子と第２のフォトインタラプタの該発光素子又は該受光
素子との間隔Ｔを、 Ｔ＝ｎＰ＋（Ｐ／４） に設定してなる光学式リニアエンコーダ。」を提供する
ものであり、
鑑みなされたものであり、請求項１に係るの発明は、
「相対的に直線運動をする第１及び第２の部材と、該第
１の部材に固定され所定ギャップを介して対向配置され
た発光素子と受光素子とからなる第１のフォトインタラ
プタと、該第１の部材に固定され所定ギャップを介して
対向配置された発光素子と受光素子とからなる第２のフ
ォトインタラプタと、複数のスリットを有し該第２の部
材に固定され該第１、第２のフォトインタラプタの該ギ
ャップに遊嵌して各発光素子から放射される光束を変調
する光変調部材とを具備し、該光変調部材の該複数のス
リットのピッチをＰとし、ｎを任意の整数としたとき、
該第１のフォトインタラプタの該発光素子又は該受光素
子と第２のフォトインタラプタの該発光素子又は該受光
素子との間隔Ｔを、 Ｔ＝ｎＰ＋（Ｐ／４） に設定してなる光学式リニアエンコーダ。」を提供する
ものであり、
【０００５】請求項２に係る発明は、「Ｔ＝ｎＰ＋（Ｐ
／４）の間隔で２つのスリットを形成した基準マスクを
該第１の部材に設けたことを特徴とする請求項１記載の
光学式リニアエンコーダ。」を提供するものであり、
／４）の間隔で２つのスリットを形成した基準マスクを
該第１の部材に設けたことを特徴とする請求項１記載の
光学式リニアエンコーダ。」を提供するものであり、
【０００６】請求項３に係る発明は、「該基準マスクの
該２つのスリットはそれぞれ該第１のフォトインタラプ
タの発光素子及び該第２のフォトインタラプタの発光素
子から放射される光束を絞る形状としたことを特徴とす
る請求項２記載の光学式リニアエンコーダ。」を提供す
るものであり、
該２つのスリットはそれぞれ該第１のフォトインタラプ
タの発光素子及び該第２のフォトインタラプタの発光素
子から放射される光束を絞る形状としたことを特徴とす
る請求項２記載の光学式リニアエンコーダ。」を提供す
るものであり、
【０００７】請求項４に係る発明は、「該第１のフォト
インタラプタを一方のスリットに望ませた態様でその出
力が最大となる位置に調整して該第１の部材に固定し、
該第２のフォトインタラプタを他方のスリットに望ませ
た態様でその出力が最大となる位置に調整して該第１の
部材に固定することを特徴とする請求項２又は請求項３
記載の光学式リニアエンコーダの調整方法。」を提供す
るものである。
インタラプタを一方のスリットに望ませた態様でその出
力が最大となる位置に調整して該第１の部材に固定し、
該第２のフォトインタラプタを他方のスリットに望ませ
た態様でその出力が最大となる位置に調整して該第１の
部材に固定することを特徴とする請求項２又は請求項３
記載の光学式リニアエンコーダの調整方法。」を提供す
るものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明の光学式リ
ニアエンコーダの実施の形態を模式的に示す平面図であ
る。１は、例えばオートフォーカス機能付ズームレンズ
における、フォーカシングレンズ群の移動鏡枠である。
この移動鏡枠１には、複数のスリット３ｃを形成した光
変調部材３が取り付け部３ｂ、３ｂによって取り付けら
れており、移動鏡枠１と一体に矢印Ａの方向に移動する
構成になっている。また、スリット３ｃはピッチＰ（こ
の実施の形態においてはＰ＝０．３ｍｍ）でスリット幅
はＰ／２である。なお、光変調部材３に形成した複数の
スリット３ｃは機械加工等により孔を穿設した形態、又
はガラス版を黒くマスクした形態でもよく、光を透過及
び遮断する構造であれば良い。
施の形態について説明する。図１は、本発明の光学式リ
ニアエンコーダの実施の形態を模式的に示す平面図であ
る。１は、例えばオートフォーカス機能付ズームレンズ
における、フォーカシングレンズ群の移動鏡枠である。
この移動鏡枠１には、複数のスリット３ｃを形成した光
変調部材３が取り付け部３ｂ、３ｂによって取り付けら
れており、移動鏡枠１と一体に矢印Ａの方向に移動する
構成になっている。また、スリット３ｃはピッチＰ（こ
の実施の形態においてはＰ＝０．３ｍｍ）でスリット幅
はＰ／２である。なお、光変調部材３に形成した複数の
スリット３ｃは機械加工等により孔を穿設した形態、又
はガラス版を黒くマスクした形態でもよく、光を透過及
び遮断する構造であれば良い。
【０００９】他方、オートフォーカス機能付ズームレン
ズの固定鏡胴２には、２個のフォトインタラプタ４、５
が固定されている。これらのフォトインタラプタ４、５
は、ＬＥＤ４ａ，５ａとフォトダイオード４ｂ、５ｂと
が、所定の図示しないギャップを介して互いに対向して
配置された公知の構成を有している。そして、光変調部
材３は移動鏡枠１の移動に伴い、これらのギャップ内で
変位することにより、ＬＥＤ４ａ，５ａからフォトダイ
オード４ｂ、５ｂに至る光束をそれぞれ、変調する。な
お、ＬＥＤ４、５はその放射する光束がハウジングに設
けられた図示しない絞りによって、所定の径に制限され
ている。本実施の形態においては、約０．３ｍｍの径の
光束を採用している。
ズの固定鏡胴２には、２個のフォトインタラプタ４、５
が固定されている。これらのフォトインタラプタ４、５
は、ＬＥＤ４ａ，５ａとフォトダイオード４ｂ、５ｂと
が、所定の図示しないギャップを介して互いに対向して
配置された公知の構成を有している。そして、光変調部
材３は移動鏡枠１の移動に伴い、これらのギャップ内で
変位することにより、ＬＥＤ４ａ，５ａからフォトダイ
オード４ｂ、５ｂに至る光束をそれぞれ、変調する。な
お、ＬＥＤ４、５はその放射する光束がハウジングに設
けられた図示しない絞りによって、所定の径に制限され
ている。本実施の形態においては、約０．３ｍｍの径の
光束を採用している。
【００１０】ここで、フォトインタラプタ４のＬＥＤ４
ａ（又はフォトダイオード４ｂ）とフォトインタラプタ
５のＬＥＤ５ａ（又はフォトダイオード５ｂ）との間隔
Ｔは、後述するようにｎを任意の整数としたとき、 Ｔ＝ｎＰ＋（Ｐ／４） となるように高精度に調整されている。なお、４ｃ、５
ｃはフォトインタラプタ４、５のハウジングに形成され
た長孔であり、間隔Ｔが上式を満足するように調整され
た状態でネジ６、７によりフォトインタラプタ４、５は
それぞれ固定鏡胴２に固定されている。
ａ（又はフォトダイオード４ｂ）とフォトインタラプタ
５のＬＥＤ５ａ（又はフォトダイオード５ｂ）との間隔
Ｔは、後述するようにｎを任意の整数としたとき、 Ｔ＝ｎＰ＋（Ｐ／４） となるように高精度に調整されている。なお、４ｃ、５
ｃはフォトインタラプタ４、５のハウジングに形成され
た長孔であり、間隔Ｔが上式を満足するように調整され
た状態でネジ６、７によりフォトインタラプタ４、５は
それぞれ固定鏡胴２に固定されている。
【００１１】さて、このような構成に光学式リニアエン
コーダを構成することにより、光変調部材３が矢印Ａ方
向に移動すると、フォトインタラプタ４、５のＬＥＤ４
ａ、５ａが放射する光束に対してスリット３ｃの面積が
順次変化するため、スリット３ｃの面積に応じて、図３
に示すように、フォトインタラプタ４からＡ相、フォト
インタラプタ５からＢ相の２相の略正弦波形状の信号が
それぞれ得られることになる。なお、図３において、横
軸は光変調部材即ち移動鏡枠１の位置であり、縦軸はフ
ォトインタラプタ４、５から得られる出力である。
コーダを構成することにより、光変調部材３が矢印Ａ方
向に移動すると、フォトインタラプタ４、５のＬＥＤ４
ａ、５ａが放射する光束に対してスリット３ｃの面積が
順次変化するため、スリット３ｃの面積に応じて、図３
に示すように、フォトインタラプタ４からＡ相、フォト
インタラプタ５からＢ相の２相の略正弦波形状の信号が
それぞれ得られることになる。なお、図３において、横
軸は光変調部材即ち移動鏡枠１の位置であり、縦軸はフ
ォトインタラプタ４、５から得られる出力である。
【００１２】ここで、上側閾値ＴＨと下側閾値ＴＬを適
当に設けると、両相の信号をほぼ直線に近似することが
でき、且つ両相の信号が横軸方向に間断なく存在する状
態を選ぶことができる。このように閾値を設定すること
により、Ａ相、Ｂ相の組み合わせにより横軸方向の連続
性を維持することができ、Ａ相、Ｂ相を順次交互に選択
して、直線近似することにより移動鏡枠１の位置情報を
連続的に且つ高精度に得ることができる。
当に設けると、両相の信号をほぼ直線に近似することが
でき、且つ両相の信号が横軸方向に間断なく存在する状
態を選ぶことができる。このように閾値を設定すること
により、Ａ相、Ｂ相の組み合わせにより横軸方向の連続
性を維持することができ、Ａ相、Ｂ相を順次交互に選択
して、直線近似することにより移動鏡枠１の位置情報を
連続的に且つ高精度に得ることができる。
【００１３】次に、２つのフォトインタラプタ４、５の
間隔Ｔの調整方法について図２を参照して説明する。図
２において、１０は、取り付け部１０ｂ、１０ｂによっ
て固定鏡胴２に取り付けた基準マスクである。基準マス
ク１０には、２つのスリット１０ａ、１０ｂが間隔Ｔで
予めフォトリソ等の方法で正確に形成されている。この
ような状態で、フォトインタラプタ４、５の出力を見な
がらそれぞれの出力値が最大になるように位置調整を行
いネジ６、７で固定する。なお、この基準マスク１０
は、調整完了後に取り外してもよいが、上側閾値ＴＨと
下側閾値ＴＬとの間における両相の信号の直線性が不十
分な場合には、スリット１０ａ、１０ｂの幅ｔを、小さ
めに設定しフォトインタラプタ４、５のＬＥＤ４ａ、５
ａが放射する光束の広がりを所定の程度制限する絞りと
して機能するようにしておくとよい。
間隔Ｔの調整方法について図２を参照して説明する。図
２において、１０は、取り付け部１０ｂ、１０ｂによっ
て固定鏡胴２に取り付けた基準マスクである。基準マス
ク１０には、２つのスリット１０ａ、１０ｂが間隔Ｔで
予めフォトリソ等の方法で正確に形成されている。この
ような状態で、フォトインタラプタ４、５の出力を見な
がらそれぞれの出力値が最大になるように位置調整を行
いネジ６、７で固定する。なお、この基準マスク１０
は、調整完了後に取り外してもよいが、上側閾値ＴＨと
下側閾値ＴＬとの間における両相の信号の直線性が不十
分な場合には、スリット１０ａ、１０ｂの幅ｔを、小さ
めに設定しフォトインタラプタ４、５のＬＥＤ４ａ、５
ａが放射する光束の広がりを所定の程度制限する絞りと
して機能するようにしておくとよい。
【００１４】なお、以上の説明では、２つのフォトイン
タラプタを用いて光学式リニアエンコーダを構成した
が、３つ以上Ｎ個のフォトインタラプタを用いてＮ相の
信号を得るようにしてもよい。この場合には、Ｎ個のフ
ォトインタラプタの各間隔Ｔは、Ｔ＝ｎＰ＋（Ｐ／Ｎ）
とすればよい。
タラプタを用いて光学式リニアエンコーダを構成した
が、３つ以上Ｎ個のフォトインタラプタを用いてＮ相の
信号を得るようにしてもよい。この場合には、Ｎ個のフ
ォトインタラプタの各間隔Ｔは、Ｔ＝ｎＰ＋（Ｐ／Ｎ）
とすればよい。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学式リ
ニアエンコーダによれば、ＭＲセンサー等を用いること
なく、簡単な構成で高精度なリニアエンコーダを安価に
えることができるという効果がある。また、本発明の光
学式リニアエンコーダの調整方法によれば、既存のフォ
トインタラプタを用いても、２つのフォトインタラプタ
の間隔を正確に設定することができるので、高精度な光
学式リニアエンコーダを実現することができる。
ニアエンコーダによれば、ＭＲセンサー等を用いること
なく、簡単な構成で高精度なリニアエンコーダを安価に
えることができるという効果がある。また、本発明の光
学式リニアエンコーダの調整方法によれば、既存のフォ
トインタラプタを用いても、２つのフォトインタラプタ
の間隔を正確に設定することができるので、高精度な光
学式リニアエンコーダを実現することができる。
【図１】本発明の光学式リニアエンコーダの実施の形態
を模式的に示す平面図
を模式的に示す平面図
【図２】本発明における、２つのフォトインタラプタの
間隔Ｔの調整方法を説明するための模式的な平面図であ
る。
間隔Ｔの調整方法を説明するための模式的な平面図であ
る。
【図３】本発明の光学式リニアエンコーダの出力信号を
示す図である。
示す図である。
１ 移動鏡枠 ２ 固定鏡胴 ３ 光変調部材 ４ フォトインタラプタ ５ フォトインタラプタ １０ 基準マスク
Claims (4)
- 【請求項１】相対的に直線運動をする第１及び第２の部
材と、 該第１の部材に固定され所定ギャップを介して対向配置
された発光素子と受光素子とからなる第１のフォトイン
タラプタと、 該第１の部材に固定され所定ギャップを介して対向配置
された発光素子と受光素子とからなる第２のフォトイン
タラプタと、 複数のスリットを有し該第２の部材に固定され該第１、
第２のフォトインタラプタの該ギャップに遊嵌して各発
光素子から放射される光束を変調する光変調部材とを具
備し、 該光変調部材の該複数のスリットのピッチをＰとし、ｎ
を任意の整数としたとき、該第１のフォトインタラプタ
の該発光素子又は該受光素子と第２のフォトインタラプ
タの該発光素子又は該受光素子との間隔Ｔを、 Ｔ＝ｎＰ＋（Ｐ／４） に設定してなる光学式リニアエンコーダ。 - 【請求項２】Ｔ＝ｎＰ＋（Ｐ／４）の間隔で２つのスリ
ットを形成した基準マスクを該第１の部材に設けたこと
を特徴とする請求項１記載の光学式リニアエンコーダ。 - 【請求項３】該基準マスクの該２つのスリットはそれぞ
れ該第１のフォトインタラプタの発光素子及び該第２の
フォトインタラプタの発光素子から放射される光束を絞
る形状としたことを特徴とする請求項２記載の光学式リ
ニアエンコーダ。 - 【請求項４】該第１のフォトインタラプタを一方のスリ
ットに望ませた態様でその出力が最大となる位置に調整
して該第１の部材に固定し、 該第２のフォトインタラプタを他方のスリットに望ませ
た態様でその出力が最大となる位置に調整して該第１の
部材に固定することを特徴とする請求項２又は請求項３
記載の光学式リニアエンコーダの調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21924796A JPH1047999A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 光学式リニアエンコーダ及びその調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21924796A JPH1047999A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 光学式リニアエンコーダ及びその調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1047999A true JPH1047999A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16732536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21924796A Pending JPH1047999A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 光学式リニアエンコーダ及びその調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1047999A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2378243A (en) * | 2001-07-30 | 2003-02-05 | Hewlett Packard Co | Position measurement system and method |
| JP2006010568A (ja) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Canon Inc | 位置検出装置 |
| WO2006078771A1 (en) * | 2005-01-21 | 2006-07-27 | Thales-Optem | Optical zoom system |
| US10057962B2 (en) | 2016-06-24 | 2018-08-21 | Casio Computer Co., Ltd. | Photointerrupters, optical sensors, and driving operation detectors |
-
1996
- 1996-07-31 JP JP21924796A patent/JPH1047999A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2378243A (en) * | 2001-07-30 | 2003-02-05 | Hewlett Packard Co | Position measurement system and method |
| GB2378243B (en) * | 2001-07-30 | 2005-12-14 | Hewlett Packard Co | Position measurement system and method |
| JP2006010568A (ja) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Canon Inc | 位置検出装置 |
| US7856126B2 (en) | 2004-06-28 | 2010-12-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Position sensing device |
| WO2006078771A1 (en) * | 2005-01-21 | 2006-07-27 | Thales-Optem | Optical zoom system |
| US10057962B2 (en) | 2016-06-24 | 2018-08-21 | Casio Computer Co., Ltd. | Photointerrupters, optical sensors, and driving operation detectors |
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