JP6103927B2 - 位置検出装置、駆動制御装置及びレンズ装置 - Google Patents

位置検出装置、駆動制御装置及びレンズ装置 Download PDF

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Description

本発明は、位置検出装置、駆動制御装置及びレンズ装置に関する。
一般に撮像装置のレンズ位置検出手段としては、ポテンショメータ等のいわゆる絶対位置検出手段や、光学式のインクリメンタル型ロータリーエンコーダ等のいわゆる相対位置検出手段がよく知られている。
絶対位置検出手段としては、アブソリュート型のロータリーエンコーダ(以下、「アブソリュートエンコーダ」という)がある。アブソリュートエンコーダは検出対象の位置を一義的に検出可能であり、レンズ位置検出手段として用いる場合には、電源投入直後から絶対位置を知ることができ、且つ高精度に位置検出ができる。
アブソリュートエンコーダには、バーニア型アブソリュートエンコーダがある(特許文献1参照)。当該バーニア型アブソリュートエンコーダは、メイントラックと、少なくとも1つのサブトラックを有し、当該メイントラックと当該サブトラックは格子パターンにより構成され、メイントラックとサブトラックを構成する格子パターンのスリットピッチは互いに異なる。そして、これら各トラック間のスリットピッチ差に起因する検出信号の微妙なずれが1回循環する区間を絶対位置化(アブソリュート化)するように構成されたエンコーダである。
特開平8−304113号公報
特許文献1に開示されたバーニア型アブソリュートエンコーダ(絶対位置検出手段)を撮像装置のレンズ位置検出手段として用いる場合には、以下の問題が生じる。
撮像装置の電源投入時に、バーニア型アブソリュートエンコーダの複数トラックの信号を同時に読み出して合成し、絶対位置を算出する必要がある。しかし、撮像装置の電源投入時に、位置検出対象であるレンズや操作リングが動いている状態だと、複数トラックから読み取った信号を逐次A/D変換するシステムにおいては、A/D変換のタイミングに時間的なずれが生じる。そして、その結果、信号の同期性を確保することができず、正確な位置検出ができないという問題が生じる。
このような問題を解決すべく、撮像装置のレンズ位置検出手段として、絶対位置検出手段ではなく、光学式のインクリメンタル型ロータリーエンコーダ等の相対位置検出手段を用いることが考えられる。しかし、インクリメンタル型ロータリーエンコーダは、ポテンショメータに比べて高精度に位置検出ができるという長所がある反面、電源投入時や非常停止状態からの回復時には基準位置を特定するための原点復帰が必要になるという短所がある。
そこで、本発明の目的は、相対位置検出手段を用いつつ、基準位置を特定するための原点復帰が不要な位置検出装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の位置検出装置は、スケール部に対向して配置され、前記スケール部を読み取り複数のアナログ信号を出力する信号出力手段と、前記複数のアナログ信号を複数のデジタル信号に変換するA/D変換手段と、を有し、前記複数のデジタル信号に基づいて、前記スケール部又は前記信号出力手段のいずれかと同期して移動する位置検出対象の置を検出する位置検出装置であって、前記複数のデジタル信号に基づいて、前記位置検出対象の準位置からの相対位置を検出する相対位置検出手段と、前記複数のデジタル信号に基づいて、前記位置検出対象の絶対位置を検出する絶対位置検出手段と、前記絶対位置検出手段により検出された絶対位置を、前記相対位置検出手段による相対位置検出時に用いる前記基準位置に設定する基準位置設定手段と、を有し、前記基準位置設定手段は、前記絶対位置検出手段が前記絶対位置を検出した時の前記位置検出対象が停止している場合は、前記絶対位置検出手段が検出した絶対位置を前記基準位置として設定し、前記絶対位置検出手段が前記絶対位置を検出した時の前記位置検出対象が低速動作状態である場合は、前記絶対位置検出手段が検出した絶対位置を、仮に設定された基準位置である仮基準位置として設定し、前記絶対位置検出手段が前記絶対位置を検出した時の前記位置検出対象が、前記低速動作状態よりも高速で動作している高速動作状態である場合は、前記絶対位置検出手段が検出した絶対位置を前記基準位置として設定しない、ことを特徴とする。
本発明によれば、相対位置検出手段を用いつつ、基準位置を特定するための原点復帰が不要な位置検出装置を提供することができる。
本発明の位置検出装置を有するレンズ装置のブロック図 本発明の位置検出装置のブロック図 アブソリュートエンコーダのパターン(トラック)と、前記パターン(トラック)から読み取った信号の関係図 エンコーダのアナログ信号−パルス変換の説明図 絶対値演算のため位相情報説明図 本発明(実施例1)の状態検出処理のフローチャート 本発明(実施例1)の基準位置算出処理のフローチャート 本発明(実施例1)の基準位置設定処理のフローチャート 基準位置と相対位置信号の関係図 ズームリングの位置算出及び駆動制御のフローチャート 本発明(実施例2)の基準位置設定処理のフローチャート 本発明(実施例2)の速度検出処理のフローチャート 本発明(実施例2)の絶対位置算出処理のフローチャート 本発明(実施例3)の基準位置設定処理のフローチャート 本発明(実施例3)の基準位置算出処理のフローチャート
(実施例1)
以下、図面に従って、本発明の第1の実施例に係る発明について説明する。なお、以下の説明において、絶対位置とは、位置検出対象の移動範囲内において所定の位置を原点としたときの、位置検出対象の位置のことである。また、相対位置とは、位置検出対象の特定の位置(基準位置)からの移動方向及び移動量のことである。
図1は、本発明の位置検出装置を備えたレンズ装置の全体構成を示すブロック図である。10はズームレンズ(光学部材)であり、ズームリング11を動かすことでズーミングが可能となっている。21はアブソリュートエンコーダユニット(エンコーダ)であり、それぞれ周期の異なる複数のパターンを有するスケール部213(図3参照)と、当該スケール部213に対向して配置され、スケール部213が有するパターンを読み取り複数のアナログ信号を出力する信号出力部(信号出力手段)211(図2参照)を有する。また、スケール部213はズームリング(位置検出対象)11と同期して移動する。ズームリング11とスケール部213はギア27を介して同期して移動するように構成されている。そして、スケール部213のパターンを信号出力部211により読み取ることにより、ズームリング11の位置検出が可能となっている。なお、スケール部213ではなく、信号出力部211をズームリングに対して同期して移動するように構成してもよい。
アブソリュートエンコーダユニット21から出力されたアナログ信号はA/Dコンバータ(A/D変換手段)22へ送られ、デジタル信号に変換されてCPU23へ出力される。CPU23でアブソリュートエンコーダユニット21からの出力信号を演算することで、ズームリング11の絶対位置を算出できるようになっている。
26はズーム操作(ズームリングを操作)するための操作部材であるシーソースイッチ(以下、「シーソー」ともいう)である。シーソー26の操作量がアナログ信号としてA/Dコンバータ22へ送られてデジタル信号に変換されてズーム指令信号としてCPU23へ送られる。CPU23は、ズーム指令信号に従ってズーム駆動信号を駆動回路24へ出力する。駆動回路24は、CPU23からのズーム駆動信号に従ってモータ25を駆動することにより、ズームリング11を駆動する。これら一連の動作によって、ズームリング11が電動で操作できるようになっている。
図2は、位置検出装置である、アブソリュートエンコーダユニット21とその周辺のブロック図である。ズームリング11の回転位置の変化に伴って、ズームリング(位置検出対象)11に対して同期移動するスケール(スケール部)に対向し、当該スケールが有するパターンを読み取る信号出力部(信号出力手段)211により出力される信号が変化する。
図3は信号出力部211における信号の変化を示した図であり、1つのトラックから2相の正弦波信号(アナログ信号)が出力される。本実施例では、スケール(スケール部)213は、それぞれ周期の異なる3つのトラック(パターン)を有する。そして、3つのトラック(パターン)について、図3(A)、(B)、(C)によって表される、それぞれ周期の異なる2相の正弦波信号(アナログ信号)が検出され出力される。複数の2相の正弦波信号(アナログ信号)は逐次A/Dコンバータ22で複数のデジタル信号に変換された後、CPU23の演算部(絶対位置検出手段)231へ送られ、当該複数のデジタル信号は絶対位置を算出するための演算に用いられる。
パルス生成部212は、信号出力部(信号出力手段)211により検出され出力されたアナログ信号をパルス信号に変換する。
図4は、(A)パルス生成部212への入力信号と、(B)パルス生成部212からの出力信号を示している。パルス信号(パルス生成部212からの出力信号)は、パルスカウント部232へ送られてパルスの変化がカウントされる。パルスカウント部232でカウントされた値は演算部231へ送られる。
次に、アブソリュートエンコーダユニット21の信号出力部211から出力されるアナログ信号から絶対位置を、演算部(絶対位置検出手段)231において算出する方法について説明する。各トラック(パターン)のそれぞれについて出力された、(信号出力部211により検出された)複数のアナログ信号を逐次A/D変換した複数のデジタル信号を用いて、各トラック(パターン)のそれぞれについて複数の位相波形からなる位相信号φを算出する。図5のφ1、φ2、φ3はそれぞれ、図3に示されたスケール213の最も内側のトラック、中間のトラック、最も外側のトラックから得られた位相信号である。これら位相信号φ1、φ2、φ3を用いて、演算部231で以下の演算を行う。
φ12=φ1−φ2
φ23=φ2−φ3
φ123=φ12−φ23
スケール213の1回転に対して位相角0から2πまでの変化が、位相信号φ1ではN回、位相信号φ2ではM回、位相信号φ3ではL回繰り返される。ここでN、M、Lは以下の関係が成り立っているものとする。
N−L=1
N=i(N−M)
また、位相信号φ12ではN−M回、位相信号φ23ではM−L回繰り返され、位相信号φ123ではN−L回繰り返される。従って位相信号φ123の繰り返し回数はN−L=1となるため、スケール213の回転角は、位相信号φ123における位相角に相当する値から求めることができる。
次に、位相信号φ123の位相角がφAであった時、位相信号φ12のN−M回の繰り返しの中からj番目の波形を特定する。さらにこの位相信号φ12のj番目の波形内にi個の位相信号φ1があり、i個の波形のうちk番目の位相信号φ1を特定する。この結果スケール213の回転角(絶対位置)φを、分割数が最も多いN個の位相角φ1の場所を特定する事で求める(検出する)事ができる。この位相演算によって求められる位置データを絶対位置データPabsと定義する。
次に、アブソリュートエンコーダユニット21のパルス生成部212から出力されるパルス信号からズームリング(位置検出対象)11の状態を、演算部(状態検出手段)231によって検出する処理(状態検出処理)について説明する。
図6は、演算部(状態検出手段)231における、ズームリング(位置検出対象)11の状態検出(ギア27を介したアブソリュートエンコーダユニット21によるズームリング11の状態検出)を行うフローチャートである。つまり、ズームリング11が回転駆動されているか否かを判定するフローチャートである。ステップS101で、A/Dコンバータ22から出力されたデジタル信号に変化があるか否かを確認し、変化がない場合にはステップS102へ進み、変化がある場合にはステップS104へ進み「動作状態」と判定する。ステップS102では、パルスカウント部232におけるカウント値に変化があるか否か(パルス生成部212から出力されたパルス信号に変化があるか否か)を確認する。変化がない場合にはステップS103へ進み「停止状態」と判定し、変化がある場合にはステップS104へ進み「動作状態」と判定する。
次に、基準位置を算出し設定する処理について説明する。
図7は、電源投入後に基準位置を算出する処理(基準位置算出処理)のフローチャートである。当該フローチャートは、演算部(絶対位置検出手段)231における処理であるステップS201,S202と、演算部(基準位置設定手段)231における処理であるステップS203〜S205からなる。
ステップS201でA/Dコンバータ22からデジタル信号を読み出す。次にステップS202で読み出したデジタル信号の値から、位相演算を行い絶対位置(絶対位置データ)Pabsを算出する。
ステップS203では図6のフローチャートで実施した状態検出の結果をチェック(速度チェック)する。ステップS204で後述する図8のフローチャートの処理(基準位置確定チェック)を実行する。ステップS205では基準位置算出のステータスが最終確定状態かをチェックし、最終確定状態の場合は処理を終了し、最終確定状態でない場合はステップS201へ戻る、再度基準位置算出の処理を行う。
図8は、位相演算によって求められた絶対位置データPabsを基準位置として設定するか否か(用いるか否か)を判断する処理(基準位置設定処理(A))のフローチャートである。当該フローチャートは、演算部(基準位置設定手段)231における処理であるステップS301〜S303からなる。
ステップS301では図6のフローチャートで実施した状態検出の結果を確認し、「停止状態」と判定された場合はステップS302へ進む。「停止状態」と判定されなかった場合は基準位置を設定せずに処理(基準位置設定処理)を終了する。ステップS302では、位相演算から求められた(検出された)絶対位置データPabsの値を基準位置に設定する。次にステップS303で基準位置算出のステータスを最終確定状態に設定して処理(基準位置設定処理)を終了する。
次に、基準位置を設定した後の位置算出処理について説明する。
図7,8の処理で基準位置の設定が終了したら、その基準位置と相対位置カウンタ値の関係式から、相対位置カウンタの値を使用してズームリング11の位置算出を行う。
図9は、各トラックの信号から算出した基準位置算出値と、相対位置カウンタ値との関係図である。ズームリング11の可動範囲における端位置の位置データを取得しておく。Wide端、Tele端における基準位置データがそれぞれPabs_Wide、Pabs_Teleである。また、Wide端、Tele端における相対位置カウンタ値がそれぞれPinc_Wide、P_inc_Teleである。
図7のフローチャートで基準位置算出処理が終了したら、その基準位置算出値と相対位置カウンタ値の関係から、相対位置カウンタの値を使用してズームリング11の位置算出を行う。
図10は、基準位置設定後のズームリング11の位置算出および駆動制御のフローチャートであり、一定周期毎に実行する。
ステップS401で演算部(相対位置検出手段)231は、A/Dコンバータ22からデジタル信号を読み出す。ステップS402で演算部(相対位置検出手段)231は、パルスカウント部232からカウンタ値を読み出す。次にステップS403でカウンタ値の内挿処理(信号出力手段により出力される信号を補間する処理)を行う。ステップS404で演算部(相対位置検出手段)231は、カウンタ値と、カウンタ値値の内挿処理結果から相対位置データを算出する。
ステップS405で演算部(相対位置検出手段)231は、図8のフローチャートで設定した基準位置データと、内挿処理結果から算出された相対位置データから、ズームリング11の位置データ(ズーム位置データ)を算出する。ズームリング11の位置データ(ズーム位置データ)は、基準位置からの移動方向及び移動量で表される。ステップS406ではズームリング11の位置データ(ズーム位置データ)とシーソー26の指令値からモータ25の駆動信号(モータ駆動信号)を生成し、ズームリング11の駆動を行う。
以上のように、ズームリングの状態に応じて基準位置を設定することで、ズームリングが動く事で生じる絶対位置算出誤差を小さくすることができる。
(実施例2)
次に、図面に従って、本発明の第2の実施形態に係る発明について説明する。
図11は、実施例2における位置検出対象が移動しているかを判定するフローチャートである。ステップS501で、A/Dコンバータ22から出力されたデジタル信号の値に変化があるか否かを演算部(状態検出手段)231によって確認し、変化がない場合はステップS502へ進み、変化がある場合はステップS504へ進む。ステップS502では、パルスカウント部232におけるカウント値に変化があるか否かを演算部(状態検出手段)231によって確認する。変化がない場合はステップS503へ進み「停止状態」と判定し、変化がある場合はステップS504へ進む。ステップS504では、デジタル信号とカウント値の変化から、速度変化が後述する低速閾値未満かを演算部(状態検出手段)231によって確認する。低速閾値未満の場合はステップS505へ進み「低速動作状態」と判定し、低速閾値以上の場合はステップS506へ進み「高速動作状態」と判定する。
次に低速閾値の決定方法について説明する。例えば、図5において位相φ123の位相角がφAであった時、φ12のN−M回の繰り返しの中からj番目の波形を特定する処理を行う。しかし、ズームリング11が高速で移動している状態では、A/D変換のタイミングがずれることで、φ123の演算結果に誤差が生じ、φ12のj番目を特定できない場合がある。A/D変換の遅延によってφ12のj番目を特定できない速度を低速閾値として設定しておく。ここでは、φ123からφ12の位相を特定できることを低速閾値の設定としたが、φ12からφ1の位相を特定できる速度を低速閾値として設定しても構わない。
図12は、実施例2における基準位置設定処理のフローチャートである。当該フローチャートは、演算部(絶対位置検出手段)231における処理であるステップS601,S602と、演算部(基準位置設定手段)231における処理であるステップS603〜S609からなる。
ステップS601でA/Dコンバータ22からデジタル信号を読み出す。次にステップS602で読み出したデジタル信号の値から、位相演算を行い絶対位置データPabsを算出する。
ステップS603で図11のフローチャートで実施した速度検出の結果をチェックしステップS604へ進む。ステップS604で、状態検出結果が「停止状態」の場合はステップS605へ進み、それ以外の場合はステップS607へ進む。ステップS605では、位相演算から求められた絶対位置データPabsの値を基準位置(確定基準位置)に設定する。次にステップS606で基準位置算出のステータスを最終確定状態に設定して処理を終了する。ステップS607では再度速度検出結果をチェックし、速度検出結果が「低速動作状態」の場合はステップS608へ進む。ステップS608では、位相演算から求められた絶対位置データPabsの値を基準位置(仮基準位置)に設定する。次にステップS609で基準位置算出のステータスを仮確定状態に設定して処理を終了する。
図13は図12の基準位置決定処理を実行後に行う位置算出のフローチャートであり、一定周期毎に実行する。ステップS701で基準位置算出のステータスが最終確定状態かチェックし、最終確定状態の場合はステップS702へ、それ以外の場合はステップS703へ進む。ステップS702では、図10のフローチャートで説明した位置算出および駆動制御の処理を実行する。ステップS703では基準位置算出のステータスが仮確定状態かチェックし、仮確定状態の場合はステップS704へ進み、それ以外の場合はステップS705へ進む。
ステップS704では、図7,8のフローチャートで説明した基準位置確定チェック(A)の処理を実行し、その後ステップS702へ進む。ステップS705では、図12のフローチャートで説明した基準位置確定チェック(B)の処理を再度実行し、処理を終了する。
以上のように、ズームリングの状態を判断して基準位置を決定することで、ズームリングが動く事で生じる絶対位置算出誤差を小さくすることができる。また、速度が小さい場合には基準位置を仮確定状態として位置算出を行うことで、位置検出対象が移動していても位置を算出することが可能となる。
(実施例3)
次に、図面に従って、本発明の第3の実施形態について説明する。
実施例3においても実施例2で説明した図11の速度検出処理を一定周期で実行するものとする。
図14は実施例3における基準位置設定処理のフローチャートである。ステップS801でA/Dコンバータ22からデジタル信号を読み出す。次にステップS802で読み出したデジタル信号の値から、位相演算を行い絶対位置データPabsを算出する。ステップS803で図11のフローチャートで実施した速度検出の結果をチェックしステップS804へ進む。ステップS804で、速度検出結果が「停止状態」の時はステップS805へ進み、それ以外の時はステップS806へ進む。ステップS805では基準位置算出のステータスを最終確定状態に設定する。ステップS806では、基準位置算出のステータスを確認した上で、位相演算から求められた絶対位置データPabsの値を、位置検出対象の相対位置の検出に用いる基準位置に設定し、処理を終了する。
図15は図14の基準位置決定処理を実行後に行う位置算出のフローチャートであり、一定周期毎に実行する。ステップS901で基準位置算出のステータスが最終確定状態かチェックし、最終確定状態の場合はステップS902へ、それ以外の場合はステップS903へ進む。ステップS902では、図10のフローチャートで説明した位置算出および駆動制御の処理を実行する。ステップS903では、図14のフローチャートで説明した基準位置確定チェックの処理を再度実行して、ステップS902へ進む。
以上のように、位置検出対象が移動していても基準位置を算出し、停止後に最終的な基準位置を決定することで、移動時に算出した誤差を小さくして位置を決定する事ができる。また、位置検出対象が移動していても基準位置を算出しておくことで、位置精度を限定した用途に位置データを使用することが可能となる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
たとえば、本発明においては、下位位相信号(φ12、φ23)の位相に対応する基本位相信号(φ1、φ2、φ3)の位相波形が特定できる場合に、位置検出対象が停止状態であると判断してもよい。
また、本発明においては、演算部(絶対位置検出手段)231は、下位位相信号(φ12、φ23)の位相に対応する基本位相信号(φ1、φ2、φ3)の位相波形が特定できず、且つ上位位相信号(φ123)の位相に対応する下位位相信号(φ12、φ23)の位相波形が特定できる場合に、位置検出対象が低速動作状態であると判断してもよい。
また、本発明においては、演算部(絶対位置検出手段)231は、上位位相信号(φ123)の位相に対応する下位位相信号(φ12、φ23)の位相波形が特定できない場合に、位置検出対象が高速動作状態であると判断してもよい。
21 アブソリュートエンコーダユニット(エンコーダ)
22 A/Dコンバータ(A/D変換手段)
211 信号出力部(信号出力手段)
231 演算部(相対位置検出手段、絶対位置検出手段、基準位置設定手段)

Claims (7)

  1. スケール部に対向して配置され、前記スケール部を読み取り複数のアナログ信号を出力する信号出力手段と、
    前記複数のアナログ信号を複数のデジタル信号に変換するA/D変換手段と、を有し、 前記複数のデジタル信号に基づいて、前記スケール部又は前記信号出力手段のいずれかと同期して移動する位置検出対象の置を検出する位置検出装置であって、
    前記複数のデジタル信号に基づいて、前記位置検出対象の準位置からの相対位置を検出する相対位置検出手段と、
    前記複数のデジタル信号に基づいて、前記位置検出対象の絶対位置を検出する絶対位置検出手段と、
    前記絶対位置検出手段により検出された絶対位置を、前記相対位置検出手段による相対位置検出時に用いる前記基準位置に設定する基準位置設定手段と、
    を有し、
    前記基準位置設定手段は、
    前記絶対位置検出手段が前記絶対位置を検出した時の前記位置検出対象が停止している場合は、前記絶対位置検出手段が検出した絶対位置を前記基準位置として設定し、
    前記絶対位置検出手段が前記絶対位置を検出した時の前記位置検出対象が低速動作状態である場合は、前記絶対位置検出手段が検出した絶対位置を、仮に設定された基準位置である仮基準位置として設定し、
    前記絶対位置検出手段が前記絶対位置を検出した時の前記位置検出対象が、前記低速動作状態よりも高速で動作している高速動作状態である場合は、前記絶対位置検出手段が検出した絶対位置を前記基準位置として設定しない、
    ことを特徴とする位置検出装置。
  2. 前記絶対位置検出手段は、数のパターンのそれぞれについて出力された複数のデジタル信号を用いて、それぞれ複数の位相波形からなる複数の位相信号を算出することを特徴とする請求項1記載の位置検出装置。
  3. 前記複数の位相信号は、前記複数のパターンのうちの1つから検出される複数のアナログ信号を、前記A/D変換手段により逐次A/D変換した複数のデジタル信号を用いて算出される位相信号である基本位相信号と、複数の前記基本位相信号から算出される下位位相信号と、複数の前記下位位相信号から算出される上位位相信号を含み、
    前記絶対位置検出手段は、前記下位位相信号の位相に対応する前記基本位相信号の位相波形が特定できる場合に、前記位置検出対象が停止状態であると判断することを特徴とする請求項に記載の位置検出装置。
  4. 前記複数の位相信号は、前記複数のパターンのうちの1つから検出される複数のアナログ信号を、前記A/D変換手段により逐次A/D変換した複数のデジタル信号を用いて算出される位相信号である基本位相信号と、複数の前記基本位相信号から算出される下位位相信号と、複数の前記下位位相信号から算出される上位位相信号を含み、
    前記絶対位置検出手段は、前記下位位相信号の位相に対応する前記基本位相信号の位相波形が特定できず、且つ前記上位位相信号の位相に対応する前記下位位相信号の位相波形が特定できる場合に、前記位置検出対象が低速動作状態であると判断することを特徴とする請求項2または3に記載の位置検出装置。
  5. 前記複数の位相信号は、前記複数のパターンのうちの1つから検出される複数のアナログ信号を、前記A/D変換手段により逐次A/D変換した複数のデジタル信号を用いて算出される位相信号である基本位相信号と、複数の前記基本位相信号から算出される下位位相信号と、複数の前記下位位相信号から算出される上位位相信号を含み、
    前記絶対位置検出手段は、前記上位位相信号の位相に対応する前記下位位相信号の位相波形が特定できない場合に、前記位置検出対象が高速動作状態であると判断することを特徴とする請求項2乃至4に記載の位置検出装置。
  6. 請求項1乃至のいずれかに記載の位置検出装置と、
    前記位置検出対象を駆動制御する駆動制御手段を有し、
    前記駆動制御手段は、前記絶対位置検出手段が前記絶対位置を検出した場合に前記位置検出対象を制御することを特徴とする駆動制御装置。
  7. 位置検出対象としての光学部材と
    請求項に記載の駆動制御装置を有することを特徴とするレンズ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2666879T3 (es) * 2012-11-29 2018-05-08 Otis Elevator Company Recuperación de posición por medio de modelos de rellanos ficticios
JP6666019B2 (ja) * 2014-11-11 2020-03-13 キヤノン株式会社 位置検出装置、レンズ装置、撮像装置、および指令装置
EP3124920B1 (de) * 2015-07-27 2017-11-01 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Positionsmesseinrichtung und Verfahren zu deren Betrieb
JP6746643B2 (ja) * 2018-08-10 2020-08-26 キヤノン株式会社 位置検出装置、レンズ装置、撮像装置、および指令装置
JP6607423B1 (ja) * 2019-03-01 2019-11-20 株式会社安川電機 エンコーダ、サーボモータ、サーボシステム
CN110308745B (zh) * 2019-04-29 2021-02-26 珠海赛纳三维科技有限公司 位移检测装置、位移控制***及3d打印设备
JP7272888B2 (ja) * 2019-07-19 2023-05-12 ファナック株式会社 回転体の回転情報を検出する回転検出器及びモータ駆動装置
JP7350559B2 (ja) * 2019-08-08 2023-09-26 キヤノン株式会社 エンコーダ装置、駆動装置、ロボット装置、位置検出方法、物品の製造方法、プログラム、及び記録媒体

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61281902A (ja) * 1985-06-07 1986-12-12 Toshiba Mach Co Ltd 絶対位置検出装置
JPH0641853B2 (ja) * 1986-09-29 1994-06-01 株式会社安川電機 多回転式絶対値エンコ−ダ
JP3217895B2 (ja) 1993-05-14 2001-10-15 カヤバ工業株式会社 位置検出装置
JP3412897B2 (ja) * 1994-02-18 2003-06-03 三菱電機株式会社 アブソリュートエンコーダ
JPH08304113A (ja) * 1995-05-09 1996-11-22 Yokogawa Electric Corp バーニア形アブソリュートエンコーダ
JP3680983B2 (ja) * 1999-05-27 2005-08-10 富士電機機器制御株式会社 エンコーダの初期位置検出装置
JP4393045B2 (ja) * 2002-08-23 2010-01-06 キヤノン株式会社 レンズ制御装置およびこれを備えたカメラ
JP2005345375A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Mitsutoyo Corp 電磁誘導式absエンコーダ
JP5538870B2 (ja) * 2009-12-24 2014-07-02 キヤノン株式会社 ロータリーエンコーダ
JP5932285B2 (ja) 2011-10-14 2016-06-08 キヤノン株式会社 エンコーダおよびこれを備えた装置

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