标尺、编码器、透镜装置以及图像拾取系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及标尺、编码器、透镜装置以及图像拾取系统。标尺（20）具有多个图案以在空间上调制能量分布，所述标尺包括在移动方向上具有第一调制周期的第一图案、以及在移动方向上具有与第一调制周期不同的第二调制周期的第二图案，第一图案与第二图案之间的相对相位根据与移动方向垂直的方向而改变，第一图案和第二图案中的每一个通过包括反射光的反射部（26）和不反射光的非反射部（25）而被配置，以及沿所述与移动方向垂直的方向，在第一位置处的反射部（26）在移动方向上的宽度不同于在与第一位置不同的第二位置处的所述宽度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及标尺、编码器、透镜装置以及图像拾取系统。标尺（20）具有多个图案以在空间上调制能量分布，所述标尺包括在移动方向上具有第一调制周期的第一图案、以及在移动方向上具有与第一调制周期不同的第二调制周期的第二图案，第一图案与第二图案之间的相对相位根据与移动方向垂直的方向而改变，第一图案和第二图案中的每一个通过包括反射光的反射部（26）和不反射光的非反射部（25）而被配置，以及沿所述与移动方向垂直的方向，在第一位置处的反射部（26）在移动方向上的宽度不同于在与第一位置不同的第二位置处的所述宽度。【专利说明】标尺、编码器、透镜装置以及图像拾取系统
本专利技术涉及编码器(encoder)和用于编码器的标尺(scale)。
技术介绍
日本专利N0.2011-237231公开了设置有用于检测与测量方向(移动方向)正交的横向(lateral direction)上的位移(displacement)的位移检测传感器以能够显示标尺与检测器之间的位移的编码器。在该配置中，检测器和标尺可被调整和固定以具有预定的位置关系，并因此可获得适当的信号特性。然而，在日本专利公开N0.2011-237231中公开的编码器中，需要位移检测传感器、用于将从位移检测传感器获得的输出信号连接到微计算机(信号处理电路)的周边电路等。因此，它是增加编码器的尺寸和成本的因素。另外，用于检测与测量方向(移动方向)垂直的方向(横向)的标尺区域和用于检测测量方向的标尺区域被彼此分离地布置。因此，由于位置变动(诸如偏转(yawing))，在它们之间产生位移，并且检测位置的精度被劣化。【
技术实现思路
】本专利技术提供能够以高的精度检测在与移动方向垂直的方向上标尺与检测器之间的相对位置的小尺寸且低成本的标尺和编码器。本专利技术还提供使用该编码器的透镜装置和图像拾取系统。作为本专利技术的一个方面的标尺具有多个图案(pattern)以在空间上调制能量分布，该标尺包括在移动方向上具有第一调制周期的第一图案、以及在移动方向上具有与第一调制周期不同的第二调制周期的第二图案，第一图案与第二图案之间的相对相位根据与移动方向垂直的方向而改变，第一图案和第二图案中的每一个通过包括反射光的反射部和不反射光的非反射部而被配置，以及沿所述与移动方向垂直的方向，在第一位置处的反射部在移动方向上的宽度不同于在与第一位置不同的第二位置处的所述宽度。作为本专利技术的另一方面的编码器包括:标尺，具有多个图案以在空间上调制能量分布；检测器，被配置为相对于标尺能够相对移动，并具有检测能量分布且在移动方向上排列的多个检测元件；以及信号处理器，被配置为处理检测器的输出信号以获得位置信息，标尺包括在移动方向上具有第一调制周期的第一图案、以及在移动方向上具有与第一调制周期不同的第二调制周期的第二图案，第一图案与第二图案之间的相对相位根据与移动方向垂直的方向而改变，以及信号处理器包括基于第一图案获得第一相位的第一相位获得单元、以及基于第二图案获得第二相位的第二相位获得单元，并被配置为基于第一相位和第二相位获得在所述与移动方向垂直的方向上的位置信号。作为本专利技术的另一方面的透镜装置包括:能够在光轴方向上位移的透镜；以及被配置为检测透镜的位移的编码器。作为本专利技术的另一方面的图像拾取系统包括:透镜装置；以及图像拾取装置，具有被配置为对于经由透镜获得的光学图像执行光电转换的图像拾取元件。从参照附图对示例性实施例的如下描述，本专利技术的进一步的特征和方面将变得显而易见。【专利附图】【附图说明】图1是实施例1、2以及4中的每一个中的编码器的示意性配置图。图2是实施例1中的轨道(track)的部分平面图。图3是实施例1至4中的每一个中的图案的放大平面图。图4是实施例1至4中的每一个中的图案的放大平面图。图5是实施例1中的光接收元件阵列的光接收表面的平面图。图6是实施例1中的光接收元件阵列的光接收表面的平面图。图7是实施例1中的另一例子的轨道的部分平面图。图8是实施例1中的另一例子的轨道的部分平面图。图9是实施例2和4中的每一个中的轨道的部分平面图。图10是实施例2至4中的每一个中的图案的放大平面图。图11是实施例2和3中的每一个中的光接收元件阵列的光接收表面的平面图。图12是实施例2和3中的每一个中的光接收元件阵列的光接收表面的平面图。图13是实施例2和3中的每一个中的光接收元件阵列的光接收表面的平面图。图14A和图14B是示出实施例2中的检测信号与标尺位置之间的关系的示图。图15是实施例3中的编码器的示意性配置图。图16是实施例3中的轨道的部分平面图。图17是实施例3中的轨道的部分平面图。图18A和图18B是示出实施例3中的检测信号与标尺位置之间的关系的示图。图19是实施例4中的光接收元件阵列的光接收表面的平面图。图20是实施例5中的图像拾取系统的横截面的示意图。【具体实施方式】以下将参照附图描述本专利技术的示例性实施例。在附图中，相同的元件将由相同的附图标记来表示，并且将省略其描述。首先，参照图1，将描述本专利技术的实施例1中的编码器的配置。本实施例的编码器被用于检测可动部(要被测量的对象)的位置(位移)。图1是本实施例中的编码器100A的示意性配置图。该编码器100A通过包括附接于固定部(未示出)的传感器单元IOA (检测器)、附接于可动部(未示出)的标尺20、信号处理电路30(信号处理器)、以及存储单元40而被配置。本实施例不限于此，而且相反地，如果传感器单元IOA和标尺20被配置为相对于彼此是可移动的，那么传感器单元IOA可附接于可动部，并且标尺20也可附接于固定部。传感器单元IOA是由光接收部和发光部一体化配置的传感器单元，其在同一封装中安装光源12A (诸如LED)和具有光接收元件阵列16A的光接收IC14A。光接收元件阵列16A用作检测元件阵列，在该检测元件阵列中，检测来自标尺20的图案的能量分布的多个检测元件(多个光接收元件)被排列在X方向上，该X方向是标尺20 (或可动部)的移动方向(长度测量方向)。在本实施例中，能量分布是光分布，但实施例不限于此。本实施例也可被应用于磁分布、电分布等被用作能量分布的情形。因此，例如，能量分布的调制意味着通过将光分布(光强度分布，或者时间或空间的光强度分布)照射到具有反射率分布的标尺等上的调制。对于磁分布或电分布同样如此。由此，传感器单元IOA被配置为相对于标尺20是可移动的，并且检测能量分布的多个检测元件被排列在移动方向(X方向)上。标尺20具有轨道21A。在轨道21A中，图案阵列被形成在玻璃板上，该图案阵列包括由铬反射膜形成的多个图案。在轨道21A上形成的该多个图案被配置为在空间上调制能量分布(诸如光分布、磁分布、或电分布)。由此，标尺20包括用于在空间上调制能量分布的该多个图案。轨道21A相对于与X方向(移动方向)垂直的Y方向设置有多个区域，该多个区域在X方向上具有彼此不同的节距(Pitch)(调制周期)。例如，当两种类型的区域被设置为该多个区域时，轨道21A设置有第一区域和第二区域，该第一区域具有在X方向上具有第一节距(第一调制周期)的第一图案，该第二区域具有在X方向上具有第二节距(第二调制周期)的第二图案。该第一调制周期和第二调制周期彼此不同。如下面描述的那本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多个图案以在空间上调制能量分布的标尺，所述标尺包括：在移动方向上具有第一调制周期的第一图案；以及在移动方向上具有与第一调制周期不同的第二调制周期的第二图案，其中，第一图案与第二图案之间的相对相位根据与移动方向垂直的方向而改变，其中，第一图案和第二图案中的每一个通过包括反射光的反射部和不反射光的非反射部而被配置，以及其特征在于，沿所述与移动方向垂直的方向，在第一位置处的反射部在移动方向上的宽度不同于在与第一位置不同的第二位置处的所述宽度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：名仓千裕，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP