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JP2009542178A - 反射照明を使用した光学式位置変換器システムおよび方法 - Google Patents

反射照明を使用した光学式位置変換器システムおよび方法 Download PDF

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JP2009542178A JP2009516626A JP2009516626A JP2009542178A JP 2009542178 A JP2009542178 A JP 2009542178A JP 2009516626 A JP2009516626 A JP 2009516626A JP 2009516626 A JP2009516626 A JP 2009516626A JP 2009542178 A JP2009542178 A JP 2009542178A
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Abstract

回転制限モータの回転子とともに回転する照明反射器に照明を向ける照明源と、照明源に隣接し照明反射器からの変調反射照明を受ける複数の検出器区域とを含む回転制限モータ用の位置変換器システムが開示される。
【選択図】図5

Description

優先権
本願は、2006年6月19日出願の米国仮特許出願第60/814718号の優先権を主張する。
本発明は、スキャナ内で光ビームを案内するためのミラーなどの光学素子を駆動するために使用される回転制限モータに関し、詳しくはそのような回転制限モータ用の位置変換器に関する。
回転制限モータ用の位置変換器は、通常、回転制限モータの回転子に取り付けられた可動要素と固定要素とを含む。たとえば、米国特許第3970979号は、回転制限モータの回転子の相対位置を決定する際に静電容量プレートを使用する静電容量位置変換器を開示している。米国特許第4864295号は、静電容量位置変換器システムを開示している。静電容量位置検出システムは、ある回転制限モータの適用例には適切であるが、他の適用例では、静電容量位置検出システムによって提供される位置検出精度よりも高い位置検出精度が必要とされる。
米国特許第5235180号には、1対の発光ダイオードと、回転子軸に取り付けられた交互拡散反射面を含む回転素子と、回転素子の反射面からの反射光を受けるクワッドセル検出器とを使用する光学感知技法による位置検出が開示されている。
米国特許第5671043号は、第1および第2光源が、回転子軸に取り付けられた不透明素子に向けられる位置検出システムを開示している。回転子軸が回転するとき、不透明素子により、不透明素子の回転軸の周りに位置する4つの固定位置のフォトセルに光が到達することが阻止される。米国特許第5844673号は、回転子軸の周りに位置する複数の光検出器に光を向ける固定位置の軸方向光源と、回転子とともに回転する蝶型の遮断部材とを含む位置検出器を開示している。
米国特許第6921893号は、回転シャフトの両側に1対の光源と、回転シャフトに対して固定された複数の検出器と、光源と検出器の間に介在する回転遮光板とを含む走査装置用の位置検出システムを開示している。
しかし、このような位置検出システムは、光源と光検出器の精密な位置合せおよび整合を必要とし、さらに回転子軸が電子回路の平面を通過することが必要になり、それによって、製造コストが増大し位置合せが複雑になる。ある種の適用例では、ドリフトが減少し、機械的不整合に対する感応性が低下し、電気雑音が低減し、しかも部品が減少し、サイズが縮小し、製造コストが低減した位置検出システムを提供することも望まれる。
したがって、回転制限モータシステム用の改良型の位置検出システムが必要とされ、より具体的には、効率的および経済的に製造される、回転制限モータシステム用の位置検出システムが必要とされている。
本発明は、照明源と複数の検出器区域とを含む一実施形態による、回転制限モータ用の位置変換器システムを提供する。照明源は、回転制限モータの回転子とともに回転する照明反射器、および照明源に隣接し照明反射器からの変調された反射照明を受ける複数の検出器区域に照明を向ける。
別の実施形態によれば、本発明は、回転制限モータの回転子とともに回転する照明反射器に照明を向ける照明源と、照明源とほぼ同一面にありその照明源を囲みかつ照明反射器から変調反射照明を受ける、複数組の機能的相補対の検出器区域を含む、回転制限モータ用の位置変換器システムを提供する。
他の一実施形態によれば、本発明は、回転制限モータシステム内で相対位置信号を提供する方法を提供する。この方法は、照明源からの照明を回転制限モータの回転子とともに回転する照明反射器に向けるステップと、照明源とほぼ同一面にありその照明源を囲む複数組の機能的相補対の検出器区域において照明反射器からの変調された反射照明を受けるステップとを含む。
以下の説明は、添付の図面を参照すればさらに理解することができるであろう。
本発明の一実施形態による位置変換器システムを示す例示的概略等角図である。 図1に示す位置変換器システム内の反射器要素を示す例示的概略等角底面図である。 図1に示す位置変換器システムの光源および検出器回路を示す例示的概略平面図である。 図2の反射器要素を示す例示的概略底面図である。 本発明の一実施形態による回転制限モータシステムを示す例示的概略側断面図である。 本発明の一実施形態による位置変換器システムの回路図を示す例示的概略図である。 本発明の他の一実施形態による位置変換器システムを示す例示的概略機能図である。
図面は例示のために示したものにすぎない。
一実施形態によれば、本発明は、光源と、光変調器と、多セグメント化光検出器と、支持電子回路とを含む位置変換器を提供する。この変換器は、光源から隣接検出器の互いに異なるセグメントへの放出放射線を反射によって変調することにより動作する。位置変換器は、回転制限モータに使用することができ、このような回転制限モータは、たとえば、高速表面形状測定など、様々なレーザ走査適用例で使用することができる。他のレーザ加工適用例には、レーザ溶接(たとえば高速スポット溶接)、表面処理、切断、穴あけ、マーキング、トリミング、レーザ修理、ラピッドプロトタイピング、微細構造の形成、または様々な材料でのナノ構造の高密度アレイの形成などが含まれる。さらなる諸実施形態においては、本発明は、基準入力走査およびたとえば米国特許第5252923号の図1および関連する本文に開示されている共焦点顕微鏡法を含めた他の適用例に使用することができる。同特許では、そこに示されている対物レンズ12、物体平面14、像平面16、レーザ光源18、走査レンズ20、検出器26、およびラスタ走査ディスプレイ40を含む。
図1に示すように、システム10は反射型光変調器12と回路基板14を含む。反射型光変調器12は、図2および4に示すように、その下側に反射面16と光吸収面18を交互に3対有する。基板14は、3対のセグメント化された検出器領域20aと20b、22aと22b、および24aと24b(さらに図3に示す)と、単一光源26(カリフォルニア州サン・ホセのLumileds Lighting U.S.から市販のLuxeon DS25 LED Emitterなど)と、普通なら光源から検出器セグメントのいずれかに直接投射するはずの直接光を阻止する任意選択の遮光器28(たとえばOリング)とを含む。発光体によってはこのような遮光器を必要としないものもある。様々な諸実施形態において、光源は、様々な種類の発光体によって提供することができ、離れた場所から装置に照明を与える1つまたは複数の光ファイバをさらに含むことができる。
光が基板に到達して信号に影響を及ぼす恐れのある電荷を基板内に生じることを防止するために、検出器は、金属皮膜などの不透明層でマスキングすることができる、不活性領域(検出器の下の中央領域など)も任意選択で含むことができる。検出器領域20a、20b、22a、22b、24aおよび24bは、図3に示すように、単一のモノリシック検出器で形成され、一般に6分割構造の6つの活性領域を含むことが好ましいが、パターン化された活性区域を有する離散型検出器、または活性区域を画定するためのマスクを使用してアレイを製造することも可能である。また、1対、2対、または3対以上の検出器を含む一実施形態のシステムを製作することも可能であるが、光学スキャナ検流計用には、広い走査角度およびより高い信号レベルならびに平均化を得るために3対が好ましい。好ましくは850nmで放出するLED光源26は、単一素子であり、検出器の中央の検出器の不活性区域内に直接取り付ける。光源はLEDである必要はなく、VCELレーザチップまたはリン光性ドットでもよく、あるいは適切なコーン形パターンの放射線を放出する小さな光源であって、変調器で変調することができ、誤った迷光放射なしで均一に検出器に向けることができるものでもよい。反射型光変調器12の中央および周辺の領域は好ましくは吸収性であり、反射性領域16は主として鏡面反射性である。吸収性領域(18)は、発光体の波長において鏡面反射領域に対してかなりのコントラストがあることが好ましい。
光変調器は、反射性領域が金メッキされ、吸収性領域が反射防止コーティングされたシリコンである、リソグラフィプロセスを使用してパターニングされた、剛性モノリシックシリコン構造であることが好ましい。あるいは、黒クローム、黒ニッケル、または黒色酸化物などの拡散黒色をシリコン基板上で、またはそれだけには限定されないが電鋳金属などの他の基板上で使用することができる。他の諸実施形態は、複合構造、印刷されたフィーチャ、あるいはレーザまたはグリットブラスティングなどのテクスチャ化されたフィーチャを含み得る。変調器のフィーチャは、回転子軸の端部と一体に製作することができる。必要なのは、光源の発光によって検出器を選択的に照明する、良い形状および適切な寸法の反射性および非反射性パターンだけである。吸収性領域は透過性であってもよい。透過性の設計にすると、変調器を通過する光が、特に走査角度で変調される場合に、後で検出器に当たらないような予防策が必要となる。位置検出信号処理の動作は、たとえば米国特許第5235180号に開示されている処理と同様のものでよく、その開示を参照により本明細書に組み込む。本発明の位置変換器は、米国特許第5235180号の図3および関連する本文のモータシステム、ならびに米国特許第5424632号の図1〜4および関連する本文のモータシステムなど、様々な回転制限モータシステムに使用することができ、これらの開示は参照によりその全体を本明細書に組み込む。
図5に示すように、図1のシステムを回転制限モータシステムに使用するとき、反射型光変調器12は、ハウジング32内で回転する回転子軸30に結合される。回路基板14は、回転子が回転するとき静止したままであり、LED光源26からの照明が、回転子30の回転につれて回転変調器12の反射性領域16から反射される。システムは、温度によって誘発される変動を最小限に抑えるための加熱器として、好ましくは回路基板14の裏側に、1つまたは複数の任意選択の自己調節PTC抵抗発熱体を使用してもよい。
位置検出は、3対の検出器20a、20b、22a、22b、24a、および24bのそれぞれについて、より多量の相対照明が1対の第1検出器から1対の第2検出器に切り替わったことを各対からの信号が示す瞬間を監視することによって行われる。回転制限モータの回転子の可動域は、好ましくは各検出器対の全角度範囲未満である(たとえば、1対の検出器の中間点を中心として、60度未満であり、好ましくは約45度未満であり、より好ましくは、約40度でもよい)。信号VおよびVは、a検出器とb検出器を合算することによって生成される。位置比例信号はVとVの差である。具体的には、検出器20a、22aおよび24aの3つの領域を合算してVとし、検出器20b、22bおよび24bの3つの領域を合算してVとする。図6に示すように、計算は電子回路によって行われる。帰還ループは、Vref(50)と(V+V)の間の誤差を積分する積分器52を含む。Vref信号(または目標合算信号)を、別の温度感知デバイスまたは利得感知デバイスで補正し、それによってシステムの固有温度関連パラメータ利得変化を大きく補償することもできる。
図6に示すように、この電子回路は、LED40(図1の光源26として)と複数の検出器アレイ42aおよび42b(検出器対20a、22a、24aと20b、22b、24b)を含む。3組のa検出器のVの平均値は44に提供され、3組のb検出器のVの平均値は46に提供される。位置比例出力はノード48に提供される。基準電圧がノード50に印加され、負帰還増幅器回路52が検出信号レベル設定点を提供する。
したがって、出力位置は(V−V)/(V+V)である。電子回路は(V+V)をほとんど固定利得となるように調節する。(V+V)項は、温度関連利得ドリフトを補償するように調整することができる。負帰還増幅器回路52内の抵抗器(Rtemp)の値は、正の利得係数を補償するように選択される。負の温度係数は、Rtemp抵抗器の一方の側を増幅器の反転入力から非反転入力に移動することによって補償される。この補償はLEDの大きな感温性を利用しているが、他の諸実施形態ではサーミスタなどその他の帰還デバイスを使用することもできる。
図7は、本発明のシステムの機能ブロック図を示す。所望のミラー角度が70でサーボ制御器72(たとえばPID制御器や状態空間制御器など)に入力される。制御器72の出力は増幅器74に提供され、増幅器74は回転子軸79上のミラー78などの負荷を駆動する回転制御モータ76を制御する。反射型光変調器80は、回転子軸79のもう1つの部分上に位置し、LED光源82からの照明が変調器80から選択的に反射される。変調器80が回転するとき、基板84上の検出器領域が受けた照明は、図6の回路を含む検出器電子装置86に信号を提供する。信号90および92は、電流出力回路(図示せず)により、aおよびb電圧(VおよびV)またはaおよびb電流(IおよびI)として提供することができる。検出器電子装置はまた、LED光源82にLED電圧信号を、サーボ制御器72に帰還角度信号94を提供する。いくつかの諸実施形態においては、システムは単一のプリント回路板に集積することができる。帰還信号94は、雑音耐性およびサーボ制御器との適合性を得るために、VおよびVに比例した差信号としてもよい。
検出器アレイは、モノリシックデバイスで形成していてもよく、光源および電力線は検出器アレイに直接取り付けてもよい。この形状の検出器領域により、非直線性があってもそれを補償することが可能となる。検出器アレイおよび光源は共に、信号処理回路、増幅器回路、制御器回路、またはこれらの回路の組合せのいずれの傍に配置することもできる。この構造により、LEDパワートレースをモノリシック検出器アレイ上に直接印刷することも可能となる。したがって、本発明の様々な諸実施形態のシステムでは、位置変換器は(軸の周りに離散要素を配置するのではなく)回路製作技術を使用して形成されたモノリシック検出器アレイを含むことができるようになっている。この対向する反射性構造により、セグメントの優れた相対配置およびよく整合された活性区域を有するモノリシックアレイが可能となる。本発明の様々な諸実施形態のシステムにより、光源を直接検出器に取り付けることも可能となる。これにより、LEDの検出器アレイに対する配置が変わらないことが保証され、PC板上への容易な集積が可能となる。本発明により、短いワイヤボンドを使用して、PC板、検出器、および光源の回路接続を形成することができるようになる。
光源と検出器の間の遮光により、反射(変調)光だけが検出器セグメントに到達するようになり、それにより雑音が低減する。反射素子が鏡面反射性であるので、単一のLEDダイを使用することができ、それにより点光源に近似した光源が得られる。鏡面反射型変調器の使用はこの光源によく適している。反射および検出構成部品の構造は、3重であり、回転軸の周りに対称に位置し、それによって信号性能が改善され、機械的不整合に対する感応性が低減する。
補償のベースとしてLED電流(または図6の感温素子)を利用した温度補償も、提供される。検出器14上に位置する自己調節加熱器も、動作を安定させるために使用することができる。同一PC板上に変換器84、サーボ制御器72および増幅器74を含むシステムにより、効率的で経済的な製造および保守がもたらされる。集積された光源を伴うモノリシック検出器に隣接する反射型変調器を含む構造により、従来可能であったよりもより高いレベルの集積が可能になる。さらなる諸実施形態によれば、変調器または検出器アレイセグメントの形状も、非線形性をさらに補償するように形成することができる。システムは、クロストークを最小限に抑えるために検出器上にガードリングを含むこともできる。
本発明の位置変換器を使用する回転制限モータは、たとえば、プリント回路板(PCB)内にバイア(または穴)を作製するためのレーザ穴あけシステムに使用することができる。このようなシステムは、検流計をベースとする1対のX−Yスキャナ、PCBを移送するためのX−Yステージ、ならびにスキャナおよびレンズがカバーするフィールド内での回路板領域の並列処理をもたらす走査レンズを含むことができる。X−Yステージは、全体をカバーするのに必要な行と列に沿って回路板を移送する。回路板は、通常は走査フィールドよりもかなり大きい。
このような回転制限モータは、本発明のもう1つの実施形態によれば、多層穴あけシステムに使用することもできる。これらの動作は、1つまたは複数のレーザパルスが物体に対するビームの相対的な動きなしで有効スポット直径の範囲内の単一の穴を形成する、穴あけ(または衝撃式穴あけ)を含むこともあり、あるいは(穴あけ動作中にビームと物体の間の相対的な動きを伴う)トレパニングを含むこともある。トレパニング中に、スポット直径よりかなり大きい直径を有する穴が形成される。基板は、好ましくは円形にトレパニングされる複数のレーザパルスを使用して、基板の上面から基板の露出底面にレーザ穴あけされるが、楕円形や四角形など他のトレパニングパターンを使用してもよい。たとえば、レーザ焦点スポットの動きの1つのトレパニングパターンは、所望のバイアの中心からビームスポットがスタートし、次第に外側に螺旋運動してバイアの外径に至るものである。この時点で、ビームを、この特定のバイアに必要と判断される回転数だけバイアの中心の周りを周回させる。完了すると、焦点スポットを螺旋運動で中心に戻し、その後、次の指令を待つ。トレパニング速度は、一例として、毎秒3ミリメートルである。このような穴あけの適用例では、ビームの2点間の位置決めが迅速に行われ、この2点間の軌跡に関わらず整定時間が短くなることは、時に有利である。
穴あけシステム全体のスループットは、フィールド内の必要とする穴の数、穴のサイズ、ステージ速度など、多くの要因の影響を受けることがある。システムの処理能力の改善は、基板穴あけシステム内では一般に有用である可能性があり、そのような改善は、トレパニングまたは同様の動きが穴の形成に使用される基板穴あけシステムでは特に有利である可能性がある。上記に論じた回転制限モータは、電子パッケージ、半導体基板、および同様のワークピースなど、他の基板の穴あけに使用することもできる。
このような回転制限モータは、レーザを使用する基板マーキング、すなわち、基板の表側または裏側のいずれかにある、たとえば半導体やウェーハなどの、レーザマーキングに使用することもできる。レーザ(ダイオード励起の固体レーザなど)によって作製されるマークは、表側であれ裏側であれ、一次元または二次元マトリックスとして様々な業界基準に従って形成することができる。このようなシステムの性能は、少なくとも部分的には、マーキング速度、密度および品質に依存していることがあり、回転制限モータの性能を改善すると、マーキング速度、密度および品質が改善されることがある。あるフィールドにおけるマーキング速度は、たとえばmm/秒単位で測定したとき、レーザ反復速度、スポットサイズ、ならびにシステム内で使用される1つまたは複数のモータ(たとえば、低速および高速走査方向モータ)の速度の関数である。
さらなる諸実施形態によれば、本発明のシステムは、たとえば、パッケージのマーキングまたはトレー内のデバイス、あるいはその他の同様のワークピースなど、電子産業における他の高速マーキング適用例に提供することができる。
上記に論じた回転制限モータは、本発明のさらなる諸実施形態によれば、レーザ・トリミング・システムで使用することもできる。本発明の一実施形態また諸実施形態は、レーザ・トリミング・システムまたは基板微細加工システムで使用することもできる。たとえば、このようなシステムは、各デバイスが少なくとも1つの測定可能な特性(抵抗など)を有する、デバイスのアレイ(抵抗器など)を高速で精密に微細加工する方法を提供することができる。この方法は、a)測定可能な特性の値を変化させるようにアレイ内のデバイスを選択的に微細加工するステップと、b)選択的に微細加工するステップを中断するステップと、c)選択的に微細加工するステップを中断している間に、測定可能な特性の値が変化するようにアレイ内の少なくとも1つの他のデバイスを選択的に微細加工するステップと、d)中断された、デバイスの測定可能な特性が変化するように選択的に微細加工するステップを、その値が所望の範囲内に入るまで再開するステップとを含む。選択的に微細加工するステップのうちの少なくとも1つは、レーザビームを生成し、相対的に位置決めして、デバイス両端間で第1の走査パターン内を移動させるステップと、第2の走査パターンを第1の走査パターンに重ねるステップと、少なくとも1つのレーザパルスを用いて少なくとも1つのデバイスを照射するステップとを含むことができる。
本発明のもう1つの実施形態によれば、微細加工システムは、上記に論じた回転制限モータを使用して実施される第2のより低速の走査パターン上に重ねられた、音響光学偏向器を使用して実施される高速走査パターンを提供することができる。一般に、音響光学偏向器のアクセス時間または帰線時間は、数十マイクロ秒程度である。いくつかの諸実施形態においては、モータ速度の改善は、直接トリミング速度の改善をもたらす。
本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、上記に開示された諸実施形態に数多くの変更および変形を加えることができることが当業者には理解されよう。

Claims (20)

  1. 回転制限モータ用の位置変換器システムであって、
    前記回転制限モータの回転子とともに回転する照明反射器に照明を向ける照明源と、
    前記照明源に隣接し、前記照明反射器からの変調された反射照明を受ける複数の検出器区域と、を備える位置変換器システム。
  2. 請求項1に記載の位置変換器システムにおいて、前記照明源が、単一のLED光源を含む位置変換器システム。
  3. 請求項1に記載の位置変換器システムにおいて、前記照明反射器が、交互鏡面反射照明吸収領域を含む、位置変換器システム。
  4. 請求項3に記載の位置変換器システムにおいて、前記照明反射器が、3組の鏡面反射領域と3組の吸収領域を含む、位置変換器システム。
  5. 請求項1に記載の位置変換器システムにおいて、前記複数の検出器区域が、複数対の相補隣接検出器領域を含む、位置変換器システム。
  6. 請求項5に記載の位置変換器システムにおいて、前記複数の検出器区域が、3対の相補隣接検出器領域を含み、前記各検出器領域の出力が平均されて相対位置情報を与える、位置変換器システム。
  7. 請求項1に記載の位置変換器システムにおいて、前記照明源が、前記照明源を囲む前記複数の検出器区域とほぼ同一面にある位置変換器システム。
  8. 請求項1に記載の位置変換器システムにおいて、走査システムに結合されている位置変換器システム。
  9. 請求項1に記載の位置変換器システムにおいて、レーザ穴あけシステムに結合されている位置変換器システム。
  10. 請求項1に記載の位置変換器システムにおいて、レーザ・マーキング・システムに結合されている位置変換器システム。
  11. 請求項1に記載の位置変換器システムにおいて、基板機械加工システムに結合されている位置変換器システム。
  12. 請求項1に記載の位置変換器システムにおいて、レーザ・トリミング・システムに結合されている位置変換器システム。
  13. 回転制限モータ用の位置変換器システムであって、
    前記回転制限モータの回転子とともに回転する照明反射器に照明を向ける照明源と、
    前記照明源とほぼ同一面にあり前記照明源を囲みかつ前記照明反射器からの変調された反射照明を受ける複数組の機能的に相補な検出器区域対と、
    を備える位置変換器システム。
  14. 請求項13に記載の位置変換器システムにおいて、前記複数組の機能的に相補な検出器区域対が、複数組の検出器区域の各対の第1検出器出力の平均を表す第1平均出力信号を提供し、複数組の検出器区域の各対の第2検出器出力の平均を表す第2平均出力信号を提供する出力回路に結合される、位置変換器システム。
  15. 請求項13に記載の位置変換器システムにおいて、前記照明反射器が、3つの相互に離隔された鏡面反射面を含み、前記複数組の機能的に相補な検出器区域対が、3対の検出器区域を含む位置変換器システム。
  16. 請求項13に記載の位置変換器システムにおいて、走査システムに結合される位置変換器システム。
  17. 回転制限モータシステム内で相対位置信号を提供する方法であって、照明源からの照明を前記回転制限モータの回転子とともに回転する照明反射器に向けるステップと、前記照明源とほぼ同一面にあり前記照明源を囲む複数組の機能的に相補な検出器区域対において前記照明反射器からの変調反射照明を受けるステップとを含む方法。
  18. 請求項17に記載の方法において、複数組の検出器区域の各対の第1検出器出力の平均を表す第1平均出力信号を提供するステップをさらに含む方法。
  19. 請求項18に記載の方法において、複数組の検出器区域の各対の第2検出器出力の平均を代表する第2平均出力信号を提供するステップをさらに含む方法。
  20. 請求項17に記載の方法において、第1平均出力信号および第2平均出力信号に応答するミラー位置制御信号を調整するステップをさらに含む方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010181181A (ja) * 2009-02-03 2010-08-19 Canon Inc スケール、それを有する変位検出装置、及びそれを有する撮像装置
JP2013113660A (ja) * 2011-11-28 2013-06-10 Yaskawa Electric Corp サーボモータ
WO2014065404A1 (ja) 2012-10-26 2014-05-01 シチズン千葉精密株式会社 位置変換器
JP2017181475A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 シチズン時計株式会社 位置変換器
WO2021182471A1 (ja) 2020-03-12 2021-09-16 シチズン千葉精密株式会社 位置変換器、および位置変換器の製造方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7763005B2 (en) 2006-03-02 2010-07-27 Covidien Ag Method for using a pump set having secure loading features
US20080147008A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-19 Tyco Healthcare Group Lp Optical detection of medical pump rotor position
US8508726B2 (en) 2007-01-23 2013-08-13 William R. Benner, Jr. Rotary position detector and associated methods
US7688432B1 (en) 2007-01-23 2010-03-30 Benner Jr William R Rotary position detector and associated methods
US7940380B1 (en) * 2007-01-23 2011-05-10 Benner Jr William R Rotary position detector and associated methods
JP5160360B2 (ja) * 2008-09-30 2013-03-13 オリンパス株式会社 エンコーダ
US8395111B2 (en) * 2010-03-31 2013-03-12 Nxp B.V. Optical system and method for detecting rotation of an object
US9724055B2 (en) * 2014-03-07 2017-08-08 Elwha Llc Systems, devices, and methods for lowering dental x-ray dosage including feedback sensors
US11512985B2 (en) 2014-05-12 2022-11-29 Phaedrus, Llc Control system and method for detecting a position of a movable object
WO2015175399A1 (en) * 2014-05-12 2015-11-19 Phaedrus, Llc Detecting position of movable object in a device
US10539433B2 (en) * 2015-08-17 2020-01-21 Pangolin Laser Systems, Inc. Light detector employing trapezoidal chips and associated methods
WO2020083502A1 (en) * 2018-10-26 2020-04-30 KRUSEMARK, Steven Wayne Rotary position detector
WO2025085586A1 (en) * 2023-10-17 2025-04-24 Novanta Corporation Systems and methods for vibration reduction in encoder-based galvanometers

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0555069U (ja) * 1991-12-25 1993-07-23 松下電器産業株式会社 回転体の回転速度検出装置
US5235180A (en) * 1992-03-05 1993-08-10 General Scanning, Inc. Rotary motor having an angular position transducer and galvanometer scanning system employing such motor
JP2002048602A (ja) * 2000-08-01 2002-02-15 Olympus Optical Co Ltd 光学式エンコーダー
JP2004340929A (ja) * 2003-04-21 2004-12-02 Mitsubishi Electric Corp 光学式ロータリーエンコーダ
US20050274878A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-15 Andrew Goldman Encoder scale error compensation employing comparison among multiple detectors

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2534505A (en) * 1944-12-15 1950-12-19 Honeywell Regulator Co Capacity pickup follow-up system
US3392283A (en) * 1964-05-25 1968-07-09 Ibm Torqueless coupler having annular photoresponsive method
US3480788A (en) * 1966-04-07 1969-11-25 John Dante Barbieri Resolving compass utilizing photo-potentiometers
US3938890A (en) * 1974-10-15 1976-02-17 Flavell Evan R Torque transducer utilizing differential optical sensing
US3983391A (en) * 1975-05-21 1976-09-28 Itek Corporation Optical encoder of the reflective type
US3970979A (en) * 1975-07-02 1976-07-20 General Scanning Inc. Limited rotation motor with velocity sensing system
US4056722A (en) * 1976-09-29 1977-11-01 Dictaphone Corporation Shaft position sensor
JPS5399970A (en) * 1977-02-14 1978-08-31 Nippon Gakki Seizo Kk Rotating angle detector
US4142144A (en) * 1977-11-07 1979-02-27 General Scanning, Inc. Position detector
FR2420144A1 (fr) * 1978-03-14 1979-10-12 Thomson Csf Systeme de detection optoelectrique et de localisation angulaire d'un objet lumineux
SE414082B (sv) 1978-10-12 1980-07-07 Asea Ab Fiberoptiskt metdon
US4528448A (en) * 1982-05-13 1985-07-09 Benson, Inc. Plane linear grating for optically encoding information
GB8325921D0 (en) * 1983-09-28 1983-11-02 Marconi Avionics Optical method of measuring displacement
US4587513A (en) * 1984-06-25 1986-05-06 Energy Innovations, Inc. Noncontact shaft angle detector
JPH0421069Y2 (ja) * 1985-09-30 1992-05-14
JPH0758176B2 (ja) 1986-07-24 1995-06-21 株式会社日平トヤマ 角度変位センサ−
US4694235A (en) * 1986-08-01 1987-09-15 General Scanning, Inc. Capacitive position sensor
US4864295A (en) * 1988-06-30 1989-09-05 Cambridge Technology, Inc. Capacitance sensing system using multiple capacitances to sense rotary motion
US5099386A (en) * 1990-09-20 1992-03-24 General Scanning, Inc. Variable-capacitance position transducing
US5225770A (en) * 1991-02-25 1993-07-06 General Scanning, Inc. Moving magnet galvanometers having a varied density winding distribution coil for a desired performance characteristic
US5392146A (en) * 1993-01-25 1995-02-21 Motorola, Inc. Optical rotary control device
US5671043A (en) * 1995-10-03 1997-09-23 Cambridge Technology, Inc. Optical position detector for determining the angular position of a rotatable element
US5844673A (en) * 1998-04-17 1998-12-01 Cambridge Technology, Inc. Axial led position detector for determining the angular position of a rotatable element
US6713756B2 (en) * 2000-05-09 2004-03-30 Olympus Corporation Optical encoder and optical rotary encoder
WO2001096816A1 (en) 2000-06-15 2001-12-20 Scanlab Ag A position detector for a scanning device
US6356045B1 (en) * 2000-07-17 2002-03-12 Otari Inc. Operating knob device and electronic equipment including the same
JP4021382B2 (ja) * 2003-07-28 2007-12-12 オリンパス株式会社 光学式エンコーダ及びその製造方法並びに光学レンズモジュール
US7265336B2 (en) * 2003-12-01 2007-09-04 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Encoder utilizing a reflective cylindrical surface
US7182258B2 (en) * 2004-11-10 2007-02-27 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd Enhanced reflective optical encoder
US7469839B2 (en) * 2005-09-14 2008-12-30 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Reflective optical encoder

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0555069U (ja) * 1991-12-25 1993-07-23 松下電器産業株式会社 回転体の回転速度検出装置
US5235180A (en) * 1992-03-05 1993-08-10 General Scanning, Inc. Rotary motor having an angular position transducer and galvanometer scanning system employing such motor
JP2002048602A (ja) * 2000-08-01 2002-02-15 Olympus Optical Co Ltd 光学式エンコーダー
JP2004340929A (ja) * 2003-04-21 2004-12-02 Mitsubishi Electric Corp 光学式ロータリーエンコーダ
US20050274878A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-15 Andrew Goldman Encoder scale error compensation employing comparison among multiple detectors

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010181181A (ja) * 2009-02-03 2010-08-19 Canon Inc スケール、それを有する変位検出装置、及びそれを有する撮像装置
US8488131B2 (en) 2009-02-03 2013-07-16 Canon Kabushiki Kaisha Scale, displacement detection apparatus provided with the same, and imaging apparatus provided with the same
JP2013113660A (ja) * 2011-11-28 2013-06-10 Yaskawa Electric Corp サーボモータ
WO2014065404A1 (ja) 2012-10-26 2014-05-01 シチズン千葉精密株式会社 位置変換器
US9097561B2 (en) 2012-10-26 2015-08-04 Citizen Chiba Precision Co., Ltd. Position transducer
JP2017181475A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 シチズン時計株式会社 位置変換器
WO2021182471A1 (ja) 2020-03-12 2021-09-16 シチズン千葉精密株式会社 位置変換器、および位置変換器の製造方法
US11733069B2 (en) 2020-03-12 2023-08-22 Citizen Chiba Precision Co., Ltd. Position transducer and method for manufacturing the same comprising a pair of photodiodes surround the entirety of a predetermined region and have an annular shape

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Publication number Publication date
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