JPH1123221A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
- Publication number
- JPH1123221A JPH1123221A JP18737597A JP18737597A JPH1123221A JP H1123221 A JPH1123221 A JP H1123221A JP 18737597 A JP18737597 A JP 18737597A JP 18737597 A JP18737597 A JP 18737597A JP H1123221 A JPH1123221 A JP H1123221A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- scale plate
- light receiving
- light beam
- fixed scale
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 不要光の影響を少なくして、受光素子の出力
信号を良好なものとする。 【解決手段】 発光素子からの光束は、可動スケール板
１２の光透過部１２ｂを通り、対向する固定スケール板
１３に入射する。固定スケール板１３に入射した光束
は、Ｖ型溝部の傾斜面１４ａ、１４ｂと平面部１５で３
方向の光束となり、傾斜面１４ａ、１４ｂに入射した約
３０度の傾きを持つ信号光束は、この方向に正対した受
光素子１６ａ、１６ｂにより大きな感度で受光され、平
面部１５を通った光束は直進して信号光束の半分の感度
で受光される。
信号を良好なものとする。 【解決手段】 発光素子からの光束は、可動スケール板
１２の光透過部１２ｂを通り、対向する固定スケール板
１３に入射する。固定スケール板１３に入射した光束
は、Ｖ型溝部の傾斜面１４ａ、１４ｂと平面部１５で３
方向の光束となり、傾斜面１４ａ、１４ｂに入射した約
３０度の傾きを持つ信号光束は、この方向に正対した受
光素子１６ａ、１６ｂにより大きな感度で受光され、平
面部１５を通った光束は直進して信号光束の半分の感度
で受光される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｖ溝を有する光学
素子を使用して位置検出を行う位置検出装置に関するも
のである。
素子を使用して位置検出を行う位置検出装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ビデオカメラ等の撮像装置では、
ズームやフォーカスのためにレンズを所定の速度及び位
置精度で動作しなければならない。最近、このためのレ
ンズ駆動制御装置としてリニアモータが用いられるよう
になり、このリニアモータを制御するためにはレンズの
位置を検出する検出装置が必要となる。この位置検出装
置の例としては、位置変化に対して位相のずれた複数の
繰り返し周期波形の信号を発生する光学式エンコーダが
知られており、特開平１−１２１７２３号公報に開示さ
れている。
ズームやフォーカスのためにレンズを所定の速度及び位
置精度で動作しなければならない。最近、このためのレ
ンズ駆動制御装置としてリニアモータが用いられるよう
になり、このリニアモータを制御するためにはレンズの
位置を検出する検出装置が必要となる。この位置検出装
置の例としては、位置変化に対して位相のずれた複数の
繰り返し周期波形の信号を発生する光学式エンコーダが
知られており、特開平１−１２１７２３号公報に開示さ
れている。
【０００３】図６は光学式エンコーダの側面図を示し、
発光素子１には集光レンズ２が取り付けられており、集
光レンズ２の下側には、被測定物の例えばレンズ部に取
り付けられた可動スケール板３が配置され、可動スケー
ル板３には斜面から成る光遮光部と平面から成る光透過
部が格子状にピッチＰの等間隔で周期的に設けられてい
る。
発光素子１には集光レンズ２が取り付けられており、集
光レンズ２の下側には、被測定物の例えばレンズ部に取
り付けられた可動スケール板３が配置され、可動スケー
ル板３には斜面から成る光遮光部と平面から成る光透過
部が格子状にピッチＰの等間隔で周期的に設けられてい
る。
【０００４】また、可動スケール板３の下側には対向し
て固定スケール板４が配置され、固定スケール板４には
可動スケール板３の格子ピッチＰと等しい間隔で共に入
射面となるＶ型溝部４ａと平面部４ｂが設けられてい
る。また、固定スケール板４の下側には、固定スケール
板４の各領域からの光束を受光する２つの受光素子５
ａ、５ｂが、その受光入射を直進方向の光束方向に向け
て配置されている。
て固定スケール板４が配置され、固定スケール板４には
可動スケール板３の格子ピッチＰと等しい間隔で共に入
射面となるＶ型溝部４ａと平面部４ｂが設けられてい
る。また、固定スケール板４の下側には、固定スケール
板４の各領域からの光束を受光する２つの受光素子５
ａ、５ｂが、その受光入射を直進方向の光束方向に向け
て配置されている。
【０００５】可動スケール板３の光透過部からの光束
は、図６の状態のときは固定スケール板４のＶ型溝部４
ａで屈折されて、受光素子５ａ、５ｂに入射する。一
方、図６とピッチが１／２ずれた図７の状態のときは、
可動スケール板３の光透過部からの光束は、固定スケー
ル板４の平面部４ｂを直進して受光素子５ａ、５ｂに入
射する。
は、図６の状態のときは固定スケール板４のＶ型溝部４
ａで屈折されて、受光素子５ａ、５ｂに入射する。一
方、図６とピッチが１／２ずれた図７の状態のときは、
可動スケール板３の光透過部からの光束は、固定スケー
ル板４の平面部４ｂを直進して受光素子５ａ、５ｂに入
射する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例においては、固定スケール板４の平面部４ｂを通過
した光束は、受光素子５ａ、５ｂに垂直に入射し、Ｖ型
溝部４ａの傾斜面を通過した光束に対して有害光とな
り、受光素子５ａ、５ｂの出力信号の出力レベルや位相
などに影響を及ぼすという問題がある。
来例においては、固定スケール板４の平面部４ｂを通過
した光束は、受光素子５ａ、５ｂに垂直に入射し、Ｖ型
溝部４ａの傾斜面を通過した光束に対して有害光とな
り、受光素子５ａ、５ｂの出力信号の出力レベルや位相
などに影響を及ぼすという問題がある。
【０００７】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
不要光の影響を少なくして受光素子の出力信号を良好な
ものとする位置検出装置を提供することにある。
不要光の影響を少なくして受光素子の出力信号を良好な
ものとする位置検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る位置検出装置は、発光素子からの光束を
Ｖ型溝を使用して少なくとも２方向に分割し、該分割し
た光束を受光素子により受光して位置を検出する位置検
出装置において、指向性を有する前記受光素子の感度の
高い方向を前記屈折光束方向に正対させたことを特徴と
する。
の本発明に係る位置検出装置は、発光素子からの光束を
Ｖ型溝を使用して少なくとも２方向に分割し、該分割し
た光束を受光素子により受光して位置を検出する位置検
出装置において、指向性を有する前記受光素子の感度の
高い方向を前記屈折光束方向に正対させたことを特徴と
する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明を図１〜図５に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図１は実施例の側面図を
示し、発光素子１１の下側には、図示しない被測定物の
例えばレンズ部に取り付けられた平行平板状の透明材料
から成る可動スケール板１２が配置され、可動スケール
板１２の下面には斜面から成る光遮光部１２ａと平面か
ら成る光透過部１２ｂが、格子状にピッチＰの等間隔で
周期的に配置されている。可動スケール板１２の下側に
は、平行平板状の透明材料から成る固定スケール板１３
が対向的に配置されており、図２に示すように可動スケ
ール板１２の格子ピッチＰと等しい間隔で、固定スケー
ル板１３の表面には共に光透過部であるＶ型溝部１４と
平面部１５が設けられ、Ｖ型溝部１４の傾斜面１４ａ、
１４ｂは平面部１５に対して４５度の角度とされてい
る。
例に基づいて詳細に説明する。図１は実施例の側面図を
示し、発光素子１１の下側には、図示しない被測定物の
例えばレンズ部に取り付けられた平行平板状の透明材料
から成る可動スケール板１２が配置され、可動スケール
板１２の下面には斜面から成る光遮光部１２ａと平面か
ら成る光透過部１２ｂが、格子状にピッチＰの等間隔で
周期的に配置されている。可動スケール板１２の下側に
は、平行平板状の透明材料から成る固定スケール板１３
が対向的に配置されており、図２に示すように可動スケ
ール板１２の格子ピッチＰと等しい間隔で、固定スケー
ル板１３の表面には共に光透過部であるＶ型溝部１４と
平面部１５が設けられ、Ｖ型溝部１４の傾斜面１４ａ、
１４ｂは平面部１５に対して４５度の角度とされてい
る。
【００１０】更に、固定スケール板１３の下方位置に
は、固定スケール板１３に対して約３０度傾斜して２つ
の受光素子１６ａ、１６ｂが互いに内側を向くように配
置されており、固定スケール板１３から屈折されてくる
光束にほぼ正対して受光できるようになっている。ま
た、これら受光素子１６ａ、１６ｂは感度に指向性を有
し、３０度傾斜した方向から入射する光に対する感度は
垂直方向の半分とされている。
は、固定スケール板１３に対して約３０度傾斜して２つ
の受光素子１６ａ、１６ｂが互いに内側を向くように配
置されており、固定スケール板１３から屈折されてくる
光束にほぼ正対して受光できるようになっている。ま
た、これら受光素子１６ａ、１６ｂは感度に指向性を有
し、３０度傾斜した方向から入射する光に対する感度は
垂直方向の半分とされている。
【００１１】図１は可動スケール板１２の光透過部１２
ｂが固定スケール板１３のＶ型溝部１４に一致し、可動
スケール板１２の光遮光部１２ａが固定スケール板１３
の平面部１５に一致している状態を示し、発光素子１１
からの光束は可動スケール板１２の光透過部１２ｂを通
って、対向する固定スケール板１３のＶ型溝部１４の傾
斜面１４ａ、１４ｂに入射する。Ｖ型溝部１４の傾斜面
１４ａ、１４ｂが互いに９０度の角度でかつ固定スケー
ル板１３の光屈折率が１．５８のときは、固定スケール
板１３を通過した後に屈折されて、鉛直線に対して約３
０度、正確には３０度１２分の傾きを持つ光束となる。
そして、これらの光束はほぼ垂直に近い方向からそれぞ
れ受光素子１６ａ、１６ｂに受光される。
ｂが固定スケール板１３のＶ型溝部１４に一致し、可動
スケール板１２の光遮光部１２ａが固定スケール板１３
の平面部１５に一致している状態を示し、発光素子１１
からの光束は可動スケール板１２の光透過部１２ｂを通
って、対向する固定スケール板１３のＶ型溝部１４の傾
斜面１４ａ、１４ｂに入射する。Ｖ型溝部１４の傾斜面
１４ａ、１４ｂが互いに９０度の角度でかつ固定スケー
ル板１３の光屈折率が１．５８のときは、固定スケール
板１３を通過した後に屈折されて、鉛直線に対して約３
０度、正確には３０度１２分の傾きを持つ光束となる。
そして、これらの光束はほぼ垂直に近い方向からそれぞ
れ受光素子１６ａ、１６ｂに受光される。
【００１２】また、図３は可動スケール板１２の光透過
部１２ｂが固定スケール板１３の平面部１５に一致し、
可動スケール板１２の光遮光部１２ａが固定スケール板
１３のＶ型溝部１４に一致した状態を示し、発光素子１
１からの光束は、可動スケール板１２の光透過部１２ｂ
を通って対向する固定スケール板１３の平面部１５に入
射し、そのまま通過する。
部１２ｂが固定スケール板１３の平面部１５に一致し、
可動スケール板１２の光遮光部１２ａが固定スケール板
１３のＶ型溝部１４に一致した状態を示し、発光素子１
１からの光束は、可動スケール板１２の光透過部１２ｂ
を通って対向する固定スケール板１３の平面部１５に入
射し、そのまま通過する。
【００１３】また、可動スケール板１２が固定スケール
板１３に対し図１と図３の間に位置する場合には、図４
に示すように可動スケール板１２の光透過部１２ｂを通
った光束は、固定スケール板１３のＶ型溝部１４と平面
部１５に入射する。Ｖ型溝部１４に入射した光束は屈折
され、平面部１５に入射した光束は直進する。このと
き、受光素子１６ａ、１６ｂは共に固定スケール板１３
に対して約３０度、直進光に対して約６０度傾斜してい
るので、固定スケール板１３で屈折された光束に対して
大きな感度を有し、一方で固定スケール板１３を直進す
る光束は、受光素子１６ａ、１６ｂに対して３０度の角
度を有して斜め方向から入射するために半分の感度とな
る。
板１３に対し図１と図３の間に位置する場合には、図４
に示すように可動スケール板１２の光透過部１２ｂを通
った光束は、固定スケール板１３のＶ型溝部１４と平面
部１５に入射する。Ｖ型溝部１４に入射した光束は屈折
され、平面部１５に入射した光束は直進する。このと
き、受光素子１６ａ、１６ｂは共に固定スケール板１３
に対して約３０度、直進光に対して約６０度傾斜してい
るので、固定スケール板１３で屈折された光束に対して
大きな感度を有し、一方で固定スケール板１３を直進す
る光束は、受光素子１６ａ、１６ｂに対して３０度の角
度を有して斜め方向から入射するために半分の感度とな
る。
【００１４】このとき、例えばＶ型溝部１４をピッチＰ
の１／２の幅とし、２つの傾斜面１４ａ、１４ｂの幅が
等しくかつそれぞれＰ／４となるようにし、平面部１５
をピッチＰの１／２の幅になるように設定すれば、受光
素子１６ａ、１６ｂからの出力信号Sa、Sbは、図５に示
すように可動スケール板１２の位置変化に対して９０度
位相のずれた周期Ｐの繰り返し信号となる。この出力信
号Sa、Sbを演算することによって、可動スケール板１２
の固定スケール板１３に対する相対位置を検出すること
ができる。
の１／２の幅とし、２つの傾斜面１４ａ、１４ｂの幅が
等しくかつそれぞれＰ／４となるようにし、平面部１５
をピッチＰの１／２の幅になるように設定すれば、受光
素子１６ａ、１６ｂからの出力信号Sa、Sbは、図５に示
すように可動スケール板１２の位置変化に対して９０度
位相のずれた周期Ｐの繰り返し信号となる。この出力信
号Sa、Sbを演算することによって、可動スケール板１２
の固定スケール板１３に対する相対位置を検出すること
ができる。
【００１５】このように、３方向に分割した光束の内の
Ｖ型溝部１４の傾斜面１４ａ、１４ｂを通る信号光束に
対する感度を上げて、平面部１５を透過する光束の感度
を下げることにより、受光素子１６ａ、１６ｂの信号出
力を向上させて所望の位相差の信号を受光することがで
きる。
Ｖ型溝部１４の傾斜面１４ａ、１４ｂを通る信号光束に
対する感度を上げて、平面部１５を透過する光束の感度
を下げることにより、受光素子１６ａ、１６ｂの信号出
力を向上させて所望の位相差の信号を受光することがで
きる。
【００１６】なお、実施例の固定スケール板１３におい
ては光束を３方向に分割するようにしたが、分割は２方
向、或いは更に斜面の傾き角を多数階として光束を更に
複数方向に分割することもできる。また、２枚のスケー
ル板１２、１３の何れを固定スケール板、可動スケール
板としても支障はない。
ては光束を３方向に分割するようにしたが、分割は２方
向、或いは更に斜面の傾き角を多数階として光束を更に
複数方向に分割することもできる。また、２枚のスケー
ル板１２、１３の何れを固定スケール板、可動スケール
板としても支障はない。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る位置検
出装置は、発光素子からの光束をスケール板のＶ型溝を
利用して少なくとも２方向に分割し、受光素子への入射
角を変えることにより、受光信号に入射方向による勾配
を持たせることができ、更に有害光に影響されずに、所
望の位相差で光束を受光することができるので、正確な
位置検出を行うことが可能となる。
出装置は、発光素子からの光束をスケール板のＶ型溝を
利用して少なくとも２方向に分割し、受光素子への入射
角を変えることにより、受光信号に入射方向による勾配
を持たせることができ、更に有害光に影響されずに、所
望の位相差で光束を受光することができるので、正確な
位置検出を行うことが可能となる。
【図１】実施例の側面図である。
【図２】固定スケール板の斜視図である。
【図３】可動スケール板が１／２ピッチ移動したときの
側面図である。
側面図である。
【図４】透過光束の説明図である。
【図５】受光素子の出力電圧のグラフ図である。
【図６】従来例の側面図である。
【図７】可動スケール板が１／２ピッチ移動したときの
側面図である。
側面図である。
１１ 発光素子 １２ 可動スケール板 １３ 固定スケール板 １４ Ｖ型溝部 １４ａ、１４ｂ 傾斜面 １５ 平面部 １６ａ、１６ｂ 受光素子
Claims (2)
- 【請求項１】 発光素子からの光束をＶ型溝を使用して
少なくとも２方向に分割し、該分割した光束を受光素子
により受光して位置を検出する位置検出装置において、
指向性を有する前記受光素子の感度の高い方向を前記屈
折光束方向に正対させたことを特徴とする位置検出装
置。 - 【請求項２】 前記受光素子を前記直進方向光束に対し
約６０度傾けるようにした請求項１に記載の位置検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18737597A JPH1123221A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18737597A JPH1123221A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1123221A true JPH1123221A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=16204918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18737597A Pending JPH1123221A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1123221A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6643342B1 (en) | 1998-07-15 | 2003-11-04 | Nec Corporation | Unique word detection circuit |
-
1997
- 1997-06-27 JP JP18737597A patent/JPH1123221A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6643342B1 (en) | 1998-07-15 | 2003-11-04 | Nec Corporation | Unique word detection circuit |
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