JP2009168697A

JP2009168697A - Position detector, imaging apparatus, and optical apparatus

Info

Publication number: JP2009168697A
Application number: JP2008008705A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Ota; 宏樹太田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2028-01-18
Also published as: JP5084523B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position detector for achieving miniaturization and the detection accuracy. <P>SOLUTION: The position detector includes: a plurality of transmissive or reflective photo interrupters 103, 112 for optically detecting the existence and position of an object; and a plurality of detection circuits for detecting outputs from a plurality of the photo interrupters. A combination of current limit resistors and a voltage detection resistors used in one of the detection circuits 303, 309 is divided into a group composed by internal resistors on the same semiconductor and a group composed by resistive elements outside the semiconductor. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光によって物体の有無や位置を検出するフォトインタラプタを有する位置検出装置、該位置検出装置を具備する撮像装置および光学装置に関するものである。 The present invention relates to a position detection device having a photo interrupter that detects the presence or absence and position of an object with light, an imaging device including the position detection device, and an optical device.

カメラには倍率レンズや焦点調節レンズなどの駆動部がいくつかあり、それらの駆動を検出するためのセンサとして、光によって物体の有無や位置を検出するフォトインタラプタ（以下、ＰＩとも記す）が多く利用されている。そして、そのＰＩの用途は主に二つの用途に分けられる。一つは、エンコーダとしての用途であり、もう一つは、基準位置検出センサとしての用途である。 The camera has several drive units such as a magnification lens and a focus adjustment lens, and many photointerrupters (hereinafter also referred to as PI) that detect the presence or position of an object by light are used as sensors for detecting the drive. It's being used. The uses of the PI are mainly divided into two uses. One is an application as an encoder, and the other is an application as a reference position detection sensor.

上記エンコーダは駆動部の相対的な駆動距離を検出するものであり、基準位置検出センサは駆動部の絶対的な位置を検出するものであり、主に初期化動作やリセット動作時に使用される。以下、エンコーダの用途で使用されるＰＩをエンコーダＰＩ、基準位置検出センサの用途で使用されるＰＩをリセットＰＩと記す。 The encoder detects a relative driving distance of the driving unit, and the reference position detection sensor detects an absolute position of the driving unit, and is mainly used during an initialization operation and a reset operation. Hereinafter, a PI used for an encoder application is referred to as an encoder PI, and a PI used for a reference position detection sensor application is referred to as a reset PI.

これらＰＩを用いて検出するには、検出回路が必要である。図８は、従来のＰＩ検出回路の構成の一例を示すものである。 In order to detect using these PIs, a detection circuit is required. FIG. 8 shows an example of the configuration of a conventional PI detection circuit.

ＰＩ４０１は、ＬＥＤ等から成る発光素子４０２と、フォトトランジスタ等から成る受光素子４０３とを備えている。どちらの素子も電源電圧Ｖｃｃの供給を受けており、発光素子４０２は電流制限抵抗４０４を介して、受光素子４０３は電圧検出抵抗４０５を介して、それぞれ接地されている。そして、電圧検出抵抗４０５によって出力された検出電圧Ｖｂが、スレッシュ電圧レベル等が設定されたコンパレータ４０６やＡ／Ｄ変換器などに入力され、所望の信号Ｖｏｕｔが得られる。つまり、この検出回路では、一個のＰＩに対して二つの抵抗を要することとなる。 The PI 401 includes a light emitting element 402 made of an LED or the like and a light receiving element 403 made of a phototransistor or the like. Both elements are supplied with the power supply voltage Vcc. The light emitting element 402 is grounded via a current limiting resistor 404 and the light receiving element 403 is grounded via a voltage detecting resistor 405. Then, the detection voltage Vb output by the voltage detection resistor 405 is input to a comparator 406, an A / D converter or the like in which a threshold voltage level or the like is set, and a desired signal Vout is obtained. That is, in this detection circuit, two resistors are required for one PI.

また、特許文献１のように、感度調整を行うために電流制限抵抗や電圧検出抵抗にそれぞれ複数個の抵抗を使用する場合には、１個のＰＩに対して要する抵抗の数も多くなる。その一方で、カメラ１台のうちで使用されているＰＩの数を考えると、その数は１個ではなく、倍率調整レンズのエンコーダＰＩとして１〜２個使用していたり、倍率レンズや焦点調整レンズのリセットＰＩとして各々１個ずつ使用していたりしている。つまり、カメラ１台に対してＰＩを複数個使用していることが多い。したがって、全ＰＩの検出回路において使用される抵抗の数も多くなっていく。
特開平６−１０４７１９号公報 In addition, as in Patent Document 1, when a plurality of resistors are used as the current limiting resistor and the voltage detection resistor for sensitivity adjustment, the number of resistors required for one PI increases. On the other hand, considering the number of PIs used in one camera, the number is not one, but one or two encoder PIs for magnification adjustment lenses are used, magnification lenses or focus adjustments. One lens is used for each reset PI. That is, a plurality of PIs are often used for one camera. Therefore, the number of resistors used in all PI detection circuits also increases.
JP-A-6-104719

近年のコンパクトカメラは、サイズの小型化が強く要求されるようになってきており、基板の面積も小さくする必要がある。したがって、そのような要求がある場合には、この検出抵抗を含めた部品点数は可能な限り少ない方が望ましいこととなる。部品点数を減らすためには、連結抵抗を使用したり、半導体内部の拡散抵抗を抵抗として使用したりすることが考えられる。しかし、このような対策は必ずしもすべてのＰＩに対して適用可能とは限らず、ＰＩの用途に応じて最適な構成が異なる。 In recent years, compact cameras have been strongly required to be reduced in size, and it is necessary to reduce the area of the substrate. Therefore, when there is such a requirement, it is desirable that the number of parts including the detection resistor is as small as possible. In order to reduce the number of parts, it is conceivable to use a connection resistor or to use a diffused resistor inside the semiconductor as a resistor. However, such a measure is not necessarily applicable to all PIs, and the optimum configuration differs depending on the use of the PI.

（発明の目的）
本発明の目的は、小型化と検出精度とを達成することのできる位置検出装置、撮像装置および光学装置を提供しようとするものである。 (Object of invention)
An object of the present invention is to provide a position detection device, an imaging device, and an optical device that can achieve downsizing and detection accuracy.

上記目的を達成するために、本発明は、光によって物体の有無や位置を検出する透過型もしくは反射型の複数のフォトインタラプタと、前記複数のフォトインタラプタの出力をそれぞれ検出する複数の検出回路とを有し、一つの前記検出回路に使用される電流制限抵抗と電圧検出抵抗の組み合わせが、同一半導体上の内部抵抗によって構成される組と、半導体外部の抵抗素子によって構成される組とに分けられる位置検出装置とするものである。 To achieve the above object, the present invention provides a plurality of transmissive or reflective photointerrupters that detect the presence or position of an object by light, and a plurality of detection circuits that respectively detect outputs of the plurality of photointerrupters. The combination of the current limiting resistor and the voltage detecting resistor used in one of the detection circuits is divided into a set constituted by internal resistors on the same semiconductor and a set constituted by resistive elements outside the semiconductor The position detection device can be used.

同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記位置検出装置を具備する撮像装置とするものである。 Similarly, in order to achieve the above object, the present invention is an imaging apparatus including the position detection device of the present invention.

同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記位置検出装置を具備する光学装置とするものである。 Similarly, in order to achieve the above object, the present invention is an optical device including the position detection device of the present invention.

本発明によれば、小型化と検出精度とを達成することができる位置検出装置、撮像装置または光学装置を提供できるものである。 According to the present invention, it is possible to provide a position detection device, an imaging device, or an optical device that can achieve downsizing and detection accuracy.

本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１よび２に示す通りである。 The best mode for carrying out the present invention is as shown in Examples 1 and 2 below.

図１は本発明の実施例１に係わる撮像装置の構成を示す図である。１００は撮像装置であり、以下の各部材を具備している。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. Reference numeral 100 denotes an imaging device, which includes the following members.

１０は撮像光学系であり、光軸方向に移動させられる倍率レンズ１１ａや焦点調節レンズ１１ｂ、シャッタ１２、絞り１３などによって構成される。２１は光学像を電気信号に変換する撮像素子、２２は撮像素子２１からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。２４は、撮像素子２１、Ａ／Ｄ変換器２２、Ｄ／Ａ変換器２７にクロック信号や制御信号を供給するタイミング発生回路であり、メモリ制御回路２５及び後述のシステムコントローラ５０により制御される。２３は画像処理回路であり、Ａ／Ｄ変換器２２からのデータ或いはメモリ制御回路２５からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。 An imaging optical system 10 includes a magnification lens 11a, a focus adjustment lens 11b, a shutter 12, a diaphragm 13, and the like that are moved in the optical axis direction. An image sensor 21 converts an optical image into an electrical signal, and an A / D converter 22 converts an analog signal from the image sensor 21 into a digital signal. A timing generation circuit 24 supplies a clock signal and a control signal to the image sensor 21, A / D converter 22, and D / A converter 27, and is controlled by the memory control circuit 25 and a system controller 50 described later. An image processing circuit 23 performs predetermined pixel interpolation processing and color conversion processing on the data from the A / D converter 22 or the data from the memory control circuit 25.

２５はメモリ制御回路であり、Ａ／Ｄ変換器２２、画像処理回路２３、タイミング発生回路２４、画像表示メモリ２６、Ｄ／Ａ変換器２７、圧縮伸長回路２８、内部メモリ２９を制御する。７はＴＦＴ，ＬＣＤ等から成る画像表示部であり、画像表示メモリ２６に書き込まれた表示用の画像データを表示する。２８は適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）等により画像データを圧縮伸長する圧縮伸長回路であり、後述の内部メモリ２９に格納された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理を終えたデータを後述の内部メモリ２９に書き込む。２９は撮影された静止画像や動画像を格納するための内部メモリであり、システムコントローラ５０の作業領域としても使用することが可能である。 A memory control circuit 25 controls the A / D converter 22, the image processing circuit 23, the timing generation circuit 24, the image display memory 26, the D / A converter 27, the compression / decompression circuit 28, and the internal memory 29. Reference numeral 7 denotes an image display unit composed of a TFT, an LCD, etc., which displays display image data written in the image display memory 26. A compression / decompression circuit 28 compresses and decompresses image data by adaptive discrete cosine transform (ADCT) or the like, reads an image stored in an internal memory 29 to be described later, performs compression processing or decompression processing, and processes the processed data. It writes in the internal memory 29 mentioned later. Reference numeral 29 denotes an internal memory for storing captured still images and moving images, which can also be used as a work area of the system controller 50.

３０は駆動部コントローラであり、撮像光学系１０における各構成部材や保護部材である後述のバリア２などを駆動させるためのものである。８はストロボであり、ＡＦ補助光の投光機能、ストロボ調光機能を有し、像データを画像処理回路２３によって演算された演算結果に基づいてシステムコントローラ５０によって制御される。 Reference numeral 30 denotes a drive controller, which drives each component member and protective member (to be described later) of the imaging optical system 10 and the like. Reference numeral 8 denotes a strobe, which has an AF auxiliary light projection function and a strobe dimming function, and is controlled by the system controller 50 based on the calculation result calculated by the image processing circuit 23.

５０は撮像装置１００全体を制御するシステムコントローラ、４５はシステムコントローラ５０の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶するメモリである。４７は液晶表示器、スピーカー等の表示部であり、システムコントローラ５０でのプログラムの実行に応じて、文字、画像、音声等を用いて動作状態やメッセージ等を表示する。４６は電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。 Reference numeral 50 denotes a system controller that controls the entire imaging apparatus 100, and reference numeral 45 denotes a memory that stores constants, variables, programs, and the like for operation of the system controller 50. Reference numeral 47 denotes a display unit such as a liquid crystal display and a speaker, which displays an operation state, a message, and the like using characters, images, sounds, and the like according to execution of a program by the system controller 50. Reference numeral 46 denotes an electrically erasable / recordable nonvolatile memory such as an EEPROM.

２はバリアであり、撮像装置１００の撮像光学系１０を含む撮像部を覆う事により、撮像部の汚れや破損を防止する保護部材である。６は光学ファインダであり、画像表示部７による電子ファインダ機能を使用すること無しに、光学ファインダのみを用いて撮影を行うことが可能である。 Reference numeral 2 denotes a barrier, which is a protective member that prevents the imaging unit from being soiled or damaged by covering the imaging unit including the imaging optical system 10 of the imaging device 100. Reference numeral 6 denotes an optical viewfinder, which can take an image using only the optical viewfinder without using the electronic viewfinder function of the image display unit 7.

４８は電源制御部であり、電池検出回路、ＤＣ／ＤＣコンバータ、通電する回路を切り換えるスイッチ等により構成されている。そして、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、検出結果及びシステムコントローラ５０の指示に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体を含む各部へ供給する。４９はコネクタである。 A power supply control unit 48 includes a battery detection circuit, a DC / DC converter, a switch for switching a circuit to be energized, and the like. Then, the presence / absence of a battery, the type of battery, and the remaining battery level are detected, and the DC / DC converter is controlled based on the detection result and the instruction of the system controller 50, and the necessary voltage is stored for a necessary period. Supply to each part including. Reference numeral 49 denotes a connector.

７０は電源装置であり、コネクタ４９と接続されるコネクタ７１、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる電源７２を備えている。 Reference numeral 70 denotes a power supply device, which includes a connector 71 connected to the connector 49, a primary battery such as an alkaline battery or a lithium battery, a secondary battery such as a NiCd battery, a NiMH battery, or a Li battery, or a power supply 72 including an AC adapter. Yes.

５１はメモリカードやハードディスク等の記録媒体とのインターフェース（Ｉ／Ｆ）、５２はメモリカードやハードディスク等の記録媒体と接続を行うコネクタ、５３はコネクタ５２に記録媒体６０が装着されているか否かを検知する記録媒体着脱検出部である。 Reference numeral 51 denotes an interface (I / F) with a recording medium such as a memory card or hard disk, 52 denotes a connector for connecting to a recording medium such as a memory card or hard disk, and 53 denotes whether or not the recording medium 60 is attached to the connector 52. This is a recording medium attachment / detachment detection unit for detecting the above.

６０はメモリカードやハードディスク等の記録媒体であり、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部６３、撮像装置１００とのインターフェース（Ｉ／Ｆ）６２、撮像装置１００と接続を行うコネクタ６１を備えている。 Reference numeral 60 denotes a recording medium such as a memory card or a hard disk, and includes a recording unit 63 composed of a semiconductor memory, a magnetic disk, or the like, an interface (I / F) 62 with the imaging apparatus 100, and a connector 61 for connecting to the imaging apparatus 100. I have.

次に、図２を用いて、倍率レンズ１１ａを駆動させるための駆動系の内部構成を説明する。 Next, the internal configuration of the drive system for driving the magnification lens 11a will be described with reference to FIG.

倍率レンズ１１ａはモータ１０１によって駆動され、また、その回転量や駆動速度を検出するために、パルス板１０２とエンコーダＰＩ１０３とで構成されたエンコーダを備えている。またそれとは別に、倍率レンズ１１ａと同期して駆動される遮蔽板１１１とリセットＰＩ１１２も備えており、これらによって倍率レンズ１１ａの初期化時やリセット時の絶対的な基準位置を取得する。なお、これらＰＩの検出の様子や出力波形については、後述する。 The magnification lens 11a is driven by a motor 101, and includes an encoder composed of a pulse plate 102 and an encoder PI103 in order to detect the rotation amount and driving speed thereof. Separately, a shielding plate 111 driven in synchronization with the magnification lens 11a and a reset PI 112 are also provided, and an absolute reference position at the time of initialization or reset of the magnification lens 11a is obtained by these. The state of detection of these PIs and the output waveform will be described later.

エンコーダＰＩ１０３の検出信号は、エンコーダＰＩ検出回路３０３およびコンパレータ３０４によって所望の信号に変換される。そして、その信号は位置カウンタ３０５に出力される。位置カウンタ３０５では、倍率レンズ１１ａの駆動距離がパルスとして出力されるため、そのパルス数をカウントしながら現在の倍率レンズ１１ａの位置を管理している。そして、システムコントローラ５０の要求する所望のレンズ位置まで位置コントローラ３０６によって倍率レンズ１１ａを駆動する。また、倍率レンズ１１ａの駆動速度を制御する必要がある場合には、エンコーダＰＩ１０３の信号はエンコーダＰＩ検出回路３０３およびコンパレータ３０４を介して速度検出部３０７に出力される。そして、ここで速度情報に変換され、速度コントローラ３０８によって行われる速度制御に使用される。 The detection signal of the encoder PI 103 is converted into a desired signal by the encoder PI detection circuit 303 and the comparator 304. Then, the signal is output to the position counter 305. The position counter 305 outputs the driving distance of the magnification lens 11a as a pulse, and manages the current position of the magnification lens 11a while counting the number of pulses. Then, the magnification lens 11a is driven by the position controller 306 to a desired lens position requested by the system controller 50. Further, when it is necessary to control the driving speed of the magnification lens 11a, the signal of the encoder PI103 is output to the speed detector 307 via the encoder PI detection circuit 303 and the comparator 304. Then, it is converted into speed information and used for speed control performed by the speed controller 308.

また、リセットＰＩ１１２の検出信号は、リセットＰＩ検出回路３０９およびコンパレータ３１０を介してリセットコントローラ３１１に出力される。すると、リセットコントローラ３１１は、その検出信号からレンズ初期化時などに倍率レンズ１１ａの基準位置を取得し、位置カウンタ３０５を更新する。 The detection signal of the reset PI 112 is output to the reset controller 311 via the reset PI detection circuit 309 and the comparator 310. Then, the reset controller 311 acquires the reference position of the magnification lens 11a from the detection signal at the time of lens initialization and updates the position counter 305.

これら、位置コントローラ３０６、速度コントローラ３０８、リセットコントローラ３１１およびシステムコントローラ５０によって要求される動作に基づいて、出力コントローラ３０１が出力回路３０２を介して所望の動作を行うためにモータ１０１へ電流を流す。そして、倍率レンズ１１ａを駆動する。 Based on the operations requested by the position controller 306, the speed controller 308, the reset controller 311, and the system controller 50, the output controller 301 supplies a current to the motor 101 to perform a desired operation via the output circuit 302. Then, the magnification lens 11a is driven.

図３および図４は、エンコーダＰＩ１０３およびリセットＰＩ１１２の検出回路の内部構成を示している。詳しくは、図３はエンコーダＰＩ検出回路３０３の内部構成を、図４はリセットＰＩ検出回路３０９の内部構成を、それぞれ示している。 3 and 4 show the internal configuration of the detection circuits of the encoder PI 103 and the reset PI 112. FIG. Specifically, FIG. 3 shows an internal configuration of the encoder PI detection circuit 303, and FIG. 4 shows an internal configuration of the reset PI detection circuit 309.

本実施例１では、エンコーダＰＩ１０３とリセットＰＩ１１２それぞれの検出回路において、電流制限抵抗３２２，３３１および電圧検出抵抗３２１，３３２の構成が異なっている。エンコーダＰＩ検出回路３０３では、これら抵抗は同一半導体上の内部抵抗を使用し、リセットＰＩ検出回路では、通常の半導体外部の抵抗素子を使用する。その理由を下記に述べる。 In the first embodiment, the configurations of the current limiting resistors 322 and 331 and the voltage detecting resistors 321 and 332 are different in the detection circuits of the encoder PI103 and the reset PI112. In the encoder PI detection circuit 303, these resistors use internal resistances on the same semiconductor, and in the reset PI detection circuit, normal resistance elements outside the semiconductor are used. The reason is described below.

半導体で主に使用される拡散抵抗は、“抵抗値の絶対精度は低いが、相対精度は高い”という特徴を持つ。つまり、抵抗値の数値としては固体によるばらつきが大きいが、同一半導体上でのそれらの相対比の精度は高いということになる。また、その絶対精度のばらつきも“同一半導体上では同様の比率でばらつく”という特徴を持つ。これらの特徴から、エンコーダＰＩ１０３の電流制限抵抗３２２および電圧検出抵抗３２１は半導体上の拡散抵抗を使用することができることを、図３を用いて説明する。 Diffusion resistors mainly used in semiconductors have a feature that “the absolute accuracy of the resistance value is low, but the relative accuracy is high”. That is, the numerical value of the resistance value varies greatly depending on the solid, but the accuracy of the relative ratio on the same semiconductor is high. In addition, the variation in absolute accuracy also has the feature that “the same ratio varies on the same semiconductor”. From these characteristics, it will be described with reference to FIG. 3 that the current limiting resistor 322 and the voltage detecting resistor 321 of the encoder PI 103 can use diffused resistors on a semiconductor.

図３における、発光素子１０４に流れる駆動電流Ｉｆは
Ｉｆ＝（Ｖｃｃ−Ｖｆ）／Ｒａ
で表せる。また、検出電圧Ｖｂは
Ｖｂ＝Ｉｃ×Ｒｂ
で表せ、ＩｃとＩｆとの間には、変換効率ｋ＝Ｉｃ／Ｉｆの関係がある。これらより、検出電圧Ｖｂは
Ｖｂ＝ｋ×Ｉｆ×Ｒｂ
で表せることがわかる。 In FIG. 3, the drive current If flowing in the light emitting element 104 is If = (Vcc−Vf) / Ra.
It can be expressed as The detection voltage Vb is Vb = Ic × Rb
There is a relationship of conversion efficiency k = Ic / If between Ic and If. From these, the detection voltage Vb is Vb = k × If × Rb
It can be seen that

ここで、半導体上の拡散抵抗である電流制限抵抗Ｒａが、ばらつきにより実際はα×Ｒａであったとする。すると、前述より発光素子１０４の駆動電流ＩｆはＩｆ／αであったことになる。一方、このばらつきによる影響は電流検出抵抗Ｒｂにも同比率で生じるため、電流検出抵抗Ｒｂもα×Ｒｂとなっていることとなる。したがって、検出電圧Ｖｂは
Ｖｂ＝ｋ×（Ｉｆ／α）×（α×Ｒｂ）
＝ｋ×Ｉｆ×Ｒｂ
となり、検出電圧Ｖｂ自体はこのばらつきαの影響を受けないことがわかる。ただし、駆動電流Ｉｆは絶対値としてはＩｆ／αとなっているため、発光素子１０４の発光量（＝出力）はばらつきが無い状態と比較して変化していることとなる。そのため、前述の通り、出力が安定した状態での検出電圧Ｖｂ自体はαの影響はほとんど受けないものの、その立ち上がりや立下りの傾きは異なることとなる。 Here, it is assumed that the current limiting resistor Ra, which is a diffused resistor on the semiconductor, is actually α × Ra due to variations. Then, as described above, the drive current If of the light emitting element 104 is If / α. On the other hand, since the influence due to this variation also occurs in the current detection resistor Rb at the same ratio, the current detection resistor Rb is also α × Rb. Therefore, the detection voltage Vb is Vb = k × (If / α) × (α × Rb)
= K x If x Rb
Thus, it can be seen that the detection voltage Vb itself is not affected by this variation α. However, since the drive current If is If / α as an absolute value, the light emission amount (= output) of the light emitting element 104 is changed as compared with a state where there is no variation. Therefore, as described above, the detection voltage Vb itself in a stable output state is hardly influenced by α, but the rising and falling slopes thereof are different.

図５（ａ）〜（ｃ）は、エンコーダＰＩ１０１の構成および出力波形を模式図的に示したものである。 FIGS. 5A to 5C schematically show the configuration and output waveform of the encoder PI101.

図５のエンコーダＰＩとしては、２相式のエンコーダＰＩを示している。二つのエンコーダＰＩ１０３，１０４は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、モータ１０１の回転を伝えるパルス板１０２によって遮光される形で置かれている。そして、それぞれのＰＩの位置関係は、出力信号がちょうど９０度位相がずれるような角度１０５で配置されている。このときのそれぞれのエンコーダＰＩの出力波形を図５（ｃ）に示す。モータ１０１の回転に合わせてパルス板１０２も回転し、それによってエンコーダＰＩ１０３，１０４では、明と暗が繰り返されて波形のようにパルス上に電圧が出力される。なお、ここでは２相式のエンコーダについて説明するが、それに限るものではなく、１相式のエンコーダでも構わない。 As the encoder PI in FIG. 5, a two-phase encoder PI is shown. As shown in FIGS. 5A and 5B, the two encoders PI 103 and 104 are placed so as to be shielded from light by the pulse plate 102 that transmits the rotation of the motor 101. The positional relationship of each PI is arranged at an angle 105 such that the output signal is exactly 90 degrees out of phase. The output waveform of each encoder PI at this time is shown in FIG. The pulse plate 102 also rotates in accordance with the rotation of the motor 101, whereby the encoders PI 103 and 104 repeat light and dark and output a voltage on the pulse like a waveform. Although a two-phase encoder will be described here, the present invention is not limited to this, and a single-phase encoder may be used.

図６（ａ），（ｂ）は、リセットＰＩ１１２の構成および出力波形を模式図的に示したものである。 FIGS. 6A and 6B schematically show the configuration and output waveform of the reset PI 112. FIG.

図６（ａ）は倍率レンズ１１ａ（図２参照）と同期して動く遮蔽板１１１が動きながらリセットＰＩ１１２にかかる様子を、図６（ｂ）はそのときのリセットＰＩ１１２の出力波形を、それぞれ示している。倍率レンズ１１ａと遮蔽板１１１が同期して動くため、最初遮蔽板１１１がリセットＰＩ１１２にかかる前にはリセットＰＩ１１２の出力は“明”状態として出力される。そして、遮蔽板１１１がリセットＰＩ１１２にかかり始めたときに、該リセットＰＩ１１２の出力は“暗”状態に推移していく。このときの切り替わりのタイミングを基準位置として認識する。 6A shows a state where the shielding plate 111 moving in synchronization with the magnification lens 11a (see FIG. 2) is applied to the reset PI 112 while FIG. 6B shows an output waveform of the reset PI 112 at that time. ing. Since the magnification lens 11a and the shielding plate 111 move in synchronization, the output of the reset PI 112 is output in a “bright” state before the shielding plate 111 is initially applied to the reset PI 112. Then, when the shielding plate 111 starts to be applied to the reset PI 112, the output of the reset PI 112 shifts to the “dark” state. The switching timing at this time is recognized as a reference position.

ここで、前述の抵抗値のばらつきαについて考える。 Here, the variation α of the resistance value is considered.

電流制限抵抗値３２１，３３１と電圧検出抵抗値３２２，３３２がそれぞれＲａ，Ｒｂであった場合の出力波形が実線とする。それに対して、抵抗値がばらつき、それぞれの抵抗値がα×Ｒａ，α×Ｒｂと変化した場合の出力波形を点線で示す。前述の通り、出力が安定したときの検出電圧値Ｖｂには差は無いが、その立ち上がりや立下りには差が生じることとなる。 Assume that the output waveforms when the current limiting resistance values 321 and 331 and the voltage detection resistance values 322 and 332 are Ra and Rb, respectively, are solid lines. On the other hand, the output waveforms when the resistance values vary and the respective resistance values are changed to α × Ra and α × Rb are indicated by dotted lines. As described above, there is no difference in the detected voltage value Vb when the output is stabilized, but there is a difference in the rise and fall.

そこで、それぞれのＰＩの用途について考える。 Therefore, consider the use of each PI.

エンコーダＰＩ１０３の用途としては、倍率レンズ１１ａが駆動した距離（パルス数）をカウントすることと、その際の速度（周期）を検出することを目的としている。したがって、たとえ立ち上がりや立下りの傾きに変化が生じたとしても、明暗の検出電圧Ｖｂのレベルや周期に差が生じなければ検出上問題はない。 The purpose of the encoder PI103 is to count the distance (number of pulses) driven by the magnification lens 11a and to detect the speed (cycle) at that time. Therefore, even if there is a change in the rising or falling slope, there is no problem in detection if there is no difference in the level or cycle of the light / dark detection voltage Vb.

一方、リセットＰＩ１１２について考えると、リセットＰＩ１１２は遮蔽板１１１がリセットＰＩ１１２に対して通過した厳密な位置が重要となる。その際に、この検出電圧Ｖｂの傾きがばらついてしまうと、検出位置ΔＰに差が生じてしまい、正しく検出することができなくなってしまう。 On the other hand, considering the reset PI 112, the exact position where the shielding plate 111 has passed with respect to the reset PI 112 is important for the reset PI 112. At this time, if the inclination of the detection voltage Vb varies, a difference occurs in the detection position ΔP, and the detection cannot be performed correctly.

したがって、このような理由から、エンコーダＰＩ１０３の検出回路に用いる抵抗は、絶対ばらつきの比較的大きい、同一半導体上の拡散抵抗にて構成することが可能である。一方、リセットＰＩ１１２の場合には、絶対精度の高い外部抵抗素子が望ましいことがわかる。 Therefore, for this reason, the resistor used in the detection circuit of the encoder PI 103 can be constituted by a diffused resistor on the same semiconductor having a relatively large absolute variation. On the other hand, in the case of the reset PI 112, it is understood that an external resistance element with high absolute accuracy is desirable.

次に、本発明の実施例２に係る撮像装置について説明する。なお、図１及び図２の構成は上記実施例１と同様であるものとする。 Next, an image pickup apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described. 1 and 2 are the same as those in the first embodiment.

図７は、エンコーダＰＩ検出回路３０３の内部構造を示している。なお、リセットＰＩ検出回路３０９としては図４に示されているものが用いられる。 FIG. 7 shows the internal structure of the encoder PI detection circuit 303. The reset PI detection circuit 309 shown in FIG. 4 is used.

エンコーダＰＩ検出回路３０３の抵抗が、半導体内部の抵抗によって構成することができるようになると、図７で示すように、内部に複数個の抵抗素子３２３，３２４，３２７，３２８を組み込むことができる。そして、それらの切換スイッチ３２５，３２６，３２９，３３０のオン，オフの組み合わせることで、検出感度を調整することも容易となる。 When the resistance of the encoder PI detection circuit 303 can be constituted by the resistance inside the semiconductor, a plurality of resistance elements 323, 324, 327, and 328 can be incorporated therein as shown in FIG. And it becomes easy to adjust detection sensitivity by combining ON / OFF of those changeover switches 325, 326, 329, and 330.

図７では、二つの抵抗を内蔵化しているが、三つ以上でも構わない。また、発光素子および受光素子への通電のオン，オフについても、図３，４のようにＶｃｃ側でトランジスタ等のスイッチを設けなくとも、抵抗素子の切換スイッチをすべて開放してやることで、通電をオフにすることも可能となる。 Although two resistors are built in FIG. 7, three or more resistors may be used. Also, for turning on and off the light-emitting element and the light-receiving element, even if a switch such as a transistor is not provided on the Vcc side as shown in FIGS. It can also be turned off.

以上の実施例１，２の撮像装置は、光によって物体の有無や位置を検出する複数の透過型のＰＩ（エンコーダＰＩおよびリセットＰＩ）、および、その出力を検出する複数の検出回路（エンコーダＰＩ検出回路、リセットＰＩ検出回路）を有する。そして、一つの検出回路に使用される電流制限抵抗と電圧検出抵抗の組み合わせが、同一半導体上の内部抵抗によって構成される組と、半導体外部の抵抗素子によって構成される組とに分けられる構成にしている。 The imaging apparatuses of the first and second embodiments described above have a plurality of transmission PIs (encoder PI and reset PI) that detect the presence and position of an object by light, and a plurality of detection circuits (encoder PI) that detect the outputs. Detection circuit, reset PI detection circuit). The combination of the current limiting resistor and the voltage detecting resistor used in one detection circuit is divided into a group constituted by internal resistors on the same semiconductor and a group constituted by resistive elements outside the semiconductor. ing.

詳しくは、倍率レンズ１１ａの移動量（変位量）をエンコーダパルスとして検出する第１のフォトインタラプタであるエンコーダＰＩ１０３と、駆動レンズの基準位置を検出する第２のフォトインタラプタであるリセットＰＩ１１２を有する。そして、エンコーダＰＩ１０３の出力を検出するエンコーダＰＩ検出回路３０３と、リセットＰＩ１１２の出力を検出するリセットＰＩ検出回路３０９を有する。そして、エンコーダＰＩ検出回路３０３の電流制限抵抗３２１と電圧検出抵抗３２２は同一半導体上の内部抵抗によって構成し、リセットＰＩ検出回路３０９の電流制限抵抗３３１と電圧検出抵抗３３２は半導外部の抵抗素子によって構成する。 Specifically, it has an encoder PI103 that is a first photointerrupter that detects the amount of movement (displacement) of the magnification lens 11a as an encoder pulse, and a reset PI112 that is a second photointerrupter that detects the reference position of the drive lens. The encoder PI detection circuit 303 detects the output of the encoder PI 103 and the reset PI detection circuit 309 detects the output of the reset PI 112. The current limiting resistor 321 and the voltage detecting resistor 322 of the encoder PI detection circuit 303 are constituted by internal resistors on the same semiconductor, and the current limiting resistor 331 and the voltage detecting resistor 332 of the reset PI detecting circuit 309 are resistive elements outside the semiconductor. Consists of.

上記構成のようなＰＩ検出回路を持つ撮像装置とすることにより、要求されるＰＩの検出精度を維持しつつ部品数の削減をすることで、結果として撮像装置の性能を落とすことなく形状の小型化につながる。 By adopting an imaging apparatus having a PI detection circuit as described above, the number of parts can be reduced while maintaining the required PI detection accuracy, resulting in a compact shape without degrading the performance of the imaging apparatus. Leading to

また、エンコーダＰＩ検出回路３０３の電流制限抵抗３２１と電圧検出抵抗３２２を同一半導体内部で１個あるいは複数個備え、各抵抗の接続の有無を切り換える切換スイッチ３２５，３２６，３２９，３３０を備える。そして、切換スイッチ３２５，３２６，３２９，３３０による接続オン，オフの組み合わせを切り換えることで、エンコーダＰＩ１０３の感度を調整するようにしている。 In addition, one or a plurality of current limiting resistors 321 and voltage detecting resistors 322 of the encoder PI detection circuit 303 are provided in the same semiconductor, and changeover switches 325, 326, 329, and 330 that switch connection / disconnection of the resistors are provided. The sensitivity of the encoder PI 103 is adjusted by switching the combination of connection on and off by the changeover switches 325, 326, 329, and 330.

このような構成にすることにより、部品点数の増加なく感度調整機能を備えることができる。 With such a configuration, a sensitivity adjustment function can be provided without increasing the number of parts.

また、切換スイッチ３２５，３２６，３２９，３３０の接続オン，オフによって、エンコーダＰＩ１０３への通電のオン，オフを切り換えるようにしている。 The energization of the encoder PI 103 is switched on and off by connecting the switch 325, 326, 329 and 330 on and off.

（変形例）
上記実施例１，２では、エンコーダＰＩおよびリセットＰＩと倍率レンズとの関係について説明しているが、倍率レンズに限る必要はない。周期的な信号を検出することを目的とするエンコーダＰＩと絶対的な基準位置を求めることを目的とするリセットＰＩとの組み合わせであれば、どのような被駆動部材についてでも構わない。 (Modification)
In the first and second embodiments, the relationship between the encoder PI and reset PI and the magnification lens has been described. However, the present invention is not limited to the magnification lens. Any driven member may be used as long as it is a combination of an encoder PI for detecting a periodic signal and a reset PI for obtaining an absolute reference position.

また、実施例１，２ではＰＩは透過型フォトインタラプタについて説明しているが、使用するＰＩは反射型フォトインタラプタでも構わない。 In the first and second embodiments, the PI describes the transmissive photo interrupter. However, the PI to be used may be a reflective photo interrupter.

本発明は、撮像装置に限らず、被駆動部材の有無や位置を検出するための位置検出装置や、被駆動部材の有無や位置を検出することが必要な該被駆動部材を有する光学装置にも適用できるものである。 The present invention is not limited to an imaging device, but is a position detection device for detecting the presence or absence and position of a driven member, or an optical device having the driven member that needs to detect the presence or absence or position of a driven member. Is also applicable.

本発明の実施例１に係る撮像装置を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating an imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例１に係る倍率レンズ駆動系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the magnification lens drive system which concerns on Example 1 of this invention. 実施例の実施例１に係るエンコーダＰＩ検出回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the encoder PI detection circuit which concerns on Example 1 of an Example. 実施例の実施例１に係るリセットＰＩ検出回路を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a reset PI detection circuit according to the first embodiment. 本発明の実施例１に係るエンコーダＰＩの構成及び出力波形を示す図である。It is a figure which shows the structure and output waveform of encoder PI which concern on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係るリセットＰＩの構成および出力波形を示す図である。It is a figure which shows the structure and output waveform of reset PI which concern on Example 1 of this invention. 実施例の実施例２に係るエンコーダＰＩ検出回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the encoder PI detection circuit based on Example 2 of an Example. 従来のＰＩ検出回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the conventional PI detection circuit.

符号の説明Explanation of symbols

１撮像装置
１０撮像光学系
１１ａ倍率レンズ
３０駆動部コントローラ
５０システムコントローラ
１０３エンコーダＰＩ
１１２リセットＰＩ
３０３エンコーダＰＩ検出回路
３０９リセットＰＩ検出回路
３２１電流制限抵抗
３２２電圧検出抵抗
３３１電流制限抵抗
３３２電圧検出抵抗
３２５，３２６，３２９，３３０切換スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device 10 Imaging optical system 11a Magnification lens 30 Drive part controller 50 System controller 103 Encoder PI
112 Reset PI
303 Encoder PI detection circuit 309 Reset PI detection circuit 321 Current limit resistor 322 Voltage detection resistor 331 Current limit resistor 332 Voltage detection resistor 325, 326, 329, 330 Changeover switch

Claims

光によって物体の有無や位置を検出する透過型もしくは反射型の複数のフォトインタラプタと、
前記複数のフォトインタラプタの出力をそれぞれ検出する複数の検出回路とを有し、
一つの前記検出回路に使用される電流制限抵抗と電圧検出抵抗の組み合わせが、同一半導体上の内部抵抗によって構成される組と、半導体外部の抵抗素子によって構成される組とに分けられることを特徴とする位置検出装置。 A plurality of transmissive or reflective photo-interrupters that detect the presence or position of an object by light; and
A plurality of detection circuits that respectively detect the outputs of the plurality of photointerrupters;
A combination of a current limiting resistor and a voltage detecting resistor used in one detection circuit is divided into a group constituted by internal resistors on the same semiconductor and a group constituted by resistive elements outside the semiconductor. A position detection device.

前記複数のフォトインタラプタとして、被駆動部材の変位量をエンコーダパルスとして検出するための第１のフォトインタラプタと、
前記被駆動部材の基準位置を検出するための第２のフォトインタラプタとを有し、
前記第１のフォトインタラプタの検出回路の前記電流制限抵抗と電圧検出抵抗は同一半導体上の内部抵抗によって構成され、
前記第２のフォトインタラプタの検出回路の前記電流制限抵抗と電圧検出抵抗は半導体外部の抵抗素子によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。 As the plurality of photo interrupters, a first photo interrupter for detecting a displacement amount of a driven member as an encoder pulse;
A second photo interrupter for detecting a reference position of the driven member;
The current limiting resistor and the voltage detecting resistor of the detection circuit of the first photo interrupter are configured by internal resistors on the same semiconductor,
The position detection device according to claim 1, wherein the current limiting resistor and the voltage detection resistor of the detection circuit of the second photo interrupter are configured by a resistance element outside the semiconductor.

前記第１のフォトインタラプタの検出回路における前記電流制限抵抗と電圧検出抵抗を同一半導体内部で１個あるいは複数個備えると共に、前記抵抗の接続の有無を切り換える切換手段を有し、
前記切換手段による接続オン、オフの組み合わせを切り換えることで、前記第１のフォトインタラプタの感度を調整することを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。 The current limiting resistor and the voltage detecting resistor in the detection circuit of the first photo interrupter are provided in one or more inside the same semiconductor, and switching means for switching the presence / absence of connection of the resistor,
The position detection device according to claim 2, wherein sensitivity of the first photo interrupter is adjusted by switching a combination of connection on and off by the switching means.

前記切換手段の接続オン、オフによって、前記第１のフォトインタラプタへの通電のオン，オフを切り換えることを特徴とする請求項３に記載の位置検出装置。 4. The position detecting device according to claim 3, wherein energization to the first photo interrupter is switched on / off by connection on / off of the switching means.

請求項１ないし４のいずれかに記載の位置検出装置を具備することを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus comprising the position detection device according to claim 1.

前記被駆動部材は、光軸方向に移動させられるレンズであることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 5, wherein the driven member is a lens that is moved in an optical axis direction.

請求項１ないし４のいずれかに記載の位置検出装置を具備することを特徴とする光学装置。 An optical device comprising the position detection device according to claim 1.