JP2003090706A

JP2003090706A - 位置検出装置

Info

Publication number: JP2003090706A
Application number: JP2001282470A
Authority: JP
Inventors: Haruki Oe; 江晴樹大; Kiyoshi Toma; 摩清當
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2003-03-28
Anticipated expiration: 2021-09-18
Also published as: JP4823451B2

Abstract

(57)【要約】【課題】レンズ駆動装置において、フォトインタラプタ
の間隙部と遮光する被検出板との位置決めを高精度に行
なう。【解決手段】レンズ駆動装置のベース１０にフォトイン
タラプタ６０を固定するにあたり、突出ベース１３に位
置決め部としての嵌合部１３ｃを一体的に形成し、嵌合
部１３ｃをフォトインタラプタ６０の間隙部（スリッ
ト）６３に嵌合させて、間隙部６３を直接位置決めす
る。これにより、ベース１０に対して光軸方向Ｌに案内
されるレンズ保持部材３０の被検出板３６が、接触する
ことなく間隙部６３の内部を移動して遮光を行ない、レ
ンズ保持部材３０のホームポジションを検出することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透過型のフォトイ
ンタラプタにより、移動する被検出体の位置を検出する
位置検出装置に関し、特に、レンズを保持したレンズ保
持部材の光軸方向における位置を検出する位置検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の位置検出装置としては、例えば、
レンズ駆動装置におけるレンズ保持部材の位置を検出す
るものが知られている。レンズ駆動装置は、ベースと、
ベースに固定されたガイドシャフトと、レンズを保持し
ガイドシャフトにより光軸方向に移動自在に案内される
レンズ保持部材と、レンズ保持部材に一体的に形成され
た被検出板と、ベースに固定された透過型のフォトイン
タラプタ等を、備えている。そして、レンズ保持部材の
被検出板が、フォトインタラプタの光を遮光すること
で、その位置例えばホームポジションを検出するように
なっている。

【０００３】ここで、フォトインタラプタ２をベース１
に固定するにあたり、図７に示すように、直交する二つ
の突出壁１ａ，１ｂをベース１に形成し、フォトインタ
ラプタ２の直交する二つの端面２ａ，２ｂを、それぞれ
突出壁１ａ，１ｂに当接させることで、フォトインタラ
プタ２を位置決めしつつベース１に固定していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような位置決め手法では、ベース１に突出壁１ａを形成
する際に本来の設定位置からずれて突出壁１ａが形成さ
れ、あるいは、透過型フォトインタラプタ２における端
面２ａと間隙部２ｃとの間隔が本来の設定寸法からずれ
て形成される場合がある。

【０００５】このような誤差等がある状態で、フォトイ
ンタラプタ２がベース１に取り付けられると、これら誤
差の積み重ねにより、本来設定されるべき位置からずれ
た位置に間隙部２ｃが位置付けられることになる。した
がって、間隙部２ｃに進入する際に、被検出板３が間隙
部２ｃの内側面に接触して擦れたり、あるいは、ずれ量
が大きい場合は、被検出板３がフォトインタラプタ２の
上面に衝突して間隙部２ｃに進入できない、といった不
都合を招くことになる。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みて成されたもの
であり、その目的とするところは、簡単な構造にして、
透過型のフォトインタラプタをベースに組み付ける際
に、高精度に位置決めすることができ、確実に位置検出
を行なうことができる位置検出装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の位置検出装置
は、所定幅の間隙部を画定する本体、間隙部を挟んだ両
側の位置に配置された発光部及び受光部を有する透過型
のフォトインタラプタと、フォトインタラプタを固定す
るベースと、ベースに対して移動自在に支持されると共
に間隙部に進入し得る被検出体とを備え、被検出体が発
光部から発せられる光を遮光することで、被検出体の位
置を検知する位置検出装置であって、上記ベースは、間
隙部に嵌合されてフォトインタラプタの位置決めを行な
う位置決め部を有する、ことを特徴としている。この構
成によれば、間隙部に位置決め部が嵌合されることによ
り、フォトインタラプタの間隙部が、ベースに対して直
接位置決めされる。したがって、寸法誤差等の積み重ね
も生じず、高精度な位置決めが行なわれて、被検出体は
間隙部の側面等に接触することなく、間隙部に進入して
遮光を行なうことができる。

【０００８】上記構成において、位置決め部は、ベース
に対して一体的に成形されている、構成を採用できる。
この構成によれば、位置決め部がベースに一体的に成形
されるため、別体として形成された位置決め部をベース
に結合する場合に比べて、成形誤差のみを管理するだけ
でよく、より高精度な位置決めを行なうことができる。

【０００９】上記構成において、位置決め部の幅は、間
隙部の所定幅以下でかつ被検出体の幅よりも大きい、構
成を採用できる。この構成によれば、位置決め部が間隙
部に嵌合された状態で、被検出体は必ず間隙部の内部に
収まる寸法となるため、被検出体が間隙部の側面に接触
するのをより確実に防止することができる。

【００１０】上記構成において、ベースは、間隙部の幅
方向と垂直な方向において本体の端面に当接する当接部
を有し、位置決め部は当接部に連続して形成されてい
る、構成を採用できる。この構成によれば、間隙部に位
置決め部を嵌合させつつ本体の端面を当接部に当接させ
ることにより、あるいは、本体の端面を当接部に当接さ
せつつ間隙部に位置決め部を嵌合させることにより、同
時に二方向の位置決めを行ないつつ、フォトインタラプ
タをベースに固定することができる。これにより、位置
決め及び取り付け作業を容易に行なうことができる。

【００１１】上記構成において、被検出体は、レンズを
保持すると共にベースに対して光軸方向に移動自在に支
持されたレンズ保持部材に一体的に形成されている、構
成を採用できる。この構成によれば、レンズ保持部材の
光軸方向における位置を検出する位置検出装置におい
て、ベースに対するフォトインタラプタとレンズ保持部
材の被検出体との位置決めを、簡単な構造で、高精度に
行なうことができる。これにより、レンズ保持部材の光
軸方向における位置を、被検出体の接触等を生じること
なく、確実に検出することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照しつつ説明する。図１ないし図５
は、本発明に係る位置検出装置をレンズ駆動装置に適用
した一実施形態を示すものであり、図１は正面図、図２
は側断面図、図３は底断面図、図４はベースと透過型の
フォトインタラプタとの関係を示す分解斜視図、図５は
それぞれの寸法上の関係を示す平面図である。

【００１３】このレンズ駆動装置は、図１ないし図３に
示すように、略矩形形状をなすベース１０、ベース１０
に結合されて全体を覆うカバー２０、レンズ保持部材３
０、レンズ保持部材３０を光軸方向に案内するガイドシ
ャフト４０、レンズ保持部材３０を光軸方向に駆動する
駆動機構５０、光軸方向におけるレンズ保持部材３０の
位置を検出する透過型のフォトインタラプタ６０等を備
えている。

【００１４】ベース１０は、種々の部品を取り付ける際
の基準となるものであり、その背面側には、図２に示す
ように、フェースプレート１１及び撮像素子としてのＣ
ＣＤ１２が取り付けられている。また、ベース１０の前
面（内側）には、図１ないし図３に示すように、フォト
インタラプタ６０を取り付けるべく突出した突出ベース
１３、駆動機構５０の一部を形成するステップモータ５
１を取り付けるべく張り出した張出ベース１４、ガイド
シャフト４０を嵌合して固定する固定部１５等が、一体
的に型成形されている。そして、特に、光軸方向Ｌに垂
直な平面上における突出ベース１３と固定部１５との位
置関係は、レンズ保持部材３０とフォトインタラプタ６
０との相対的な位置関係を決める基準となるため、型成
形に際して、両者間の寸法が高精度に管理されている。

【００１５】カバー２０は、ベース１０に結合されて全
体を覆うものであり、その光軸方向Ｌの前方には、開口
部２１が形成され、さらに開口部２１の前方から、レン
ズを保護するカバーキャップ２２が取り付けられてい
る。

【００１６】レンズ保持部材３０は、図１及び図２に示
すように、光軸方向Ｌにおいて順次に配列されたレンズ
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５を保持する筒状部３１、
レンズＧ２とレンズＧ３との間において露光用の開口部
を開閉するシャッタ機構Ｓを保持する板状部３２、ガイ
ドシャフト４０が挿入される連結孔３３ａをもつ案内連
結部３３、ガイドシャフト４０を挟むように係合される
Ｕ字溝部３４、後述するリードスクリュー５４が螺合さ
れる雌ネジ部３５ａをもつ駆動連結部３５、案内連結部
３３から突出して形成された被検出体としての被検出板
３６、等により形成されている。

【００１７】ガイドシャフト４０は、その一端部がベー
ス１０に一体的に成形された固定部１５の嵌合孔１５ａ
に嵌合され、又、その他端部がカバー２０に形成された
嵌合孔２３に嵌合されて、レンズ保持部材３０を光軸方
向Ｌに高精度に案内するように、ベース１０に対して堅
固に結合されている。すなわち、案内連結部３３（連結
孔３３ａ）に挿入された一方のガイドシャフト４０が、
レンズ保持部材３０の傾きを防止し、又、Ｕ字溝部３４
に係合された他方のガイドシャフト４０がレンズ保持部
材３０の回転を防止して、レンズ保持部材３０を光軸方
向Ｌに高精度に位置決めしつつ案内するようになってい
る。

【００１８】駆動機構５０は、図１及び図３に示すよう
に、ステップモータ５１、ステップモータ５１の出力軸
５１ａに結合された第１歯車５２、第１歯車５２に噛合
する第２歯車５３、第２歯車５３と一体的に回転するよ
うに結合されたリードスクリュー５４等により形成され
ている。

【００１９】図３に示すように、ステップモータ５１
は、ベース１０に一体的に形成された張出ベース１４に
載置され、その嵌合孔１４ａに嵌合されて位置決めされ
ると共にネジ（不図示）等により締結されている。リー
ドスクリュー５４は、外周面の一部にレンズ保持部材３
０の駆動連結部３５（雌ネジ部３５ａ）と螺合する雄ネ
ジ部５４ａを有し、その一端部がベース１０の軸受孔１
６に挿入され、その他端部がカバー２０の軸受穴２４に
挿入されて、回動自在に支持されている。したがって、
ステップモータ５１が回転すると、第１歯車５２及び第
２歯車５３を介してリードスクリュー５４が回転し、レ
ンズ保持部材３０を光軸方向Ｌに移動させて、ＣＣＤ１
２の撮像面に対して変倍動作を行なうようになってい
る。

【００２０】ここでは、ステップモータ５１の出力軸５
１ａとリードスクリュー５４とが平行に配置されている
ため、例えば、両者が一直線上に並ぶような構造のもの
に比べて、光軸方向Ｌにおいて装置を薄型化できる。ま
た、第１歯車５２及び第２歯車５３を介することによ
り、出力軸５１ａからリードスクリュー５４までの減速
比を適宜任意の値に選定することができる。したがっ
て、リードスクリュー５４のネジピッチを小さくしなく
ても、レンズ保持部材３０の移動ピッチすなわち駆動さ
せる場合の分解能を小さくすることができる。

【００２１】透過型のフォトインタラプタ６０は、図４
及び図５に示すように、発光部６１ａと受光部６１ｂと
を内蔵し輪郭が略立方体形状に形成された本体６１、本
体６１の後方から突出する端子６２、発光部６１ａと受
光部６１ｂとの間において所定幅Ｗ１にて形成された間
隙部（スリット）６３等により形成されている。そし
て、間隙部６３に被検出板３６が進入して、発光部６１
ａから受光部６１ｂへ向かう光線Ｂを遮光すると、この
時点をもって被検出板３６すなわちレンズ保持部材３０
の光軸方向Ｌにおける位置（例えば、ホームポジショ
ン）が検出されるようになっている。

【００２２】一方、フォトインタラプタ６０を取り付け
る突出ベース１３には、図４及び図５に示すように、本
体６１の下面６１ｃを載置する平面部１３ａ、間隙部６
３の幅方向（Ｙ方向）と垂直な方向（Ｘ方向）における
本体６１の端面６１ｄを当接させる当接部１３ｂ、当接
部１３ｂに連続して形成され間隙部６３に嵌合される位
置決め部としての嵌合部１３ｃ、当接部１３ｂの端部に
連続して形成された案内部１３ｄ等が、一体的に成形さ
れている。

【００２３】嵌合部１３ｃは、図４及び図５に示すよう
に、平面部１３ａからの高さがＨ１で幅がＷ３をなす直
方体形状に形成されており、間隙部６３に隙間なく嵌合
するように、すなわち、嵌合部１３ｃの両側面１３ｃ´
が、間隙部６３の両側面６３´に密接して結合されるよ
うになっている。ここで、嵌合部１３ｃの幅Ｗ３は、間
隙部６３の所定幅Ｗ１と同一か又は隙間嵌め（ルーズフ
ィット）が行なえるように若干小さく設定されている。
また、嵌合部１３ｃと案内部１３ｄとの間隔Ｗ４は、発
光部６１ａが内蔵された側の幅Ｗ２よりも大きくなるよ
うに設定されている。さらに、幅Ｗ３は、被検出板３６
の幅Ｗ５よりも大きく設定されている。すなわち、間隙
部６３の所定幅Ｗ１、嵌合部１３ｃの幅Ｗ３、及び被検
出板３６の幅Ｗ５との間には、Ｗ１≧Ｗ３＞Ｗ５、とい
う関係が成立している。具体的な寸法としては、例え
ば、間隙部６３の所定幅Ｗ１が約１．０ｍｍ、被検出板
３６の幅Ｗ５が約０．５ｍｍであり、嵌合部１３ｃの幅
Ｗ３は１．０ｍｍ以下でかつ０．５ｍｍよりも大きく設
定される。

【００２４】したがって、図４に示すように、フォトイ
ンタラプタ６０を、例えばＸ方向から近付けて突出ベー
ス１３に固定する場合には、本体６１の側面６１ｅを案
内部１３ｄに沿わせて移動させ、適宜微調整しつつ間隙
部６３に嵌合部１３ｃを嵌合させ、さらに端面６１ｄを
当接部１３ｂに当接させて位置決めし、その後所望の固
着手段（締結ネジ、接着剤等）により固着される。尚、
嵌合部１３ｃの嵌め合いをしまり嵌め（タイトフィッ
ト）として、この嵌合力により固定してもよい。

【００２５】ここで、案内部１３ｄの高さＨ２を、嵌合
部１３ｃの高さＨ１よりも高めに設定することにより、
Ｘ方向からの取り付けの際に、フォトインタラプタ６０
をよりスムーズに案内させることができる。また、当接
部１３ｂの高さＨ３を、被検出板３６の移動に支障のな
い範囲で、嵌合部１３ｃの高さＨ１よりも高めに設定す
ることにより、Ｚ方向からの取り付けの際に、端面６１
ｄを当接部１３ｂに接触させた状態で下方に移動させる
ことで、Ｘ方向の位置決めを行ないつつ、フォトインタ
ラプタ６０をよりスムーズに案内させることができる

【００２６】このように、簡単な手順により、Ｘ方向と
Ｙ方向（間隙部６３の幅方向）との位置決めを同時に行
なうことができる。ここで、Ｗ４＞Ｗ２の関係になって
いるため、フォトインタラプタ６０のＹ方向の位置決め
は、案内部１３ｄと当接部１３ｂによってではなく、嵌
合部１３ｃと間隙部６３との嵌合関係のみにより行なわ
れる。すなわち、フォトインタラプタ６０の間隙部６３
が、嵌合部１３ｃにより直接位置決めされるため、誤差
の積み重ねがなく、被検出板３６に対する間隙部６３の
位置決めが高精度に行なわれる。

【００２７】嵌合部１３ｃの形状としては、図６（ａ）
に示すように、先端側の角を丸く形成した湾曲部１３ｃ
´´とすることにより、Ｘ方向からの嵌合作業を容易に
し、又、図６（ｂ）に示すように、上面側の両端部を丸
く形成した湾曲部１３ｃ´´´とすることにより、Ｚ方
向からの嵌合作業を容易にすることができる。また、両
方の湾曲部１３ｃ´´、１３ｃ´´´を兼ね備えること
により、Ｘ方向及びＹ方向いずれの方向から取り付けら
れる場合でも、嵌合作業を容易にすることができる。さ
らに、図１及び図５（ｂ）中の二点鎖線で示すように、
Ｙ方向の反対側に案内部１３ｄを追加して２個とするこ
とにより、嵌合作業の際に、フォトインタラプタ６０を
よりスムーズに案内することができる。

【００２８】上記構成において、突出ベース１３（ベー
ス１０）と、フォトインタラプタ６０と、被検出板３６
とにより、ベース１０に対して光軸方向Ｌに移動自在に
支持されたレンズ保持部材３０の光軸方向Ｌにおける位
置（ここでは、ホームポジション）を検出する位置検出
装置が構成されている。

【００２９】次に、レンズ駆動装置の動作について簡単
に説明すると、ステップモータ５１が回転すると、第１
歯車５２及び第２歯車５３を介してリードスクリュー５
４が回転させられる。すると、雄ネジ部５４ａと雌ネジ
部３５ａとの螺合により、レンズ保持部材３０が光軸方
向に移動させられる。そして、レンズ保持部材３０が光
軸方向Ｌの後方に向けて移動すると、被検出板３６が間
隙部６３に接触することなく進入して、発光部６１ａか
ら受光部６１ｂに向かう光を遮断する。この遮断（遮
光）の時点をもって、レンズ保持部材３０のホームポジ
ションが検出される。一方、ステップモータ５１が逆向
きに回転すると、リードスクリュー５４が逆回りに回転
して、レンズ保持部材３０は光軸方向Ｌの前方に向けて
移動させられ、被検出板３６も間隙部６３の側面６３´
に接触することなく移動して、遮光状態を解除する。

【００３０】この一連の動作においては、上記のように
フォトインタラプタ６０の間隙部６３が、ベース１０
（突出ベース１３）の嵌合部１３ｃにより、被検出板３
６に対して直接位置決めされているため、被検出板３６
は間隙部６３の側面６３´と接触することなく、スムー
ズに移動でき、これにより、高精度な検出動作が行なわ
れる。

【００３１】上記実施形態においては、本発明に係る位
置検出装置を、レンズ駆動装置に適用した例を示した
が、これに限定されるものではなく、ベースに対してフ
ォトインタラプタ６０を取り付け、ベースに対して移動
する被検出体の位置を検出するような関係が成立するも
のであれば、その他の装置にも適用することができる。
また、上記実施形態においては、フォトインタラプタ６
０の間隙部６３に嵌合する位置決め部としての嵌合部１
３ｃを、突出ベース１３（ベース１０）に一体的に成形
した例を示したが、これに限定されるものではなく、ベ
ース１０（突出ベース１３）とは別個に形成された嵌合
部材を、ベースの所定位置に取り付ける構成であっても
よい。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の位置検出装
置によれば、ベースにフォトインタラプタを位置決めし
て固定するにあたり、ベースに設けた位置決め部を間隙
部に嵌合させて位置決めするようにしたことにより、フ
ォトインタラプタの間隙部がベースに対して直接位置決
めされるため、製造誤差あるいは組み付け誤差等の積み
重ねを防止でき、同様にベースに対して位置決めされて
所定方向に移動する被検出体との位置決めを高精度に行
なうことができる。これにより、被検出体と間隙部との
接触等を防止でき、位置の検出を確実に行なうことがで
きる。位置決め部をベースに対して一体的に成形するこ
とにより、別体として形成される場合に比べて、成形誤
差のみを管理するだけでよく、より高精度な位置決めを
行なうことができる。また、位置決め部の幅を、間隙部
の所定幅以下でかつ被検出体の幅よりも大きく設定する
ことにより、被検出体が間隙部の側面に接触するのをよ
り確実に防止することができる。さらに、間隙部の幅方
向と垂直な方向において本体の端面に当接する当接部を
設け、位置決め部を当接部に連続して形成することによ
り、位置決め及び取り付け作業を容易にできる。特に、
被検出体がレンズ保持部材に一体的に形成されている場
合は、レンズ保持部材の光軸方向における位置例えばホ
ームポジションを、被検出体の接触等を生じることなく
確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る位置検出装置を備えたレンズ駆動
装置の正面図である。

【図２】図１に示すレンズ駆動装置の側断面図である。

【図３】図１に示すレンズ駆動装置を下側から見た断面
図である。

【図４】本発明に係る位置検出装置の一実施形態を示す
分解斜視図である。

【図５】図４に示すフォトインタラプタ、突出ベース、
被検出板相互の関係を示すものであり、（ａ）はフォト
インタラプタの平面図、（ｂ）は位置決め部をもつ突出
ベースの平面図、（ｃ）は被検出板の平面図である。

【図６】（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明に係る位置
決め部の他の実施形態を示す斜視図である。

【図７】従来の位置検出装置におけるフォトインタラプ
タの取り付け関係を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１０ベース１３突出ベース１３ａ平面部１３ｂ当接部１３ｃ嵌合部（位置決め部）１３ｄ案内部２０カバー３０レンズ保持部材３３案内連結部３３ａ連結孔３４Ｕ字溝部３５駆動連結部３５ａ雌ネジ部３６被検出板（被検出体）４０ガイドシャフト５０駆動機構５４リードスクリュー５４ａ雄ネジ部６０フォトインタラプタ６１本体６１ａ発光部６１ｂ受光部６１ｄ端面６３間隙部６３´ 側面Ｗ１間隙部の所定幅Ｗ３嵌合部（位置決め部）の幅Ｗ５被検出板（被検出体）の幅Ｙ間隙部の幅方向Ｘ間隙部の幅方向と垂直な方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA01 AA20 BB01 BB24 FF02 HH15 PP22 2H044 AJ06 5F089 BA02 BB04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定幅の間隙部を画定する本体、前記間
隙部を挟んだ両側の位置に配置された発光部及び受光部
を有する透過型のフォトインタラプタと、前記フォトイ
ンタラプタを固定するベースと、前記ベースに対して移
動自在に支持されると共に前記間隙部に進入し得る被検
出体とを備え、前記被検出体が前記発光部から発せられ
る光を遮光することで、前記被検出体の位置を検知する
位置検出装置であって、前記ベースは、前記間隙部に嵌合されて前記フォトイン
タラプタの位置決めを行なう位置決め部、を有する、こ
とを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】前記位置決め部は、前記ベースに対して
一体的に成形されている、ことを特徴とする請求項１記
載の位置検出装置。
【請求項３】前記位置決め部の幅は、前記間隙部の所
定幅以下でかつ前記被検出体の幅よりも大きい、ことを
特徴とする請求項１又は２記載の位置検出装置。
【請求項４】前記ベースは、前記間隙部の幅方向と垂
直な方向において前記本体の端面に当接する当接部を有
し、前記位置決め部は、前記当接部に連続して形成されてい
る、ことを特徴とする請求項３記載の位置検出装置。
【請求項５】前記被検出体は、レンズを保持すると共
に前記ベースに対して光軸方向に移動自在に支持された
レンズ保持部材に一体的に形成されている、ことを特徴
とする請求項１ないし４いずれかに記載の位置検出装
置。