JP6486097B2 - 位置検出装置、レンズ装置、撮像システム、工作装置、位置検出方法、プログラム、および、記憶媒体 - Google Patents
位置検出装置、レンズ装置、撮像システム、工作装置、位置検出方法、プログラム、および、記憶媒体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6486097B2 JP6486097B2 JP2014256842A JP2014256842A JP6486097B2 JP 6486097 B2 JP6486097 B2 JP 6486097B2 JP 2014256842 A JP2014256842 A JP 2014256842A JP 2014256842 A JP2014256842 A JP 2014256842A JP 6486097 B2 JP6486097 B2 JP 6486097B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spatial frequency
- output signal
- signal
- detection means
- 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.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 159
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 24
- PWPJGUXAGUPAHP-UHFFFAOYSA-N lufenuron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(C(F)(F)F)F)=CC(Cl)=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F PWPJGUXAGUPAHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 59
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 17
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 56
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34746—Linear encoders
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
- G01D5/34715—Scale reading or illumination devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34776—Absolute encoders with analogue or digital scales
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
- G06T7/0004—Industrial image inspection
- G06T7/0006—Industrial image inspection using a design-rule based approach
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/20—Analysis of motion
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/24471—Error correction
- G01D5/2448—Correction of gain, threshold, offset or phase control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
Description
なお、第2の出力信号に関する空間周波数応答がピークとなる第2の空間周波数は第1の出力信号に関する空間周波数応答がピークとなる第1の空間周波数と異なり、かつゼロではないことに加えて、検出手段は複数の受光素子を配列して構成された受光素子アレイと複数の受光素子の各々の出力信号を加算する組み合わせを切り替える切替手段とを有し、切替手段は被測定物の位置情報を取得する場合は第1の出力信号を生成するための第1の組み合わせに設定し、異常判定を行う場合は第2の出力信号を生成するための第2の組み合わせに設定すること、第2の出力信号は検出手段から出力された4相信号に基づいて得られた2相の正弦波信号であり、信号処理手段は4相信号のうちの同相信号に対して差分処理を行うこと、さらに4相信号のうちの逆相信号に対して和算処理を行うことも、本発明の他の一側面を構成する。
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施形態における位置検出装置(光学式エンコーダ)について説明する。図1は、本実施形態における位置検出装置100の構成図である。位置検出装置100は、インクリメントエンコーダである。
S(B)=S(B+)−S(B−) … (2)
ここで、スイッチ回路10への入力信号がハイレベルの場合の正弦波信号S(A)、S(B)を、それぞれ、S1(A)、S1(B)(第1の出力信号)とする。また、スイッチ回路10への入力信号がローレベルの場合の正弦波信号S(A)、S(B)を、それぞれ、S2(A)、S2(B)(第2の出力信号)とする。
式(3)において、ATAN2[Y,X]は、象限を判別して0〜2π位相に変換する逆正接演算関数である。位置信号は、位相信号Φ1を用い、周知のインクリメント処理を行うことにより取得可能である。信号処理回路101において、位置情報検出処理部102は、位置信号を生成し、位置信号出力部104は、生成した位置信号を外部装置へ出力する。
次に、本発明の第2の実施形態における位置検出装置について説明する。本実施形態は、被測定物の絶対位置を検出する位置検出装置(アブソリュートエンコーダ)に関する。
S(B)=S(B+)−S(B−) … (6)
ここで、スイッチ回路10への入力信号がハイレベルの場合の正弦波信号S(A)、S(B)を、それぞれ、S1(A)、S1(B)(第1の出力信号)とする。また、スイッチ回路10への入力信号がローレベルの場合の正弦波信号S(A)、S(B)を、それぞれ、S2(A)、S2(B)(第2の出力信号)とする。また、スイッチ回路10への入力信号がミドルレベルの場合の正弦波信号S(A)、S(B)を、それぞれ、S3(A)、S3(B)(第3の出力信号)とする。
S3(B)=sin(θ−e/2) … (8)
そして、式(7)、(8)より、2相の信号S3(A)、S3(B)の和および差を求めると、以下の式(9)、(10)で表されるように、誤差成分eを分離することができる。
−S3(A)+S3(B)=2×sin(θ−π/4)cos(e/2−π/4) … (10)
相対位相差の誤差eは、設計値より、e=(1−1024/1032.258)×π/2と表わせる。そこで、式(9)、(10)の振幅成分2×sin(e(x)/2−π/4)、2×cos(e(x)/2−π/4)について、それぞれ逆数を乗じる。これにより、以下の式(11)、(12)のように、相対位相差の誤差eを補正した2相の正弦波信号S3(A)´、S3(B)´を算出することができる。ただし、φ=θ−π/4である。
S3(B)´=(−S3(A)+S3(B))/(2×cos(e/2−π/4))=sinφ … (12)
なお、相対位相差の誤差eは、位置検出装置100の初期化動作の際に記憶するように構成してもよい。例えば、X方向における所定の範囲のS3(A)+S3(B)の(最大値−最小値)/2から、振幅成分2×sin(e(x)/2−π/4)を取得する。また、−S3(A)+S3(B)の(最大値−最小値)/2から、振幅成分2×cos(e(x)/2−π/4)を取得し、それぞれ記憶するようにしてもよい。この場合、光源1と受光素子アレイ9の実装高さのずれや、スケール2とセンサユニット7との相対傾きによる像倍率の誤差の影響を含めて補正することが可能である。
S3(B)=S3(B)´ … (14)
信号S1(A)、S1(B)を用いて、スケールパターン周期(ピッチP1)に対応する位相信号Φ1を、以下の式(15)で表される演算により取得する。
式(15)において、ATAN2[Y,X]は、象限を判別して0〜2π位相に変換する逆正接演算関数である。同様に、信号S3(A)、S3(B)を用いて、ピッチP2に対応する位相信号Φ2を、以下の式(16)で表される演算により取得する。
欠陥情報検出処理部103は、正弦波信号S2(A)、S2(B)を用いて、以下の式(17)で表される演算を行うことにより、パターン欠陥信号Dを取得する。
このとき位置情報検出処理部102は、Sv<0の場合にはSv=Sv+2π、Sv>2πの場合にはSv=Sv−2πの演算を繰り返し行い、バーニア信号Svを0〜2πの出力範囲に変換する。
本実施形態では、バーニア信号Svの周期Tv=3.2mmとなり、これが絶対位置を検出可能なストロークとなる。
式(20)において、ROUND[x]はxに最も近い整数に変換する関数である。
位置情報検出処理部102は、位置検出装置100の起動時に、絶対位置信号ABSを取得する。以降、位置情報検出処理部102は、位相信号Φ1を用いて周知のインクリメント処理を行うことにより、位置信号を取得する。位置信号出力部104は、位置情報検出処理部102から得られた位置信号を外部装置へ出力する。
図15および図16は、本実施形態における欠陥前後の各信号を示す図である。図15(a)は信号S1(A)、S1(B)、図15(b)は信号S2(A)、S2(B)、図15(c)は信号S3(A)、S3(B)をそれぞれ示している。図16(a)はパターン欠陥信号D、所定の閾値Dth、図16(b)はエラー信号E、図16(c)は絶対位置信号ABSおよびその理論値、図16(d)は位相信号Φ1を用いたインクリメント検出における位置信号INCをそれぞれ示している。
次に、図17を参照して、本発明の第3の実施形態について説明する。図17は、本実施形態における撮像システム200の断面模式図である。撮像システム200は、上記各実施形態におけるエンコーダ(位置検出装置)をレンズ装置に搭載した撮像システムである。撮像システム200は、撮像装置200aと、撮像装置200aに着脱可能なレンズ装置200b(エンコーダを備えたレンズ鏡筒)とで構成されている。ただし本実施形態は、撮像装置とレンズ装置とが一体化して構成された撮像システムにも適用可能である。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
7 センサユニット(検出手段)
100 位置検出装置
101 信号処理回路(信号処理手段)
Claims (22)
- 被測定物の位置を検出する位置検出装置であって、
周期的に形成されたパターンを有するスケールと、
前記スケールからの光束を受光するように構成された検出手段と、
前記検出手段からの第1の出力信号に基づいて前記被測定物の位置情報を取得し、該検出手段からの第2の出力信号に基づいて異常判定を行う信号処理手段と、を有し、
前記スケールと前記検出手段とが相対移動可能であり、
前記第2の出力信号に関する空間周波数応答がピークとなる第2の空間周波数は、前記第1の出力信号に関する空間周波数応答がピークとなる第1の空間周波数と異なり、かつ、ゼロではなく、
前記第1の空間周波数は、前記検出手段上の前記パターンの像の周期に対応する空間周波数と一致しており、
前記第2の空間周波数は、前記検出手段上の前記パターンの像の周期に対応する空間周波数とは異なることを特徴とする位置検出装置。 - 前記第1の空間周波数は、前記検出手段上の前記パターンの像の周期の逆数と一致しており、
前記第2の空間周波数は、前記検出手段上の前記パターンの像の周期の逆数とは異なることを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記第2の出力信号に関する前記空間周波数応答は、空間周波数が前記第1の空間周波数の場合に極小となることを特徴とする請求項1または2に記載の位置検出装置。
- 前記第2の出力信号に関する前記空間周波数応答は、空間周波数が前記第1の空間周波数の場合、前記第1の出力信号に関する前記空間周波数応答の1/10以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の位置検出装置。
- 前記第2の出力信号に関する前記空間周波数応答は、前記空間周波数がゼロの場合にゼロとなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の位置検出装置。
- 前記第2の空間周波数は、前記第1の空間周波数よりも小さいことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の位置検出装置。
- 前記信号処理手段は、更に前記検出手段からの第3の出力信号に基づいて前記被測定物の絶対位置情報としての前記位置情報を取得し、
前記第3の出力信号に関する空間周波数応答がピークとなる第3の空間周波数は、前記第2の空間周波数よりも小さいことを特徴とする請求項6に記載の位置検出装置。 - 前記第1の空間周波数は、前記第2の空間周波数の2n倍(n:自然数)であることを特徴とする請求項6または7に記載の位置検出装置。
- 前記第1の出力信号および前記第2の出力信号はそれぞれ、前記検出手段から出力された4相信号に基づいて得られた2相の正弦波信号であり、
前記第1の空間周波数は、前記第2の空間周波数の4倍であることを特徴とする請求項8に記載の位置検出装置。 - 前記検出手段は、
複数の受光素子を配列して構成された受光素子アレイと、
前記複数の受光素子の各々の出力信号を加算する組み合わせを切り替える切替手段と、を有し、
前記切替手段は、
前記被測定物の前記位置情報を取得する場合、前記第1の出力信号を生成するための第1の組み合わせに設定し、
前記異常判定を行う場合、前記第2の出力信号を生成するための第2の組み合わせに設定する、ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の位置検出装置。 - 前記複数の受光素子は、同じ面積を有し、
前記信号処理手段は、前記複数の受光素子の各々の出力信号の差動演算を行うことを特徴とすることを特徴とする請求項10に記載の位置検出装置。 - 前記第2の出力信号は、前記検出手段から出力された4相信号に基づいて得られた2相の正弦波信号であり、
前記信号処理手段は、前記4相信号のうちの同相信号に対して差分処理を行うことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の位置検出装置。 - 前記第2の出力信号は、前記検出手段から出力された4相信号に基づいて得られた2相の正弦波信号であり、
前記信号処理手段は、前記4相信号のうちの逆相信号に対して和算処理を行うことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の位置検出装置。 - 被測定物の位置を検出する位置検出装置であって、
周期的に形成されたパターンを有するスケールと、
前記スケールからの光束を受光するように構成された検出手段と、
前記検出手段からの第1の出力信号に基づいて前記被測定物の位置情報を取得し、該検出手段からの第2の出力信号に基づいて異常判定を行う信号処理手段と、を有し、
前記スケールと前記検出手段とが相対移動可能であり、
前記第2の出力信号に関する空間周波数応答がピークとなる第2の空間周波数は、前記第1の出力信号に関する空間周波数応答がピークとなる第1の空間周波数と異なり、かつ、ゼロではなく、
前記検出手段は、
複数の受光素子を配列して構成された受光素子アレイと、
前記複数の受光素子の各々の出力信号を加算する組み合わせを切り替える切替手段と、を有し、
前記切替手段は、
前記被測定物の前記位置情報を取得する場合、前記第1の出力信号を生成するための第1の組み合わせに設定し、
前記異常判定を行う場合、前記第2の出力信号を生成するための第2の組み合わせに設定する、ことを特徴とする位置検出装置。 - 被測定物の位置を検出する位置検出装置であって、
周期的に形成されたパターンを有するスケールと、
前記スケールからの光束を受光するように構成された検出手段と、
前記検出手段からの第1の出力信号に基づいて前記被測定物の位置情報を取得し、該検出手段からの第2の出力信号に基づいて異常判定を行う信号処理手段と、を有し、
前記スケールと前記検出手段とが相対移動可能であり、
前記第2の出力信号に関する空間周波数応答がピークとなる第2の空間周波数は、前記第1の出力信号に関する空間周波数応答がピークとなる第1の空間周波数と異なり、かつ、ゼロではなく、
前記第2の出力信号は、前記検出手段から出力された4相信号に基づいて得られた2相の正弦波信号であり、
前記信号処理手段は、前記4相信号のうちの同相信号に対して差分処理を行うことを特徴とする位置検出装置。 - 被測定物の位置を検出する位置検出装置であって、
周期的に形成されたパターンを有するスケールと、
前記スケールからの光束を受光するように構成された検出手段と、
前記検出手段からの第1の出力信号に基づいて前記被測定物の位置情報を取得し、該検出手段からの第2の出力信号に基づいて異常判定を行う信号処理手段と、を有し、
前記スケールと前記検出手段とが相対移動可能であり、
前記第2の出力信号に関する空間周波数応答がピークとなる第2の空間周波数は、前記第1の出力信号に関する空間周波数応答がピークとなる第1の空間周波数と異なり、かつ、ゼロではなく、
前記第2の出力信号は、前記検出手段から出力された4相信号に基づいて得られた2相の正弦波信号であり、
前記信号処理手段は、前記4相信号のうちの逆相信号に対して和算処理を行うことを特徴とする位置検出装置。 - 光軸方向に変位可能なレンズと、
前記レンズの位置を検出するように構成された、請求項1乃至16のいずれか1項に記載の位置検出装置と、を有することを特徴とするレンズ装置。 - 請求項17に記載のレンズ装置と、
前記レンズを介して光学像の光電変換を行う撮像素子を備えた撮像装置と、を有することを特徴とする撮像システム。 - ロボットアームまたは組み立て対象物を搬送する搬送体を備えた工作機器と、
前記工作機器の位置または姿勢を検出するように構成された、請求項1乃至16のいずれか1項に記載の位置検出装置と、を有することを特徴とする工作装置。 - 周期的に形成されたパターンを有するスケールと該スケールからの光束を受光するように構成された検出手段とを用い、前記スケールと前記検出手段との相対移動に応じた前記検出手段からの出力信号に基づいて、該スケールまたは該検出手段と一体的に移動する被測定物の位置を検出する位置検出方法であって、
前記検出手段からの第1の出力信号に基づいて前記被測定物の位置情報を取得するステップと、
前記検出手段からの第2の出力信号に基づいて異常判定を行うステップと、を有し、
前記第2の出力信号に関する空間周波数応答がピークとなる第2の空間周波数は、前記第1の出力信号に関する空間周波数応答がピークとなる第1の空間周波数と異なり、かつ、ゼロではなく、
前記第1の空間周波数は、前記検出手段上の前記パターンの像の周期に対応する空間周波数と一致しており、
前記第2の空間周波数は、前記検出手段上の前記パターンの像の周期に対応する空間周波数とは異なることを特徴とする位置検出方法。 - 請求項20に記載の位置検出方法をコンピュータに実行させるように構成されていることを特徴とするプログラム。
- 請求項21に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014256842A JP6486097B2 (ja) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | 位置検出装置、レンズ装置、撮像システム、工作装置、位置検出方法、プログラム、および、記憶媒体 |
CN201510932843.XA CN105716636B (zh) | 2014-12-19 | 2015-12-15 | 位置检测装置和方法、透镜和机床装置、图像拾取*** |
US14/970,715 US10540559B2 (en) | 2014-12-19 | 2015-12-16 | Position detection apparatus, lens apparatus, image pickup system, machine tool apparatus, position detection method, and non-transitory computer-readable storage medium which are capable of detecting abnormality |
EP15201183.9A EP3035003B1 (en) | 2014-12-19 | 2015-12-18 | Position detection apparatus, lens apparatus, image pickup system, machine tool apparatus, position detection method, program, and storage medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014256842A JP6486097B2 (ja) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | 位置検出装置、レンズ装置、撮像システム、工作装置、位置検出方法、プログラム、および、記憶媒体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016118416A JP2016118416A (ja) | 2016-06-30 |
JP6486097B2 true JP6486097B2 (ja) | 2019-03-20 |
Family
ID=55129418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014256842A Active JP6486097B2 (ja) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | 位置検出装置、レンズ装置、撮像システム、工作装置、位置検出方法、プログラム、および、記憶媒体 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10540559B2 (ja) |
EP (1) | EP3035003B1 (ja) |
JP (1) | JP6486097B2 (ja) |
CN (1) | CN105716636B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020046223A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | キヤノン株式会社 | 位置検出装置、リソグラフィ装置、力覚センサ及び力覚センサを有する装置 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10094685B2 (en) * | 2016-12-27 | 2018-10-09 | Mitutoyo Corporation | Displacement encoder |
JP7013687B2 (ja) * | 2017-06-19 | 2022-02-01 | 株式会社ニコン | エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置 |
JP6373457B1 (ja) | 2017-06-20 | 2018-08-15 | キヤノンプレシジョン株式会社 | エンコーダおよびこれを用いた撮像装置 |
WO2020215205A1 (zh) * | 2019-04-23 | 2020-10-29 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种光栅盘及反馈*** |
US11874144B2 (en) * | 2020-07-28 | 2024-01-16 | Li Lin | Displacement measurement system |
CN112083529A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-15 | 四川天邑康和通信股份有限公司 | 一种粗波分复用器 |
CN113364866A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-09-07 | 深圳市尚文斌科技有限公司 | 一种基于物联网的智能社区管理*** |
CN113467033A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-10-01 | 南昌欧菲光电技术有限公司 | 一种摄像头模组及其透镜的定位方法 |
CN113379726A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-10 | 深圳中科飞测科技股份有限公司 | 线路检测方法、装置、设备及计算机可读存储介质 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55124117A (en) | 1979-03-19 | 1980-09-25 | Toshiba Corp | Pattern inspecting apparatus |
US4736187A (en) | 1986-12-04 | 1988-04-05 | The Regents Of The University Of California | Encoder for measuring both incremental and absolute positions of moving elements |
DE69320708T3 (de) | 1992-06-24 | 2005-07-28 | Kabushiki Kaisha Topcon | Elektronisches Höhenmessgerät mit Höhenmesslatte |
JPH10300518A (ja) | 1997-04-24 | 1998-11-13 | Canon Inc | 信号異常検知回路及びこれを用いた変位情報検出装置 |
TWI285299B (en) * | 2001-04-04 | 2007-08-11 | Asml Netherlands Bv | Lithographic manufacturing process, lithographic projection apparatus, and device manufactured thereby |
JP4703059B2 (ja) * | 2001-08-28 | 2011-06-15 | 株式会社ミツトヨ | 光電式エンコーダ |
CN100565102C (zh) * | 2001-10-26 | 2009-12-02 | 株式会社拓普康 | 电子水平仪 |
JP4290405B2 (ja) | 2002-10-25 | 2009-07-08 | オークマ株式会社 | 位置情報の異常検出装置 |
US7394925B2 (en) * | 2003-06-18 | 2008-07-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Radiography apparatus and radiography method |
US7731330B2 (en) * | 2005-09-26 | 2010-06-08 | Seiko Epson Corporation | Position detecting device, liquid ejecting apparatus and method of detecting smear of scale |
US8493572B2 (en) * | 2010-05-05 | 2013-07-23 | Mitutoyo Corporation | Optical encoder having contamination and defect resistant signal processing |
JP5479255B2 (ja) * | 2010-07-20 | 2014-04-23 | キヤノン株式会社 | 光学式エンコーダ |
JP5765968B2 (ja) * | 2011-02-28 | 2015-08-19 | キヤノン株式会社 | 光学式エンコーダ |
JP5755010B2 (ja) * | 2011-04-14 | 2015-07-29 | キヤノン株式会社 | エンコーダ |
JP5791340B2 (ja) * | 2011-04-14 | 2015-10-07 | キヤノン株式会社 | エンコーダ |
US9030591B2 (en) * | 2012-07-20 | 2015-05-12 | Apple Inc. | Determining an in-focus position of a lens |
JP6039299B2 (ja) * | 2012-08-08 | 2016-12-07 | キヤノン株式会社 | エンコーダ、レンズ装置、および、カメラ |
JP5591295B2 (ja) * | 2012-10-04 | 2014-09-17 | 三菱電機株式会社 | エンコーダ |
JP2014219233A (ja) * | 2013-05-02 | 2014-11-20 | キヤノン株式会社 | 位置検出装置、レンズ装置、撮像システム、工作装置、および、位置検出方法 |
WO2015156152A1 (ja) * | 2014-04-11 | 2015-10-15 | 富士フイルム株式会社 | 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法及びプログラム |
-
2014
- 2014-12-19 JP JP2014256842A patent/JP6486097B2/ja active Active
-
2015
- 2015-12-15 CN CN201510932843.XA patent/CN105716636B/zh active Active
- 2015-12-16 US US14/970,715 patent/US10540559B2/en active Active
- 2015-12-18 EP EP15201183.9A patent/EP3035003B1/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020046223A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | キヤノン株式会社 | 位置検出装置、リソグラフィ装置、力覚センサ及び力覚センサを有する装置 |
JP7148337B2 (ja) | 2018-09-14 | 2022-10-05 | キヤノン株式会社 | 位置検出装置、リソグラフィ装置、力覚センサ及び力覚センサを有する装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10540559B2 (en) | 2020-01-21 |
CN105716636A (zh) | 2016-06-29 |
EP3035003A1 (en) | 2016-06-22 |
JP2016118416A (ja) | 2016-06-30 |
US20160180516A1 (en) | 2016-06-23 |
EP3035003B1 (en) | 2017-08-02 |
CN105716636B (zh) | 2018-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6486097B2 (ja) | 位置検出装置、レンズ装置、撮像システム、工作装置、位置検出方法、プログラム、および、記憶媒体 | |
JP6147038B2 (ja) | 位置検出装置、レンズ装置、撮像システム、および、工作装置 | |
JP6316087B2 (ja) | エンコーダ | |
EP2511668B1 (en) | Encoder | |
US9417101B2 (en) | Optical encoder with a scale that has fine and coarse pitch patterns | |
US9470557B2 (en) | Encoder and apparatus using encoder | |
US7321113B2 (en) | Precision material-handling robot employing high-resolution, compact absolute encoder | |
US9121731B2 (en) | Encoder having a scale with two areas in which an increasing direction of the amplitude of the energy distribution is opposite between the two areas for precisely obtaining a position of the scale | |
EP2662668B1 (en) | Scale, vernier encoder and apparatus using the same | |
US8735801B2 (en) | Optical encoder | |
JP6000759B2 (ja) | スケール、エンコーダ、レンズ装置、および、撮像システム | |
US10215596B2 (en) | Position detection apparatus, lens apparatus, image pickup system, machine tool apparatus, exposure apparatus, position detection method, and non-transitory computer-readable storage medium which are capable of detecting reference position with high accuracy | |
JP6091268B2 (ja) | 位置検出装置、レンズ装置、撮像システム、工作装置、位置検出方法、および、プログラム | |
JP2015121405A (ja) | アブソリュートエンコーダおよび装置 | |
JP6440609B2 (ja) | 位置検出装置、レンズ装置、撮像システム、工作装置、露光装置、位置検出方法、プログラム、記憶媒体 | |
US8330943B2 (en) | Signal processing apparatus used for optical signal output device and optical displacement detection system | |
JP2014219233A (ja) | 位置検出装置、レンズ装置、撮像システム、工作装置、および、位置検出方法 | |
JP2016014612A (ja) | エンコーダ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170727 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180605 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180806 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190122 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190219 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6486097 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |