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JPH11108694A - Optical encoder and lens barrel - Google Patents

Optical encoder and lens barrel

Info

Publication number
JPH11108694A
JPH11108694A JP9272467A JP27246797A JPH11108694A JP H11108694 A JPH11108694 A JP H11108694A JP 9272467 A JP9272467 A JP 9272467A JP 27246797 A JP27246797 A JP 27246797A JP H11108694 A JPH11108694 A JP H11108694A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
scale
cylinder
optical encoder
cylindrical surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9272467A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Kanbayashi
秀樹 神林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP9272467A priority Critical patent/JPH11108694A/en
Publication of JPH11108694A publication Critical patent/JPH11108694A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical encoder capable of maintaining a fixed detection precision regardless of an attaching error and secular change. SOLUTION: This optical encoder is provided with a light-emitting means 1, a first scale 2 for forming measurement light irradiated by the light-emitting means 1 to bright and dark stripe light? by a refracting action, a second scale 3 for partially transmitting the bright and dark stripe light, a light receiving means 4 for photoelectrically converting the bright and dark stripe light transmitted through the second scale 3, a first cylinder 5 arranged while being provided with the light-emitting means 1 or the light receiving means 4 inside and a second cylinder 6 arranged while being provided with the first cylinder 5 inside. In this case, at least one of the two cylinders 5 and 6 is turnable with the cylindrical axis as a center, the first scale 2 is formed on the cylindrical surface of the cylinder closer to the light-emitting means 1 of the two cylinders 5 and 6 and the second scale 3 is formed on the cylindrical surface of the cylinder closer to the light receiving means 4 of the two cylinders 5 and 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学式エンコーダ
に関し、特に、スケールを円筒面状に形成した光学式エ
ンコーダと、そのエンコーダを有するレンズ鏡筒とに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical encoder, and more particularly to an optical encoder having a scale formed in a cylindrical surface and a lens barrel having the encoder.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、測長、測角用の光学式エンコー
ダとして、リニアエンコーダ、ロータリエンコーダが知
られている。通常、光学式エンコーダは2枚のスケール
と、それを挟んで光源と受光素子とが配置される構成に
なっている。
2. Description of the Related Art In general, a linear encoder and a rotary encoder are known as optical encoders for length measurement and angle measurement. Normally, the optical encoder has a configuration in which two scales, and a light source and a light receiving element are arranged with the scales interposed therebetween.

【0003】2枚のスケールのうち、被測定物としての
移動体または回転体に取り付けられ、被測定物と一体と
なって動くスケールをメインスケールと呼び、メインス
ケールに対向して、所定位置に固定されるスケールをイ
ンデックススケールと呼ぶ。
[0003] Of the two scales, a scale attached to a moving or rotating body as an object to be measured and moving integrally with the object to be measured is called a main scale. The fixed scale is called an index scale.

【0004】メインスケールおよびインデックススケー
ルには、格子(スリット)が各々一定間隔に刻まれてお
り、メインスケールがインデックススケールに対して相
対的に移動すると、両スケールを透過する測定光の光量
が変化する。この光量の変化からメインスケールの移動
量、すなわち被測定物の変位量が検出される。光学式エ
ンコーダを利用した一例として、カメラのオートフォー
カス制御に用いた光学式エンコーダについて図11を参
照して説明する。なお、図中のハッチングは、後述する
固定筒60とエンコーダ保持部材72とを特定するため
に施している。
On the main scale and the index scale, gratings (slits) are engraved at regular intervals. When the main scale moves relative to the index scale, the amount of measurement light passing through both scales changes. I do. The amount of movement of the main scale, that is, the amount of displacement of the measured object is detected from the change in the amount of light. As one example using an optical encoder, an optical encoder used for autofocus control of a camera will be described with reference to FIG. The hatching in the figure is given to identify a fixed cylinder 60 and an encoder holding member 72 described later.

【0005】図11において、カメラボディ51とレン
ズ鏡筒52とは、カメラボディ側バヨネットマウント5
3a、レンズ鏡筒側バヨネットマウント53bによって
着脱可能に結合される。バヨネットマウント53aの近
傍にはカメラボディ側電気接点54a、レンズ鏡筒側電
気接点54bが複数設けられており、カメラボディ51
とレンズ鏡筒52とが結合されると、電気接点54aと
電気接点54bとが接触し、カメラボディ51とレンズ
鏡筒52との間でレンズ情報等の電気信号の伝達が行わ
れる。
In FIG. 11, a camera body 51 and a lens barrel 52 are connected to a camera body side bayonet mount 5.
3a, detachably coupled by a lens barrel side bayonet mount 53b. A plurality of camera body side electrical contacts 54a and a plurality of lens barrel side electrical contacts 54b are provided near the bayonet mount 53a.
When the lens barrel 52 and the lens barrel 52 are coupled, the electrical contacts 54a and 54b come into contact with each other, and an electrical signal such as lens information is transmitted between the camera body 51 and the lens barrel 52.

【0006】カメラボディ51内部には、カメラボディ
51およびレンズ鏡筒52の動作制御を行うCPU55
と、CPU55の指示によりAF制御、ズーム制御など
のレンズ動作制御等を行う制御回路56が配置される。
制御回路56は、電気接点54a、54bを介してレン
ズ鏡筒52と接続される。さらに、カメラボディ51内
部には電源57が搭載されており、制御回路56を経由
して、レンズ鏡筒52に電力が供給される。この電力供
給や、信号の伝達は、例えば、フレキシブルプリント基
板等によって行われる。
A CPU 55 for controlling the operation of the camera body 51 and the lens barrel 52 is provided inside the camera body 51.
And a control circuit 56 for performing lens operation control such as AF control and zoom control in accordance with an instruction from the CPU 55.
The control circuit 56 is connected to the lens barrel 52 via electrical contacts 54a and 54b. Further, a power supply 57 is mounted inside the camera body 51, and power is supplied to the lens barrel 52 via a control circuit 56. The power supply and signal transmission are performed by, for example, a flexible printed circuit board.

【0007】一方、レンズ鏡筒52には、撮影用レンズ
58が配置される。通常、撮影レンズ58は複数枚、複
数群により構成されるが、説明を簡略化するため、ここ
では一枚のレンズのみを示す。
On the other hand, a photographing lens 58 is arranged in the lens barrel 52. Normally, the photographing lens 58 is composed of a plurality of lenses and a plurality of groups, but for simplification of description, only one lens is shown here.

【0008】撮影用レンズ58は、移動枠59に固定保
持され、移動枠59は固定筒60の内周に摺動可能に嵌
合されている。固定筒60の外周には、回転筒61が回
転自在に嵌合されており、回転筒61の外周の一部には
ギヤ部62が配置されている。レンズ鏡筒52内部に
は、モータ63が設置され、モータ63の回転軸に固定
されたギヤ64が、ギヤ部62と噛合し、駆動力を伝達
して回転筒61を回転駆動する。
The photographing lens 58 is fixedly held by a moving frame 59, and the moving frame 59 is slidably fitted on the inner periphery of a fixed cylinder 60. A rotating cylinder 61 is rotatably fitted on the outer periphery of the fixed cylinder 60, and a gear portion 62 is disposed on a part of the outer periphery of the rotating cylinder 61. A motor 63 is provided inside the lens barrel 52, and a gear 64 fixed to a rotating shaft of the motor 63 meshes with the gear portion 62 to transmit a driving force to rotate the rotating barrel 61.

【0009】一方、移動枠59にはピン65が立てら
れ、固定筒60に設けられた直進溝66と、回転筒61
に設けられたカム溝67とに係合するように配置されて
いる。これにより、モータ63によって回転筒61が回
転すると、移動枠59とともに撮影用レンズ58はレン
ズ光軸方向に移動する。また、レンズ鏡筒52内部に
は、撮影用レンズ58の光軸方向の移動量を検出するた
めのエンコーダが設けられている。このエンコーダは、
発光素子68(例えば、赤外光を発光するLEDなど)
と、回転筒61の側面(円筒面)に対して垂直に設けら
れたメインスケール69と、固定筒60の円筒面に対し
て垂直に設けられたインデックススケール70と、受光
素子71(例えば、入射光量に応じた光電流を出力する
シリコンフォトダイオード)とから構成される。
On the other hand, a pin 65 is erected on the moving frame 59, and a rectilinear groove 66 provided in the fixed cylinder 60 is
Are arranged so as to be engaged with the cam groove 67 provided in the first groove. Thus, when the rotating cylinder 61 is rotated by the motor 63, the photographing lens 58 moves in the lens optical axis direction together with the moving frame 59. An encoder for detecting the amount of movement of the photographing lens 58 in the optical axis direction is provided inside the lens barrel 52. This encoder is
Light emitting element 68 (for example, an LED that emits infrared light)
A main scale 69 provided perpendicular to the side surface (cylindrical surface) of the rotary cylinder 61; an index scale 70 provided perpendicular to the cylindrical surface of the fixed cylinder 60; A silicon photodiode that outputs a photocurrent according to the amount of light.

【0010】図12に示すように、メインスケール69
は円環状または円弧状とし、メインスケール69および
インデックススケール70の格子は、格子の延長線が円
環または円弧の中心を通り、径の外側に行くほど格子の
間隔が広くなるような放射状の格子形状となっている。
この格子の面が、回転軸(撮影用レンズ58の光軸)に
対して垂直の平面に含まれるように構成される。
[0010] As shown in FIG.
Is an annular or circular arc, and the lattice of the main scale 69 and the index scale 70 is a radial lattice such that the extension of the lattice passes through the center of the circular ring or arc and the distance between the lattices increases toward the outside of the diameter. It has a shape.
The plane of the grating is configured to be included in a plane perpendicular to the rotation axis (the optical axis of the imaging lens 58).

【0011】発光素子68と受光素子71とは、エンコ
ーダ保持部材72に固定されており、エンコーダ保持部
材72は、固定筒60に取り付けられたL字状の板73
に、ビス74により固定されている。このような構成に
おいて、モータ63によってギヤ部62および回転筒6
1が回転すると、固定筒60に切られた直進溝66に沿
って、移動枠59および撮影用レンズ58が光軸方向に
移動する。エンコーダは、回転筒61の回転量(メイン
スケール69の回転量)を検出することで、撮影用レン
ズ58の移動量を検出する。
The light emitting element 68 and the light receiving element 71 are fixed to an encoder holding member 72, and the encoder holding member 72 is an L-shaped plate 73 attached to the fixed cylinder 60.
Are fixed by screws 74. In such a configuration, the gear 63 and the rotating cylinder 6 are driven by the motor 63.
When 1 rotates, the moving frame 59 and the imaging lens 58 move in the optical axis direction along the rectilinear groove 66 cut by the fixed cylinder 60. The encoder detects the amount of movement of the photographing lens 58 by detecting the amount of rotation of the rotating cylinder 61 (the amount of rotation of the main scale 69).

【0012】ところで、このような光学式エンコーダで
は、メインスケール69とインデックススケール70と
に位置ずれが生じると出力信号が変動し、移動量検出に
誤差が発生してしまう。このため、メインスケール69
とインデックススケール70との間隔(以下、「ギャッ
プ」という)を一定間隔に保つことが必要となる。メイ
ンスケール69の光軸方向の動きは、固定筒60に立て
られたピン80と回転筒61の円周方向に切られた円周
溝81との係合部分で拘束されている。通常、この部分
は、撮影用レンズ58の移動量を高精度に保つために、
ピン80は移動可能ながらも、メインスケール69の光
軸方向のがたつきは必要最小限に抑制されている。しか
しながら、実際には、がたつきが多少なりとも存在する
ため、ギャップの変動がわずかながら発生してしまう。
さらに、メインスケール69からインデックススケール
70に至るまでの間に介在している部品は、回転筒6
1、ピン80、固定筒60、板73、エンコーダ保持部
材72と5点あり、それぞれの部品の寸法公差、取り付
け精度をすべて足しあわせると、無調整のまま組み立て
たときのギャップの精度は、エンコーダとして機能する
のに必要な許容範囲を越えてしまう。このため、板73
とエンコーダ保持部材72との間を光軸方向に移動可能
とし、ギャップが許容範囲内に入ったところでビス74
で両者を固定してギャップを調整するという調整工程が
必要になる。
By the way, in such an optical encoder, when a displacement occurs between the main scale 69 and the index scale 70, the output signal fluctuates, and an error occurs in the detection of the movement amount. Therefore, the main scale 69
It is necessary to keep the interval between the index scale 70 and the index scale 70 (hereinafter, referred to as “gap”) at a constant interval. The movement of the main scale 69 in the optical axis direction is restricted by an engaging portion between a pin 80 set on the fixed cylinder 60 and a circumferential groove 81 cut in the circumferential direction of the rotary cylinder 61. Usually, this portion is used to maintain the moving amount of the photographing lens 58 with high accuracy.
Although the pin 80 is movable, the backlash in the optical axis direction of the main scale 69 is suppressed to a necessary minimum. However, in practice, slight fluctuations in the gap occur because there is some backlash.
Further, the components interposed between the main scale 69 and the index scale 70 are the rotating cylinder 6
1, the pin 80, the fixed cylinder 60, the plate 73, and the encoder holding member 72. There are five points. When all the dimensional tolerances and mounting accuracy of each component are added together, the accuracy of the gap when assembled without adjustment is equal to the encoder. Exceeds the allowable range required to function. For this reason, the plate 73
And the encoder holding member 72 can be moved in the direction of the optical axis.
Thus, an adjustment step of fixing the two and adjusting the gap is required.

【0013】また、別の従来例としてこのギャップ調整
の工程を省略するエンコーダが、特開平3−19782
0号公報により提案されている。このエンコーダでは、
メインスケールとインデックススケールとを、格子の刻
まれた部分と、この格子部より突出した突起部とを一体
的にアクリル材料でモールド成形し、メインスケールの
突起部にインデックススケールの突起部をバネで押しつ
けて接触させ、メインスケールの運動時には、突起部同
士が摺動するように構成している。これにより、ギャッ
プを常時、一定間隔に保つことができる。
[0013] As another conventional example, an encoder in which the step of adjusting the gap is omitted is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 3-19782.
No. 0 proposes this. In this encoder,
The main scale and the index scale are molded integrally with the engraved part of the lattice and the protrusion protruding from this lattice part using an acrylic material, and the protrusion of the index scale is formed on the protrusion of the main scale with a spring. When the main scale is moved, the protrusions slide against each other when the main scale is moved. Thereby, the gap can be always maintained at a constant interval.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
2つのエンコーダにおいては、メインスケールは径の外
側に行くほど格子の間隔が広くなるような放射状の格子
形状であることから、円筒状の回転物体の回転軸と、メ
インスケールの放射状の格子の中心とがずれると、受光
素子からの出力信号の振幅が低下し、検出精度が低下す
るいう問題点がある。以下、このようなずれを「シフ
ト」と呼ぶ。このシフトは、メインスケールの取り付け
時の偏心やインデックススケールの取り付け誤差によっ
て生じる。
However, in the two encoders described above, the main scale has a radial grid shape in which the grid interval becomes wider toward the outside of the diameter. If the rotation axis is displaced from the center of the radial grating of the main scale, the amplitude of the output signal from the light receiving element decreases, and the detection accuracy decreases. Hereinafter, such a shift is referred to as a “shift”. This shift is caused by the eccentricity at the time of mounting the main scale and the mounting error of the index scale.

【0015】このシフトについて、図面を参照して説明
する。図13(1)は、シフトがない状態で、図13(2)
はシフトがある状態を示す。また、ハッチング部分は光
が通らない部分を示し、ハッチングのない部分は光が通
る部分を示している。図13(1)(2)は、メインスケー
ル69、インデックススケール70を透過する光量が最
も多い状態(すなわち光の通る部分の面積が最も大きい
状態)を示している。図13(1)と比較して図13(2)
の状態では、光の通る部分の面積が小さくなる。インデ
ックススケール70が、上方向にシフトしているため、
格子の中央部については光量の変動はないが、周辺部で
は格子が傾いているため透過部分が制限されてしまい、
透過光量が減少する。これにより、受光素子からの出力
信号の振幅が低下し、エンコーダによる移動量の検出精
度の低下、さらには測定不能となるおそれがある。
This shift will be described with reference to the drawings. FIG. 13A shows a state without a shift, and FIG.
Indicates that there is a shift. A hatched portion indicates a portion through which light does not pass, and a portion without hatching indicates a portion through which light passes. FIGS. 13A and 13B show a state where the amount of light transmitted through the main scale 69 and the index scale 70 is the largest (that is, the area of a portion through which the light passes is the largest). FIG. 13 (2) in comparison with FIG. 13 (1)
In the state (1), the area of a portion through which light passes becomes small. Since the index scale 70 is shifted upward,
There is no change in the amount of light at the center of the grating, but at the periphery the grating is tilted, which limits the transmission part,
The amount of transmitted light decreases. As a result, the amplitude of the output signal from the light receiving element may be reduced, and the detection accuracy of the movement amount by the encoder may be reduced, and the measurement may not be possible.

【0016】また、特開平3−197820号公報のエ
ンコーダでは、ギャップを精度良く一定間隔に保つこと
ができるが、メインスケールとインデックススケールと
を摺動させていることから、摺動面の摩耗による経時変
化が起こり、検出精度が悪化した。また、摩擦力による
駆動源にかかる負荷が増大するため、より大きな駆動力
が必要となった。
In the encoder disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-197820, the gap can be accurately maintained at a constant interval. However, since the main scale and the index scale are slid, the wear caused by the abrasion of the sliding surface is caused. Changes over time occurred, and the detection accuracy deteriorated. Further, since the load on the drive source due to the frictional force increases, a larger drive force is required.

【0017】そこで、請求項1、2に記載の発明は、上
述の問題点を解決するために、取り付け誤差や経時変化
にかかわらず、検出精度を一定に維持することができる
光学式エンコーダを提供することを目的とする。また、
請求項3、4に記載の発明は、スケールの反りやうねり
による検出精度低下の影響を排除することができる光学
式エンコーダを提供することを目的とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the inventions according to the first and second aspects of the present invention provide an optical encoder capable of maintaining a constant detection accuracy irrespective of a mounting error or a change with time. The purpose is to do. Also,
It is an object of the present invention to provide an optical encoder that can eliminate the influence of a decrease in detection accuracy due to warpage or undulation of a scale.

【0018】また、請求項5に記載の発明は、簡易な構
成で実現することができる光学式エンコーダを提供する
ことを目的とする。また、請求項6に記載の発明は、上
述の光学式エンコーダを搭載したレンズ鏡筒を提供する
ことを目的とする。
Another object of the present invention is to provide an optical encoder which can be realized with a simple configuration. Another object of the present invention is to provide a lens barrel equipped with the above-described optical encoder.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】図1は、請求項1に記載
の発明の原理ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the first aspect of the present invention.

【0020】請求項1に記載の発明は、測定光を照射す
る発光手段1と、発光手段1により照射される測定光
を、部分的に透過することによって明暗縞光に成形す
る、または屈折作用による重畳もしくは集光によって明
暗縞光に成形する第1のスケール2と、明暗縞光が入射
する位置に配置され、かつ該明暗縞光を部分的に透過す
る第2のスケール3と、第2のスケール3を透過した明
暗縞光を光電変換する受光手段4とを備えた光学式エン
コーダにおいて、発光手段1または受光手段4を内部に
含んで配置される第1の円筒5と、第1の円筒5を内部
に含んで配置される第2の円筒6とを備え、2つの円筒
の少なくとも一方はその円筒軸を中心に回動可能であ
り、第1のスケール2は、2つの円筒のうち発光手段1
に近い円筒に円筒面状に形成され、第2のスケール3
は、2つの円筒のうち受光手段4に近い円筒に円筒面状
に形成されることを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, the light emitting means 1 for irradiating the measuring light, and the measuring light irradiated by the light emitting means 1 is partially transmitted to form a light-dark stripe light or a refraction action. A second scale 3 arranged at a position where the light and dark fringe light is incident and partially transmitting the light and dark fringe light; A light receiving means 4 for photoelectrically converting light and dark fringe light transmitted through the scale 3 of the first embodiment, a first cylinder 5 having the light emitting means 1 or the light receiving means 4 disposed therein, A second cylinder 6 that includes the cylinder 5 therein, at least one of the two cylinders is rotatable about its cylinder axis, and the first scale 2 is formed of the two cylinders. Light emitting means 1
The second scale 3 is formed in a cylindrical shape in a cylinder close to
Are characterized by being formed in a cylindrical shape in a cylinder close to the light receiving means 4 among the two cylinders.

【0021】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の光学式エンコーダにおいて、回動可能な円筒に形成さ
れるスケールは、該円筒と同心の円筒面状に湾曲してい
ることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the optical encoder according to the first aspect, the scale formed in the rotatable cylinder is curved in a cylindrical shape concentric with the cylinder. Features.

【0022】請求項3に記載の発明は、請求項1または
請求項2に記載の光学式エンコーダにおいて、第1のス
ケール2本体は、発光手段1に近い円筒の円筒面に当接
して配置され、第1のスケール2本体を円筒面に圧着す
る弾性部材7を備えて構成する。請求項4に記載の発明
は、請求項1または請求項2に記載の光学式エンコーダ
において、第2のスケール3本体は、受光手段4に近い
円筒の円筒面に当接して配置され、第2のスケール3本
体を円筒面に圧着する弾性部材7を備えて構成する。
According to a third aspect of the present invention, in the optical encoder according to the first or second aspect, the first scale 2 main body is arranged in contact with a cylindrical surface of the cylinder close to the light emitting means 1. And an elastic member 7 for pressing the first scale 2 main body against the cylindrical surface. According to a fourth aspect of the present invention, in the optical encoder according to the first or second aspect, the second scale 3 main body is disposed in contact with a cylindrical surface of the cylinder close to the light receiving means 4, And an elastic member 7 for pressing the main body of the scale 3 to a cylindrical surface.

【0023】請求項5に記載の発明は、請求項1ないし
請求項4のいずれか1項に記載の光学式エンコーダにお
いて、発光手段1は、インコヒーレントな光源であるこ
とを特徴とする。請求項6に記載の発明は、請求項1な
いし請求項5のいずれか1項に記載の光学式エンコーダ
を有するレンズ鏡筒であって、第1の円筒5および第2
の円筒6は、レンズ鏡筒内部に配置され、第1の円筒5
内部に収納される撮影レンズ8と、第1の円筒5と第2
の円筒6との相対的な回転運動に連動して、撮影レンズ
8を駆動するレンズ駆動機構9とを備えて構成する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the optical encoder according to any one of the first to fourth aspects, the light emitting means 1 is an incoherent light source. According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a lens barrel having the optical encoder according to any one of the first to fifth aspects, wherein the first cylinder and the second cylinder are provided.
Of the first cylinder 5 is disposed inside the lens barrel.
The taking lens 8 housed inside, the first cylinder 5 and the second
And a lens driving mechanism 9 for driving the photographing lens 8 in conjunction with the relative rotational movement of the lens 6 with respect to the cylinder 6.

【0024】(作用)請求項1に記載の光学式エンコー
ダでは、第2の円筒6の内部に、第1の円筒5が配置さ
れ、第1の円筒5の内部に、発光手段1または受光手段
4が配置される。第1の円筒5と第2の円筒6との少な
くとも一方は、その回転軸を中心に回動自在である。さ
らに、2つの円筒面には、各々スケールが円筒面状に湾
曲して形成されている。これにより、第1の円筒5と第
2の円筒6との相対的な回転量を検出することができ
る。なお、第1の円筒5および第2の円筒6は、完全な
円筒体である必要はなく、エンコーダとして機能すれ
ば、円筒面の一部が欠落していても構わない。
(Operation) In the optical encoder according to the first aspect, the first cylinder 5 is disposed inside the second cylinder 6, and the light emitting means 1 or the light receiving means is provided inside the first cylinder 5. 4 are arranged. At least one of the first cylinder 5 and the second cylinder 6 is rotatable about its rotation axis. Further, the scale is formed on each of the two cylindrical surfaces so as to be curved in a cylindrical shape. Thereby, the relative rotation amount between the first cylinder 5 and the second cylinder 6 can be detected. Note that the first cylinder 5 and the second cylinder 6 do not need to be complete cylinders, and may function as an encoder without any part of the cylinder surface.

【0025】請求項2に記載の光学式エンコーダでは、
回動可能な円筒に形成されるスケールは、その円筒と同
心の円筒面状に湾曲している。これにより、円筒が回動
しても、受光手段4には、常に明暗縞光が適正に入射す
る。なお、このときスケールは、円筒と同じ曲率で湾曲
する必要はない。請求項3に記載の光学式エンコーダで
は、第1のスケール2本体は、発光手段1に近い円筒の
円筒面に当接して配置されており、この状態で、弾性部
材7は、第1のスケール2本体を円筒面に沿って圧着し
ている。
In the optical encoder according to the second aspect,
The scale formed in the rotatable cylinder is curved in a cylindrical surface concentric with the cylinder. Thus, even if the cylinder rotates, the light and dark stripe light always enters the light receiving means 4 properly. At this time, the scale does not need to be curved with the same curvature as the cylinder. In the optical encoder according to the third aspect, the first scale 2 main body is disposed in contact with the cylindrical surface of the cylinder close to the light emitting means 1, and in this state, the elastic member 7 is connected to the first scale. The two main bodies are crimped along a cylindrical surface.

【0026】請求項4に記載の光学式エンコーダでは、
第2のスケール3本体は、受光手段4に近い円筒の円筒
面に当接して配置されており、この状態で、弾性部材7
は、第2のスケール3本体を円筒面に沿って圧着してい
る。請求項5に記載の光学式エンコーダでは、発光手段
1は、インコヒーレントな光源である。
In the optical encoder according to the fourth aspect,
The second scale 3 main body is arranged in contact with the cylindrical surface of the cylinder close to the light receiving means 4, and in this state, the elastic member 7
Presses the second scale 3 main body along the cylindrical surface. In the optical encoder according to the fifth aspect, the light emitting means 1 is an incoherent light source.

【0027】請求項6に記載のレンズ鏡筒では、第1の
円筒5および第2の円筒6の相対的な回転運動と、撮影
レンズ8の駆動とが連動しているため、円筒の相対的回
転量から撮影レンズ8の移動量が検出できる。
In the lens barrel according to the sixth aspect, since the relative rotational movement of the first cylinder 5 and the second cylinder 6 and the driving of the photographing lens 8 are interlocked, the relative rotation of the cylinders is reduced. The amount of movement of the taking lens 8 can be detected from the amount of rotation.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0029】本発明の光学式エンコーダの実施形態とし
て、光学式エンコーダをオートフォーカス機能付きの一
眼レフカメラに利用した例について説明する。図2は、
本実施形態の構成図であり、図3は、本実施形態の斜視
図である。図2において、カメラボディ21とレンズ鏡
筒22とは、カメラボディ側バヨネットマウント23
a、レンズ鏡筒側バヨネットマウント23bによって着
脱可能に結合される。また、バヨネットマウント23a
の近傍にはカメラボディ側電気接点24a、レンズ鏡筒
側電気接点24bが複数設けられており、カメラボディ
21とレンズ鏡筒22とが結合されると、電気接点24
aと電気接点24bとが接触し、カメラボディ21とレ
ンズ鏡筒22との間でレンズ情報等の電気信号の伝達が
行われる。
As an embodiment of the optical encoder of the present invention, an example in which the optical encoder is used for a single-lens reflex camera with an autofocus function will be described. FIG.
FIG. 3 is a configuration diagram of the present embodiment, and FIG. 3 is a perspective view of the present embodiment. 2, a camera body 21 and a lens barrel 22 are connected to a camera body-side bayonet mount 23.
a, It is detachably connected by the lens barrel side bayonet mount 23b. Also, bayonet mount 23a
Are provided with a plurality of camera body-side electrical contacts 24a and a plurality of lens barrel-side electrical contacts 24b. When the camera body 21 and the lens barrel 22 are coupled to each other,
a and the electrical contact 24b come into contact with each other, and an electrical signal such as lens information is transmitted between the camera body 21 and the lens barrel 22.

【0030】カメラボディ21内部には、カメラボディ
21およびレンズ鏡筒22の動作制御を行うCPU25
と、CPU25の指示によりAF制御、ズーム制御など
のレンズ動作制御等を行う制御回路26とが配置され
る。この制御回路26は、電気接点24aおよび24b
を介してレンズ鏡筒22と接続される。また、カメラボ
ディ21内部には電源27が搭載されており、制御回路
26を経由して、レンズ鏡筒22に電力が供給される。
この電力供給や、信号の伝達は、例えば、フレキシブル
プリント基板等によって行われる。
A CPU 25 for controlling the operation of the camera body 21 and the lens barrel 22 is provided inside the camera body 21.
And a control circuit 26 that performs lens operation control such as AF control and zoom control in accordance with an instruction from the CPU 25. This control circuit 26 includes electrical contacts 24a and 24b
Through the lens barrel 22. A power supply 27 is mounted inside the camera body 21, and power is supplied to the lens barrel 22 via a control circuit 26.
The power supply and signal transmission are performed by, for example, a flexible printed circuit board.

【0031】一方、レンズ鏡筒22には、撮影用レンズ
28が配置される。撮影用レンズ28は、移動枠29に
固定保持され、移動枠29は固定筒30(請求項1に記
載の「第1の円筒」に対応する)の内周に摺動可能に嵌
合されている。固定筒30の外周には、回転筒31(請
求項1に記載の「第2の円筒」に対応する)が回転自在
に嵌合されており、回転筒31の外周の一部にはギヤ部
32が配置されている。レンズ鏡筒22内部には、モー
タ33が設置され、モータ33の回転軸に固定されたギ
ヤ34が、ギヤ部32と噛合し、駆動力を伝達して回転
筒31を回転駆動する。
On the other hand, a photographing lens 28 is arranged in the lens barrel 22. The photographing lens 28 is fixedly held by a moving frame 29, and the moving frame 29 is slidably fitted to the inner periphery of a fixed cylinder 30 (corresponding to the “first cylinder” in claim 1). I have. A rotating cylinder 31 (corresponding to the “second cylinder” according to claim 1) is rotatably fitted on the outer periphery of the fixed cylinder 30, and a gear portion is provided on a part of the outer periphery of the rotating cylinder 31. 32 are arranged. A motor 33 is provided inside the lens barrel 22, and a gear 34 fixed to a rotating shaft of the motor 33 meshes with a gear 32, and transmits a driving force to rotate the rotating barrel 31.

【0032】回転筒31の光軸方向の動きは、固定筒3
0に立てられたピン45と、回転筒31の円周方向に切
られた円周溝46との係合により拘束されている。一
方、移動枠29にはピン35が立てられ、固定筒30に
設けられた直進溝36と、回転筒31に設けられたカム
溝37とに係合するように配置されている。これによ
り、モータ33によって回転筒31が回転すると、移動
枠29とともに撮影用レンズ28は、固定筒30に切ら
れた直進溝36に沿って、レンズ光軸方向に移動する。
The movement of the rotary cylinder 31 in the optical axis direction is
The pin 45 set to 0 is restrained by engagement with a circumferential groove 46 cut in the circumferential direction of the rotary cylinder 31. On the other hand, a pin 35 is erected on the moving frame 29, and is arranged so as to engage with a rectilinear groove 36 provided on the fixed cylinder 30 and a cam groove 37 provided on the rotating cylinder 31. Thus, when the rotating barrel 31 is rotated by the motor 33, the photographing lens 28 moves along with the moving frame 29 along the straight groove 36 cut into the fixed barrel 30 in the lens optical axis direction.

【0033】また、レンズ鏡筒22には、撮影用レンズ
28の光軸方向の移動量を検出するためのエンコーダが
設けられている。このエンコーダは、発光素子38(例
えば、赤外光を発するLED)と、回転筒31の円筒面
に設けられたメインスケール39(請求項1に記載の
「第1のスケール」に対応する)、固定筒30の円筒面
に設けられたインデックススケール40(請求項1に記
載の「第2のスケール」に対応する)と、受光素子41
(例えば、シリコンフォトダイオード)とから構成され
る。
The lens barrel 22 is provided with an encoder for detecting the amount of movement of the photographing lens 28 in the optical axis direction. The encoder includes a light emitting element 38 (for example, an LED that emits infrared light), a main scale 39 provided on the cylindrical surface of the rotary cylinder 31 (corresponding to the “first scale” according to claim 1), An index scale 40 (corresponding to the “second scale” according to claim 1) provided on the cylindrical surface of the fixed cylinder 30 and a light receiving element 41
(For example, a silicon photodiode).

【0034】発光素子38は、その光軸が撮影レンズ2
8の光軸と交わる方向に配設される。また、メインスケ
ール39は、回転筒31の曲率で湾曲しており、その形
状は円筒面状になる。メインスケール39の固定筒30
側の面には、格子部39aが形成される。この格子部3
9aは、撮影レンズ28の光軸を軸とする円筒面上にあ
り、円周方向に等間隔に格子が刻まれている。
The light-emitting element 38 has an optical axis
8 are arranged in a direction intersecting with the optical axis. The main scale 39 is curved at the curvature of the rotating cylinder 31 and has a cylindrical shape. Fixed cylinder 30 of main scale 39
A lattice portion 39a is formed on the side surface. This lattice part 3
9a is on a cylindrical surface whose axis is the optical axis of the taking lens 28, and lattices are engraved at equal intervals in the circumferential direction.

【0035】インデックススケール40は、固定筒30
の曲率で湾曲し、その形状は円筒面状になる。インデッ
クススケール40の回転筒側の面には、格子部40aが
形成される。この格子部40aは、撮影レンズ28の光
軸を円筒軸とする円筒面上にあり、円周方向に、メイン
スケール39と間隔が同じ格子が等間隔に刻まれてい
る。
The index scale 40 is fixed to the fixed cylinder 30.
And has a cylindrical shape. A lattice portion 40a is formed on the surface of the index scale 40 on the rotating cylinder side. The grating portion 40a is on a cylindrical surface having the optical axis of the photographing lens 28 as a cylindrical axis, and is equally spaced from the main scale 39 in the circumferential direction.

【0036】また、図4(1)に示すように、回転筒3
1には当接面42が形成されており、メインスケール3
9には、突部43が形成されている。メインスケール3
9は、突部43が当接面42に嵌合するように配置され
ている。さらに、2つの板バネ44(請求項3に記載の
「弾性部材」に対応する)が、回転筒31の発光素子3
8側の面に設けられており、この板バネ44がメインス
ケール39の両側を押さえつけ、当接面42に圧着して
いる。
Further, as shown in FIG.
1 has a contact surface 42 formed thereon, and the main scale 3
9 has a projection 43 formed thereon. Main scale 3
Reference numeral 9 is arranged such that the protrusion 43 is fitted to the contact surface 42. Further, the two leaf springs 44 (corresponding to the “elastic member” of claim 3) are provided with the light emitting element 3 of the rotating cylinder 31.
The leaf spring 44 presses both sides of the main scale 39 and presses against the contact surface 42.

【0037】メインスケール39およびインデックスス
ケール40に刻まれる格子の形状については、エンコー
ダの検出原理によって種々のものが存在するが、本発明
は、その格子形状の種類を特に限定しない。ただし、こ
こでは、特開昭59−63517号公報で提案されてい
るマイクロプリズム式エンコーダを適用する。
There are various types of grid shapes engraved on the main scale 39 and the index scale 40 depending on the detection principle of the encoder. However, the present invention does not particularly limit the types of the grid shapes. However, here, the micro prism type encoder proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-63517 is applied.

【0038】このマイクロプリズム式エンコーダの構成
と検出原理について、図5〜図7を参照して説明する。
図5に示すように、メインスケール39の格子部39a
として、メインスケール39の受光素子41側の面に
は、断面が山形のマイクロプリズムが形成されている。
このマイクロプリズムの形成方法としては、例えばアク
リル等の光学部品に用いられるプラスチック材料をモー
ルド成形して製作する。
The configuration and detection principle of this microprism encoder will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 5, the lattice portion 39a of the main scale 39
On the surface of the main scale 39 on the light receiving element 41 side, a microprism having a mountain-shaped cross section is formed.
As a method for forming the microprism, for example, a plastic material used for an optical component such as acrylic is molded and manufactured.

【0039】また、インデックススケール40の格子部
40aとして、インデックススケール40のメインスケ
ール39側の面には、光を透過する透過部と、光を遮断
する遮光部(図中ハッチング部分)とが等間隔に、マイ
クロプリズムのピッチと同じピッチで形成されている。
この形成方法としては、ガラスまたはプラスチックのス
ケール材料の表面に、クロムを蒸着したり、またはパタ
ーンを印刷したフィルムを貼るなどの方法で製作する。
さらに、スケールのピッチよりもエンコーダの分解能を
向上させるために、インデックススケール40の上側と
下側とでは、透過部の位相を90゜ずらして形成する。
As a grid portion 40a of the index scale 40, a light transmitting portion and a light blocking portion (hatched portion in the figure) for transmitting light and the like are provided on the surface of the index scale 40 on the main scale 39 side. The pitch is formed at the same pitch as the pitch of the microprisms.
As a forming method, chromium is vapor-deposited on the surface of a glass or plastic scale material, or a film on which a pattern is printed is attached.
Further, in order to improve the resolution of the encoder more than the pitch of the scale, the upper and lower sides of the index scale 40 are formed by shifting the phase of the transmission section by 90 °.

【0040】受光素子41として、41a、41bの2
つの受光素子が配置されており、受光素子41aは、イ
ンデックススケール40の上側の透過部を透過した光
を、受光素子41bは、インデックススケール40の下
側の透過部を透過した光を受光し、受光信号はそれぞれ
のプリアンプを介して波形整形回路に入力される。次
に、検出原理について説明する。発光素子38から発す
る光は平行光束に近い状態でメインスケール39に入射
する。図6(1)に示すように、光はメインスケール3
9のマイクロプリズムで屈折され、図中ハッチングを施
したように進む。メインスケールから距離Dのところで
光は重畳し、スケールのピッチをPとすると、ほぼP/
2の幅で明部と暗部とを交互に形成する。インデックス
スケール40にはP/2の幅で透過部と遮光部とが交互
に形成されており、インデックススケール40の透過部
に入った光は、そのまま透過部を透過して受光素子41
に達し、遮光部に入った光は反射、散乱等により受光素
子41には達しない。
As the light receiving element 41, 41a and 41b
Three light receiving elements are arranged, the light receiving element 41a receives light transmitted through the transmission part on the upper side of the index scale 40, and the light reception element 41b receives light transmitted through the transmission part on the lower side of the index scale 40, The light receiving signal is input to the waveform shaping circuit via each preamplifier. Next, the detection principle will be described. Light emitted from the light emitting element 38 enters the main scale 39 in a state close to a parallel light beam. As shown in FIG.
The light is refracted by the micro prism 9 and proceeds as indicated by hatching in the figure. Light is superimposed at a distance D from the main scale, and when the pitch of the scale is P, almost P /
Light portions and dark portions are alternately formed with a width of 2. Transmissive portions and light-shielding portions are formed alternately on the index scale 40 with a width of P / 2, and light entering the transmissive portion of the index scale 40 passes through the transmissive portion as it is and receives the light receiving element 41.
, And does not reach the light receiving element 41 due to reflection, scattering, or the like.

【0041】メインスケール39とインデックススケー
ル40とを透過した光は受光素子41で受光され、受光
素子41はその光量にほぼ比例した光電流を発生する。
このとき、メインスケール39が移動すれば、インデッ
クススケール40の透過部に入る光の量、すなわち受光
素子41に達する光の量は三角波状に変化し、受光素子
41はそれに比例した光電流を出力する。しかしなが
ら、実際には、光束が完全な平行光束でない等の理由に
より、図6(2)に示すように受光素子41から出力さ
れる光電流信号は正弦波状になる。
The light transmitted through the main scale 39 and the index scale 40 is received by the light receiving element 41, and the light receiving element 41 generates a photocurrent almost proportional to the light amount.
At this time, if the main scale 39 moves, the amount of light entering the transmitting portion of the index scale 40, that is, the amount of light reaching the light receiving element 41 changes in a triangular waveform, and the light receiving element 41 outputs a photocurrent proportional thereto. I do. However, in practice, the photocurrent signal output from the light receiving element 41 has a sine wave shape as shown in FIG. 6B because the light beam is not a perfect parallel light beam.

【0042】受光素子41a、41bからの2つの信号
(図7(1)(2))が、プリアンプでそれぞれ増幅され、
波形整形回路において、パルス波に変換される(図7
(3)(4))。CPU25がパルス波の発生数をカウント
することによりメインスケール39の回転量(すなわち
回転筒31の回転量)が検出され、撮影用レンズ28の
移動量が測定される。
Two signals (FIGS. 7 (1) and (2)) from the light receiving elements 41a and 41b are amplified by preamplifiers, respectively.
In the waveform shaping circuit, it is converted into a pulse wave (see FIG. 7).
(3) (4)). The amount of rotation of the main scale 39 (that is, the amount of rotation of the rotary cylinder 31) is detected by the CPU 25 counting the number of generated pulse waves, and the amount of movement of the photographing lens 28 is measured.

【0043】なお、メインスケール39およびインデッ
クススケール40は、実際には前述したように回転筒3
1、固定筒30の円筒面の曲率で湾曲している。しかし
ながら、スケールピッチに対する曲率はわずかであり、
拡大すれば平面ととらえても差し支えない。ところで、
一般に、レンズ鏡筒の固定筒30と、カム溝37が切ら
れている回転筒31とは、レンズ駆動量の精度を確保す
るために、現品合わせ加工などの方法により厳しい精度
で嵌合されていることが多く、レンズ光軸垂直面内の嵌
合ガタは元々小さく抑えられている。さらに、図2に示
すように本実施形態のエンコーダでは、メインスケール
39とインデックススケール40との間に介在する部品
が回転筒31と固定筒30の2点であり、図11に示し
た従来のエンコーダよりも部品点数を削減することがで
きる。したがって、取り付け精度等によって発生するギ
ャップを、調整不要のレベルまで軽減することができ
る。
Incidentally, the main scale 39 and the index scale 40 are actually provided with the rotary cylinder 3 as described above.
1. The fixed cylinder 30 is curved at the curvature of the cylindrical surface. However, the curvature for the scale pitch is small,
If it is enlarged, it can be regarded as a plane. by the way,
In general, the fixed barrel 30 of the lens barrel and the rotary barrel 31 with the cam groove 37 cut are fitted with strict precision by a method such as actual processing to secure the precision of the lens drive amount. In many cases, the fitting play in the plane perpendicular to the optical axis of the lens is originally reduced. Further, as shown in FIG. 2, in the encoder of the present embodiment, two parts interposed between the main scale 39 and the index scale 40 are the rotary cylinder 31 and the fixed cylinder 30, and the conventional cylinder shown in FIG. The number of parts can be reduced as compared with the encoder. Therefore, a gap generated due to mounting accuracy or the like can be reduced to a level that does not require adjustment.

【0044】また、メインスケール39をプラスチック
材料で製作した場合、メインスケール39は、回転筒3
1に設けられる当接面42の径と同じ径で出来上がるこ
とが望ましいが、実際には反りやうねりなどが生じて、
当接面42と同じ径にならない場合がある。この場合、
回転筒31の回転中にギャップが変動し、エンコーダ出
力波形が乱れる原因となる。そこで、前述したようにメ
インスケール39を板バネ44で当接面42へ押しつけ
るように付勢して、メインスケール39の弾性変形によ
りスケールを均し、反りやうねりを抑制する。これによ
りギャップを一定精度に確保することができる。
When the main scale 39 is made of a plastic material, the main scale 39 is
It is desirable that the contact surface 42 be provided with the same diameter as that of the contact surface 42 provided in 1. However, in actuality, warpage or undulation occurs,
The diameter may not be the same as the contact surface 42. in this case,
The gap fluctuates during the rotation of the rotary cylinder 31 and causes a disturbance in the encoder output waveform. Therefore, as described above, the main scale 39 is urged to be pressed against the contact surface 42 by the leaf spring 44, and the scale is leveled by the elastic deformation of the main scale 39, thereby suppressing warpage and undulation. Thereby, the gap can be secured with a certain accuracy.

【0045】また、本実施形態では、メインスケール3
9の格子(山形のマイクロプリズム)は、回転筒31の
回転軸に平行であり、図12に示した従来のロータリエ
ンコーダの格子のように、放射状でパターンが外へ向か
うほど間隔が広くなることがない。これを図8、図9を
用いて具体的に説明する。図8において、(A)はイン
デックススケール40による明暗部のパターンを示して
おり、(B)はメインスケール39による明暗部のパタ
ーンを示している。なお、ハッチング部分は光が通らな
い部分を示し、ハッチングのない部分は光が通る部分を
示している。また、ここでは説明を簡略化するために、
インデックススケール40による明暗部のパターンは単
純な明暗縞とし、透過部の90゜位相ずれは考慮しな
い。
In this embodiment, the main scale 3
Ninth gratings (mountain-shaped microprisms) are parallel to the rotation axis of the rotating cylinder 31 and, like the grating of the conventional rotary encoder shown in FIG. There is no. This will be specifically described with reference to FIGS. 8A shows a pattern of a light and dark part by the index scale 40, and FIG. 8B shows a pattern of a light and dark part by the main scale 39. Note that hatched portions indicate portions through which light does not pass, and portions without hatching indicate portions through which light passes. Also, here, to simplify the explanation,
The pattern of the light and dark parts by the index scale 40 is a simple light and dark fringe pattern, and does not consider the 90 ° phase shift of the transmission part.

【0046】図8に示すように、メインスケール39お
よびインデックススケール40を透過する光の幅は一定
間隔を保っている。このとき、回転筒31のスラスト方
向(撮影用レンズ28の光軸方向)のガタつきや取り付
け精度によって、図9に示すように、光軸方向にメイン
スケール39とインデックススケール40とが相対的に
シフトする場合がある。しかしながら、この場合におい
ても両スケールの光を透過する部分の面積は変わること
がないため、シフトによる光電流の振幅低下は発生せ
ず、エンコーダの検出精度低下を回避することができ
る。換言すれば、シフト方向の取り付け要求精度を緩和
させることができる。
As shown in FIG. 8, the width of the light passing through the main scale 39 and the index scale 40 is kept at a constant interval. At this time, the main scale 39 and the index scale 40 relatively move in the optical axis direction due to the backlash in the thrust direction (the optical axis direction of the photographing lens 28) and the mounting accuracy of the rotary cylinder 31, as shown in FIG. May shift. However, even in this case, since the area of the portion transmitting the light of both scales does not change, the amplitude of the photocurrent does not decrease due to the shift, and the detection accuracy of the encoder can be prevented from decreasing. In other words, the required mounting accuracy in the shift direction can be reduced.

【0047】このように、本実施形態の光学式エンコー
ダでは、メインスケール39が回転筒31の円筒面に円
筒面状に取り付けられ、かつインデックススケール40
が固定筒30の円筒面に円筒面状に取り付けられている
ため、スケールの取り付け誤差等による検出精度の悪化
を最小限に抑えることができる。なお、発光素子38、
メインスケール39、インデックススケール40、受光
素子41の配置関係は、本実施形態の配置関係に限定さ
れるものではなく、固定筒30にメインスケール39を
取り付け、回転筒31にインデックススケール40を取
り付け、固定筒30内部に発光素子38を配置し、回転
筒31外部に受光素子41を配置してもよい。
As described above, in the optical encoder of this embodiment, the main scale 39 is attached to the cylindrical surface of the rotary cylinder 31 in a cylindrical shape, and the index scale 40
Is fixed to the cylindrical surface of the fixed cylinder 30 in a cylindrical shape, so that it is possible to minimize deterioration in detection accuracy due to a mounting error of the scale or the like. The light emitting element 38,
The arrangement relation of the main scale 39, the index scale 40, and the light receiving element 41 is not limited to the arrangement relation of the present embodiment, but the main scale 39 is attached to the fixed cylinder 30, the index scale 40 is attached to the rotating cylinder 31, The light emitting element 38 may be arranged inside the fixed cylinder 30 and the light receiving element 41 may be arranged outside the rotating cylinder 31.

【0048】また、本実施形態で使用する板バネ44
は、メインスケール39を圧着させてスケールの反りや
うねりを抑制することができれば、その形状材質、配置
位置、数量は限定されるものではない。さらに、本実施
形態では、回転筒31に当接面42を設けて、メインス
ケール39を嵌合したが、スケールの形成方法はそれに
限定されるものではない。例えば、回転筒31が光を透
過する材料で構成されていれば、回転筒31に当接面4
2を設けずに、メインスケール39を直接回転筒31の
表面に取り付けて圧着してもよい。また、回転筒31が
メインスケール39と同一材質なら、円筒面に直接スケ
ールを形成してもよい。
The leaf spring 44 used in the present embodiment is
The shape, material, arrangement position and quantity of the main scale 39 are not limited as long as the main scale 39 can be press-bonded to suppress warpage and undulation of the scale. Further, in the present embodiment, the main cylinder 39 is fitted by providing the contact surface 42 on the rotary cylinder 31, but the method of forming the scale is not limited thereto. For example, if the rotating cylinder 31 is made of a material that transmits light, the rotating cylinder 31 is
The main scale 39 may be directly attached to the surface of the rotary cylinder 31 and crimped without providing the main scale 39. If the rotary cylinder 31 is made of the same material as the main scale 39, the scale may be formed directly on the cylindrical surface.

【0049】なお、メインスケール39に限らず、イン
デックススケール40についても板バネ44を用いて圧
着してもよい。例えば、図4(2)に示すように、固定
筒30に当接面を形成し、インデックススケール40を
嵌合して、両側を板バネ44で圧着してもよい。また、
本実施形態では、メインスケール39は回転筒31と同
じ曲率で湾曲しているが、それに限定されるものではな
い。図10(1)に示すように、本実施形態のメインス
ケール39は、回転筒31と同じ曲率の円筒面状に湾曲
している。しかしながら、例えば、図10(2)に示す
ように、メインスケール39を回転筒31の外周に沿っ
て設けてもよい。このとき、メインスケール39は回転
筒31と同心の円筒面状になり、曲率は回転筒31より
小さくなる。具体的な構成としては、図10(3)に示
すように、回転筒31の外側に突起部を設けてメインス
ケール39を嵌合し、板バネ44で押さえつけ、回転筒
31の外部にメインスケール39を設けている。なお、
回転筒31の内部にメインスケール39を設けることも
当然可能である。
The index scale 40 is not limited to the main scale 39, and may be pressure-bonded using a leaf spring 44. For example, as shown in FIG. 4B, a contact surface may be formed on the fixed cylinder 30, the index scale 40 may be fitted, and both sides may be pressed by the leaf springs 44. Also,
In the present embodiment, the main scale 39 is curved with the same curvature as the rotary cylinder 31, but is not limited thereto. As shown in FIG. 10A, the main scale 39 of the present embodiment is curved into a cylindrical surface having the same curvature as the rotating cylinder 31. However, for example, as shown in FIG. 10B, the main scale 39 may be provided along the outer periphery of the rotary cylinder 31. At this time, the main scale 39 has a cylindrical surface concentric with the rotary cylinder 31 and has a smaller curvature than the rotary cylinder 31. As a specific configuration, as shown in FIG. 10C, a projection is provided on the outside of the rotary cylinder 31, the main scale 39 is fitted thereto, pressed by a leaf spring 44, and the main scale 39 is provided outside the rotary cylinder 31. 39 are provided. In addition,
It is of course possible to provide the main scale 39 inside the rotary cylinder 31.

【0050】また、メインスケール39と同様に、イン
デックススケール40のパターン面(格子部)を固定筒
30の外周面上ではなく、外周面より内側や外側に配置
してもよい。なお、メインスケール39を回転筒31の
円筒面より外側または内側に設けることで設計の自由度
が向上する。すなわち、メインスケール39とインデッ
クススケール40との間隔は、光源の特性やスケールピ
ッチなどの条件により最適な量が決まり、その間隔を保
つことが重要になる。このとき、メインスケール39
を、回転筒31と同心の円筒面状に配置することによ
り、設計上最適なスケール間隔を実現することができ
る。
Further, similarly to the main scale 39, the pattern surface (lattice portion) of the index scale 40 may be arranged not on the outer peripheral surface of the fixed cylinder 30 but inside or outside the outer peripheral surface. By providing the main scale 39 outside or inside the cylindrical surface of the rotary cylinder 31, the degree of freedom in design is improved. That is, the optimal amount of the interval between the main scale 39 and the index scale 40 is determined by conditions such as the characteristics of the light source and the scale pitch, and it is important to maintain the interval. At this time, the main scale 39
Are arranged in a cylindrical surface concentric with the rotating cylinder 31, it is possible to realize an optimal scale interval in design.

【0051】[0051]

【発明の効果】請求項1、2に記載の光学式エンコーダ
では、第1のスケールおよび第2のスケールが、第1の
円筒、第2の円筒に円筒面状に形成されている。従来の
エンコーダでは、格子形状が放射状であったため、いわ
ゆるシフトによる出力信号の振幅低下が懸念されたが、
本発明ではこのシフトによる検出精度低下を回避するこ
とができる。
In the optical encoder according to the first and second aspects, the first scale and the second scale are formed in a cylindrical shape on the first cylinder and the second cylinder. In the conventional encoder, since the lattice shape was radial, there was a concern that the amplitude of the output signal would decrease due to a so-called shift.
In the present invention, it is possible to avoid a decrease in detection accuracy due to this shift.

【0052】また、第1のスケールと第2のスケールと
を摺動させていないため、摺動面の摩耗による経時変化
がなく、長期間の使用でも検出精度を一定精度に維持す
ることができる。さらに、摺動による負荷がないため、
スケールの駆動源を小型化することができる。請求項
3、4に記載の光学式エンコーダでは、弾性部材によっ
てスケールを円筒面に圧着することにより、スケールに
生じる反りやうねりを押さえつけて抑制している。これ
により、反りやうねりによる検出誤差を回避することが
できる。また、多少の反りやうねりがあってもエンコー
ダとして使用することができるので、スケール製造の歩
留まりを向上させることができる。
Further, since the first scale and the second scale are not slid, there is no change with time due to wear of the sliding surface, and the detection accuracy can be maintained at a constant level even when used for a long time. . Furthermore, since there is no load due to sliding,
The driving source for the scale can be reduced in size. In the optical encoder according to the third and fourth aspects, the scale is pressed against the cylindrical surface by the elastic member, thereby suppressing and suppressing warpage or undulation generated in the scale. As a result, detection errors due to warpage and undulation can be avoided. In addition, even if there is some warpage or undulation, it can be used as an encoder, so that the yield of scale production can be improved.

【0053】請求項5に記載の光学式エンコーダでは、
測定光を部分的に透過して、または重畳もしくは集光し
て明暗縞光を作り出し、その光量の変動に基づいて移動
量を検出している。したがって、レーザ共振器を備えた
レーザダイオードのようなコヒーレントな光源である必
要はなく、発光ダイオードのような簡易な構成の光源で
エンコーダを実現することができる。請求項6に記載の
レンズ鏡筒は、本発明の光学式エンコーダを有している
ため、撮影レンズの移動量を検出する際、シフトによる
検出精度の低下を回避することができる。
In the optical encoder according to the fifth aspect,
The measurement light is partially transmitted or superimposed or condensed to create bright and dark fringe light, and the amount of movement is detected based on a change in the amount of light. Therefore, it is not necessary to use a coherent light source such as a laser diode having a laser resonator, and the encoder can be realized with a light source having a simple configuration such as a light emitting diode. Since the lens barrel according to the sixth aspect includes the optical encoder of the present invention, it is possible to avoid a decrease in detection accuracy due to a shift when detecting the moving amount of the photographing lens.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1に記載の発明の原理ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a principle block diagram of the invention according to claim 1;

【図2】本実施形態の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of the present embodiment.

【図3】本実施形態の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the embodiment.

【図4】スケールの圧着を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating pressure bonding of a scale.

【図5】マイクロプリズム式エンコーダの構成図であ
る。
FIG. 5 is a configuration diagram of a microprism encoder.

【図6】マイクロプリズム式エンコーダの動作原理を説
明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating the operation principle of a microprism encoder.

【図7】受光素子の出力を表す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an output of a light receiving element.

【図8】本実施形態のシフトによる影響を説明する図
(1)である。
FIG. 8 is a diagram (1) for explaining an influence of a shift according to the embodiment;

【図9】本実施形態のシフトによる影響を説明する図
(2)である。
FIG. 9 is a diagram (2) for explaining the influence of the shift according to the embodiment;

【図10】別のエンコーダを説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating another encoder.

【図11】従来のエンコーダを利用したカメラの構成図
である。
FIG. 11 is a configuration diagram of a camera using a conventional encoder.

【図12】従来のエンコーダの構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of a conventional encoder.

【図13】従来のエンコーダのシフトによる影響を説明
する図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating the effect of a shift of a conventional encoder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発光手段 2 第1のスケール 3 第2のスケール 4 受光手段 5 第1の円筒 6 第2の円筒 7 弾性部材 8 撮影レンズ 9 レンズ駆動機構 21、51 カメラボディ 22、52 レンズ鏡筒22 23a、23b、53a、53b バヨネットマウント 24a、24b、54a、54b 電気接点 25、55 CPU 26、56 制御回路 27、57 電源 28、58 撮影用レンズ 29、59 移動枠 30、60 固定筒 31、61 回転筒 32、62 ギヤ部 33、63 モータ 34、64 ギヤ 35、65、45、80 ピン 36、66 直進溝 37、67 カム溝 38、68 発光素子 39、69 メインスケール 39a、40a 格子部 40、70 インデックススケール 41、71 受光素子 42 当接面 43 突部 44 板バネ 46、81 円周溝 72 エンコーダ保持部材 73 板 74 ビス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-emitting means 2 1st scale 3 2nd scale 4 Light-receiving means 5 1st cylinder 6 2nd cylinder 7 Elastic member 8 Photographing lens 9 Lens drive mechanism 21, 51 Camera body 22, 52 Lens barrel 22 23a, 23b, 53a, 53b Bayonet mount 24a, 24b, 54a, 54b Electrical contacts 25, 55 CPU 26, 56 Control circuit 27, 57 Power supply 28, 58 Shooting lens 29, 59 Moving frame 30, 60 Fixed cylinder 31, 61 Rotating cylinder 32, 62 Gear part 33, 63 Motor 34, 64 Gear 35, 65, 45, 80 Pin 36, 66 Straight groove 37, 67 Cam groove 38, 68 Light emitting element 39, 69 Main scale 39a, 40a Lattice part 40, 70 Index Scale 41, 71 Light receiving element 42 Contact surface 43 Projection 44 Leaf spring 46, 81 Circumference 72 encoder retaining member 73 plate 74 bis

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定光を照射する発光手段と、 前記発光手段により照射される測定光を、部分的に透過
することによって明暗縞光に成形する、または屈折作用
による重畳もしくは集光によって明暗縞光に成形する第
1のスケールと、 前記明暗縞光が入射する位置に配置され、かつ該明暗縞
光を部分的に透過する第2のスケールと、 前記第2のスケールを透過した明暗縞光を光電変換する
受光手段とを備えた光学式エンコーダにおいて、 前記発光手段または前記受光手段を内部に含んで配置さ
れる第1の円筒と、 前記第1の円筒を内部に含んで配置される第2の円筒と
を備え、 前記2つの円筒の少なくとも一方はその円筒軸を中心に
回動可能であり、 前記第1のスケールは、前記2つの円筒のうち前記発光
手段に近い円筒に円筒面状に形成され、 前記第2のスケールは、前記2つの円筒のうち前記受光
手段に近い円筒に円筒面状に形成されることを特徴とす
る光学式エンコーダ。
1. A light emitting means for irradiating a measuring light, and a measuring light irradiated by the light emitting means is partially transmitted to form bright and dark fringe light, or a bright and dark fringe by superposition or condensing by refraction. A first scale formed into light, a second scale disposed at a position where the light and dark fringe light is incident, and partially transmitting the light and dark fringe light, and a light and dark fringe light transmitted through the second scale An optical encoder comprising: a light receiving unit that performs photoelectric conversion of: a first cylinder arranged to include the light emitting unit or the light receiving unit therein; and a second cylinder arranged to include the first cylinder inside. And at least one of the two cylinders is rotatable about its axis. The first scale has a cylindrical surface shape near the light emitting unit of the two cylinders. Formed into Is, the second scale, optical encoder, characterized in that it is formed in a cylindrical surface shape in a cylindrical closer to the light receiving means of said two cylinders.
【請求項2】 請求項1に記載の光学式エンコーダにお
いて、 前記回動可能な円筒に形成されるスケールは、該円筒と
同心の円筒面状に湾曲していることを特徴とする光学式
エンコーダ。
2. The optical encoder according to claim 1, wherein the scale formed on the rotatable cylinder is curved in a cylindrical surface concentric with the cylinder. .
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の光学式
エンコーダにおいて、 前記第1のスケール本体は、前記発光手段に近い円筒の
円筒面に当接して配置され、 前記第1のスケール本体を前記円筒面に圧着する弾性部
材を備えたことを特徴とする光学式エンコーダ。
3. The optical encoder according to claim 1, wherein the first scale main body is arranged in contact with a cylindrical surface of a cylinder close to the light-emitting means, and the first scale main body is provided. An optical encoder, comprising: an elastic member that presses the elastic member onto the cylindrical surface.
【請求項4】 請求項1または請求項2に記載の光学式
エンコーダにおいて、 前記第2のスケール本体は、前記受光手段に近い円筒の
円筒面に当接して配置され、 前記第2のスケール本体を前記円筒面に圧着する弾性部
材を備えたことを特徴とする光学式エンコーダ。
4. The optical encoder according to claim 1, wherein the second scale main body is disposed in contact with a cylindrical surface of a cylinder close to the light receiving unit, and wherein the second scale main body is provided. An optical encoder, comprising: an elastic member that presses the elastic member onto the cylindrical surface.
【請求項5】 請求項1ないし請求項4のいずれか1項
に記載の光学式エンコーダにおいて、 前記発光手段は、インコヒーレントな光源であることを
特徴とする光学式エンコーダ。
5. The optical encoder according to claim 1, wherein the light emitting unit is an incoherent light source.
【請求項6】 請求項1ないし請求項5のいずれか1項
に記載の光学式エンコーダを有するレンズ鏡筒であっ
て、 前記第1の円筒および第2の円筒は、レンズ鏡筒内部に
配置され、 前記第1の円筒内部に収納される撮影レンズと、 前記第1の円筒と前記第2の円筒との相対的な回転運動
に連動して、前記撮影レンズを駆動するレンズ駆動機構
とを備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
6. A lens barrel having the optical encoder according to claim 1, wherein the first cylinder and the second cylinder are disposed inside the lens barrel. A photographing lens housed inside the first cylinder, and a lens driving mechanism that drives the photographing lens in conjunction with a relative rotational movement between the first cylinder and the second cylinder. A lens barrel comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017191103A (en) * 2016-04-15 2017-10-19 信得 曾 Positive direction focus scan-type light-guiding encoder

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