JP2004028724A - Rotation detector and lens driving device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転する被検出体の回転情報を検出する回転検出器及びこれを用いたレンズ駆動装置に関し、特に、被検出体に連動するロータと透過型の光センサとを備えた回転検出器及びレンズ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
カメラ等に搭載されるレンズ駆動装置としては、モータにより歯車等を介してカム筒等を回転させ、レンズ鏡筒を光軸方向に往復動させて変倍(ズーム)調整を行なうものが知られている。この装置においては、レンズ鏡筒の繰り出し位置を検出するために、透過型の光センサとロータとを備えた回転検出器を採用し、この回転検出器から得られる情報に基づいて、変倍動作(ズーミング)及び合焦動作(フォーカシング)の制御を行なっている。
【0003】
この回転検出器は、図9(a)に示すように、回転軸1a周りに放射状に等間隔で配置された3枚の羽根1bを含むロータ1と、発光素子及び受光素子を含む透過型の光センサ(フォトインタラプタ)2とからなる。そして、羽根1bが受光素子に入射する光を遮断することにより、図9(b)に示すようにON/OFF信号が得られることを利用して、ロータ1に連動するモータの回転量、すなわち、レンズ鏡筒の変倍位置(ズーム量)を検出するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなレンズ駆動装置において、レンズ鏡筒を繰り出し及び繰り込み駆動するには、モータを正転及び逆転させるため、モータの回転方向を検出する必要がある。また、モータと歯車等を介して連動するロータ1との間には、バックラッシュ等が発生するため両者の回転にずれを生じる場合があり、この回転ずれを解消するには、ロータ1の回転方向を検出し、その情報に基づき回転ずれを補正する手法が挙げられる。
ところで、回転方向を検出するためには、光センサ2として、二組の発光素子及び受光素子を備えた光センサを一つ採用する手法、あるいは、一組の発光素子及び受光素子を備えた光センサとロータの組を二組採用する手法が挙げられるが、これらの手法では、部品点数の増加、コストの増加、装置の大型化等を招くことになる。
【0005】
また、上記従来のロータ1においては、特に高速で回転する際に、それぞれの羽根1bのエッジにより風切り音等の騒音が発生する場合がある。したがって、このような回転検出器が、撮影者にとって耳障りであったり、録音可能なデジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等のレンズ駆動装置に適用されると、雑音として録音されてしまうという問題があった。
【0006】
本発明は、上記従来技術の問題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、構造の簡略化、部品点数の削減等による装置の小型化、低コスト化等を図り、被検出体の回転量及び回転方向等の回転に関する情報を高精度に検出できる回転検出器及びこれを用いたレンズ駆動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】
本発明の回転検出器は、発光素子から受光素子に入射する光量に応じて信号を出力する透過型の光センサと、発光素子と受光素子との間の光路を横切るように放射状に配列された複数の羽根を有するロータとを備え、羽根が光路を横切ることで変化する光センサの出力信号に基づいてロータと連動する被検出体の回転に関する情報を検出する回転検出器であって、上記複数の羽根は、光の透過量が異なる羽根を含む、ことを特徴としている。
この構成によれば、複数の羽根には、光の透過量が異なる羽根が含まれるため、ロータが一方向に回転する場合と他方向に回転する場合とで、異なる出力波形を得ることができる。これにより、部品点数の増加を招くことなく、簡単な構造にして、被検出体の回転量及び回転方向を検出することができる。
【0008】
上記回転検出器において、複数の羽根は、光の透過を遮断する遮断羽根と、所定量の光の透過を許容する透過羽根とを含む、構成を採用できる。
この構成によれば、光センサに対して、遮断羽根が介在するときの信号、透過羽根が介在するときの信号、及び羽根が介在しないときの信号からなる三値の信号が得られる。したがって、回転方向に応じてこれら三つの信号が発生する順序が異なる出力波形が得られ、被検出体の回転量及び回転方向を検出することができる。
【0009】
上記回転検出器において、複数の羽根のうち少なくとも一つの羽根は、光の透過量が異なる少なくとも二つの領域を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、ロータが一つの羽根の角度分を往復動するだけで、異なる出力波形が得られるため、より迅速かつ高精度に被検出体の回転量及び回転方向を検出することができる。
【0010】
上記回転検出器において、複数の羽根は、光の透過を許容する透明な材料により、お互いの間が一体的に連結されて円板状に形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、複数の羽根同士の間が一体的に連結されてエッジが形成されない円板形状となっているため、ロータが高速回転しても、風切り音等の発生を防止できる。
【0011】
上記回転検出器において、複数の羽根は、光の透過を許容する透明な樹脂材料にて形成された円板に表面処理を施して、光の透過量が異なる部分を画定することにより形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、ロータの構造及び製造が簡略化され、低コスト化を行なえる。また、表面処理(例えば、膜の塗布、膜の印刷等)のパターンを適宜変更することにより、光の透過量が異なる部分を、必要に応じて種々のパタ−ンに容易に形成することができる。
【0012】
本発明のレンズ駆動装置は、被写体の撮影倍率を変えるためのレンズを含む変倍光学系と、変倍光学系を駆動して光軸方向に移動させるモータを含む駆動機構と、モータの回転に関する情報を検出する回転検出器と、を備えたレンズ駆動装置であって、上記回転検出器は、発光素子から受光素子に入射する光量に応じて信号を出力する透過型の光センサと、発光素子と受光素子との間の光路を横切るように放射状に配列された複数の羽根を有しかつモータに連動するロータとを備え、複数の羽根は、光の透過量が異なる羽根を含む、ことを特徴としている。
この構成によれば、複数の羽根には、光の透過量が異なる羽根が含まれるため、ロータが一方向に回転する場合と他方向に回転する場合とで、異なる出力波形を得ることができる。これにより、部品点数の増加を招くことなく、簡単な構造にして、モータの回転量及び回転方向を検出でき、変倍光学系を所望の変倍位置に高精度に位置決めできる。
【0013】
上記レンズ駆動装置において、複数の羽根は、光の透過を遮断する遮断羽根と、所定量の光の透過を許容する透過羽根とを含む、構成を採用できる。
この構成によれば、光センサに対して、遮断羽根が介在するときの信号、透過羽根が介在するときの信号、及び羽根が介在しないときの信号からなる三値の信号が得られる。すなわち、回転方向に応じてこれら三種類の信号の発生順序が異なる出力波形が得られるため、モータの回転量及び回転方向を確実に検出でき、変倍光学系を所望の変倍位置に高精度に位置決めできる。
【0014】
上記レンズ駆動装置において、複数の羽根のうち少なくとも一つの羽根は、光の透過量が異なる少なくとも二つの領域を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、ロータが一つの羽根の角度分を往復動するだけで異なる出力波形が得られるため、より迅速かつ高精度にモータの回転量及び回転方向を検出でき、変倍光学系を所望の変倍位置に微調整しつつ高精度に位置決めできる。
【0015】
上記レンズ駆動装置において、複数の羽根は、光の透過を許容する透明な材料により、お互いの間が一体的に連結されて円板状に形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、複数の羽根同士の間が一体的に連結されてエッジが形成されない円板形状となっているため、ロータが高速回転しても、風切り音等の発生を防止でき、特に、この装置が録音可能なデジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等に搭載された際に、ロータに起因する騒音が録音されるのを防止できる。
【0016】
上記レンズ駆動装置において、複数の羽根は、光の透過を許容する透明な樹脂材料にて形成された円板に表面処理を施して、光の透過量が異なる部分を画定することにより形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、ロータの構造及び製造が簡略化されて、低コスト化を行なえ、又、表面処理のパターンを適宜変更することで、光の透過量が異なる部分を必要に応じて種々のパタ−ンに容易に形成できるため、多種多量生産は勿論のこと、多種少量生産のレンズ駆動装置であっても、低コスト化を達成できる。
【0017】
【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4は、本発明に係るレンズ駆動装置及び回転検出器の一実施形態を示すものであり、図1は装置の正面図、図2は内部構造を示す断面図、図3は回転検出器を示す斜視図及び出力信号を示す波形図、図4は回転検出器の正回転及び逆回転での出力信号を示す波形図である。
【0018】
このレンズ駆動装置は、図1及び図2に示すように、略矩形形状の輪郭をなしローパスフィルタ11及びCCD(電荷結合素子)12等が取り付けられるベース10、ベース10に固着され光軸方向Lに軸心をもつ円筒状の固定筒20、固定筒20の内側において回転及び直進自在に支持された円筒カム30、円筒カム30の内側において光軸方向Lに移動自在に支持された第1レンズ群40及び第2レンズ群50、ベース10に対して光軸方向Lに移動自在に支持された第3レンズ群60、円筒カム30に駆動力を伝えて第1レンズ群40及び第2レンズ群50を駆動する駆動機構70、第3レンズ群60を駆動する駆動機構80、駆動機構70の回転情報を検出する回転検出器100、円筒カム30のホームポジションを検出する検出器130、駆動機構70,80の駆動を制御する制御回路等を備えている。
【0019】
円筒カム30は、図2に示すように、外周面に形成された3つのフォロワーピン31(図では一部を省略)及び弧状歯車部32、第1レンズ群40及び第2レンズ群50にカム作用を及ぼすべくそれぞれ3つずつ内周面に形成されたカム溝33,34(図では一部を省略)、第1レンズ群40及び第2レンズ群50の回転を規制しつつ光軸方向Lへ案内するガイド筒35等を備えている。3つのフォロワピン31は、固定筒20に形成された3つのカム溝21(図では一部を省略)に挿入されており、円筒カム30は、駆動機構70により回転させられることで、光軸方向Lにおいて前進及び後退する。
【0020】
第1レンズ群40は、図2に示すように、レンズG1、レンズG1を保持するレンズ枠41、レンズ枠41に形成されそれぞれのカム溝33に挿入された3つのフォロワピン42(図では一部を省略)等を備えている。そして、円筒カム30が回動すると、第1レンズ群40は光軸方向Lにおいて前進及び後退する。
【0021】
第2レンズ群50は、図2に示すように、レンズG2、レンズG2を保持するレンズ枠51、レンズ枠51に形成されそれぞれのカム溝34に挿入された3つのフォロワーピン52(図では一部を省略)、レンズ枠51に固定されたシャッタユニットS等を備えている。そして、円筒カム30が回動すると、第2レンズ群50は、光軸方向Lにおいて前進及び後退する。
すなわち、第1レンズ群40及び第2レンズ群50は、CCD12の結像面における被写体の撮影倍率を変えるための変倍光学系として機能する。
【0022】
第3レンズ群60は、図2に示すように、レンズG3、レンズG3を保持するレンズ枠61を備えている。レンズ枠61には、固定筒20の外側においてナットが保持されている。
駆動機構80は、ステップモータ81、レンズ枠61に保持されたナットに螺合しステップモータ81により駆動されるリードスクリュー等により形成されている。そして、ステップモータ81が回転すると、リードスクリュー及びナットを介して、第3レンズ群60が光軸方向Lにおいて前進又は後退する。
すなわち、第3レンズ群60は、第1レンズ群40及び第2レンズ群50の変倍動作に伴なって、CCD12の結像面における被写体の焦点がずれた場合に、その被写体に焦点を合わせる合焦動作(フォーカシング)を行なう合焦光学系として機能する。
【0023】
駆動機構70は、図1及び図2に示すように、ベース10に固定されたDCモータ71、その駆動軸71aに固着され歯車72aを一体的に備えるウォーム72、ベース10に支持されウォーム72に噛合するウォームホイール73、ウームホイール73と同軸にて一体的に形成されたウォーム74、ベース10に支持されウォーム74に噛合するウォームホイール75、ウォームホイール75と同軸にて一体的に形成された歯車76、ベース10及び固定筒20に支持され歯車76及び弧状歯車部32に噛合する歯車77等により形成されている。
【0024】
回転検出器100は、図1及び図2に示すように、歯車72aに噛合する歯車101を介して回転させられるロータ110と、透過型の光センサ120とにより形成されて、被検出体としてのDCモータ71の回転に関する情報(回転量及び回転方向)を検出するものである。
ロータ110は、図2に示すように、ベース10の支軸13に回動自在に支持されており、その回転軸周りに放射状に配置された複数(ここでは、3枚)の羽根111と、歯車101に噛合する歯車112とを画定するように樹脂材料により形成されている。
【0025】
複数の羽根111は、図3(a)に示すように、光の透過を遮断する2枚の遮断羽根111aと、所定量の光の透過を許容する1枚の透過羽根111bとにより形成されている。遮断羽根111a及び透過羽根111bは、それぞれ中心角が約60度の扇状に形成され、回転軸S周りに約60度の間隔をあけて(羽根111の中心同士で約120度ごとに)配置されている。
【0026】
ここで、ロータ110は、光を遮断する(例えば不透明な)樹脂材料により形成した遮断羽根111aと、所定量の光を通す(例えば半透明な)樹脂材料により形成した透過羽根111bとを、予め別々に成型した後に一体的に結合することにより形成してもよく、又、所定量の光の透過を許容する(例えば半透明な)樹脂材料により全体を形成し、その後、1枚の羽根はそのまま透過羽根111bとして使用し、2枚の羽根に対して光を透過させないように表面処理を施して、遮断羽根111aを形成してもよい。尚、表面処理としては、塗装あるいは印刷等の手法を採用することができる。
【0027】
透過型の光センサ120は、図2及び図3(a)に示すように、検出光を発する発光素子121と、発光素子121からの検出光を受光する受光素子122とにより形成されており、ロータ110が回転して、羽根111が発光素子121と受光素子122との間の光路を横切ることで、受光素子122に入射する光量に応じた信号が出力される。
光センサ120から出力される信号としては、図3(b)に示すように、光路間に遮断羽根111aが介在するとき信号S1(0V)、光路間に羽根111(111a,111b)が介在しないとき信号S2(Vh)、光路間に透過羽根111bが介在するとき信号S3(Vm)の三種類(三値)からなる信号が連続的に出力される。
【0028】
ここで、上記回転検出器100(ロータ110及び光センサ120)の動作について、図4に基づき説明すると、例えば、ロータ110が図3(a)中の時計回りに回転(正転)しているとすると、図4(a)に示すように、同一の波形が周期Tごとに繰り返されて出力される。
そこで、ロータ110が図3(a)中の時計回りに正転していた状態からP点にて反時計回りに逆転すると、図4(b)に示すように、例えば、2つのS3信号の間にS1信号が1つだけ発生するような正転時の波形と異なる波形が出力される。したがって、この切り替えタイミングP点をもって回転方向が変化したことを検出することができる。
【0029】
上記駆動機構70においては、DCモータ71が回転すると、ウォーム72、ウォームホイール73、ウォーム74、ウォームホイール75、歯車76、歯車77を介して、円筒カム30が回転し、第1レンズ群40及び第2レンズ群50は光軸方向Lにおいてそれぞれ前進又は後退する。また、DCモータ71が回転すると、歯車72a及び歯車101を介して、ロータ110(羽根111)が回転し、光センサ120が信号を出力する。
すなわち、DCモータ71の回転により、第1レンズ群40及び第2レンズ50がホームポジションから移動して変倍動作を行なう場合に、回転検出器100は、それらの変倍位置に対応するDCモータ71の回転量を検出すると共に、DCモータ71の回転方向を検出する。
【0030】
次に、上記のレンズ駆動装置がデジタルカメラに搭載された場合の一般的な動作について説明する。
先ず、撮影を行なわない沈胴状態において、第1レンズ群40及び第2レンズ群50は、光軸方向Lの後方に向けて後退した沈胴位置にある。
【0031】
この状態において、操作者がメインスイッチをオンにすると、CCD12が作動し、又、DCモータ71及びステップモータ81が作動して、第1レンズ群40及び第2レンズ群50と第3レンズ群60とを、所定のホームポジション(図2に示す広角端撮影位置)に位置付けると共に自動的に合焦動作を開始する。尚、このとき、第1レンズ群40及び第2レンズ群50のホームポジションは、検出器130により検出される。
【0032】
続いて、この状態から、操作者がズームボタンを押すと、DCモータ71が所定方向に回転して、第1レンズ群40及び第2レンズ群50のズーミング(変倍動作)が開始される。そして、操作者がズームボタンの操作を停止することで、所望のズーミングが完了する。
【0033】
ここで、ズーミング及びズーミングに伴なうフォーカシングの制御においては、回転検出器100により、DCモータ71のホームポジションからの回転量及び回転方向(ズーム位置情報)が検出される。そして、検出されたズーム位置情報と予め記憶部等に記憶された記憶情報とに基づいて、ステップモータ81が駆動され、第3レンズ群60が適宜所望の位置に駆動されてフォーカシングが行なわれる。
【0034】
ここで、駆動機構70に外部から衝撃等が加わって歯車等が逆転しても、DCモータ71の回転に関する情報(回転量及び回転方向)が回転検出器100により高精度に検出されるため、DCモータ71がその検出情報に基づいてフィードバック制御されることで微調整されつつ回転補正されて、第1レンズ群40及び第2レンズ群50が所望のズームング位置(望遠撮影位置)に位置付けられる。その後、操作者がレリーズボタンを押すと、CCD12により被写体の画像が撮影され、画像処理回路により所定の画像処理が成された後、画像記憶部に記憶される。
【0035】
一方、第1レンズ群40及び第2レンズ群50が、所定の望遠撮影位置から広角端撮影位置へ繰り込まれる場合は、DCモータ71が逆回転し、所定の回転量に達した時点で停止する。このズーミング制御においても、回転検出器100がDCモータ71の回転量及び回転方向を高精度に検出するため、第1レンズ群40及び第2レンズ群50は、広角端撮影位置に高精度に位置決めされる。
そして、検出器130が、円筒カム30がホームポジションに達したことを検出すると、この検出信号に基づいて、回転検出器100での検出パルスの初期化が行なわれる。
このように、光の透過量が異なる羽根を含むロータ110を用いた回転検出器100を採用することで、変倍光学系(40,50)さらには合焦光学系(60)を確実に駆動制御でき、又、高精度に位置決めすることができる。
【0036】
図5(a)は、本発明に係る回転検出器の他の実施形態を示すものである。この回転検出器200は、ロータ210と、前述の光センサ120とにより形成されている。
ロータ210は、図5(a)に示すように、その回転軸S周りに放射状に配置されて光の透過を遮断する2枚の遮断羽根211a及び所定量の光の透過を許容する1枚の透過羽根211bと、羽根211a,211b同士の間を連結する3枚の透明板211cと、歯車101に噛合する歯車212とを画定するように樹脂材料により形成されている。
ここでは、遮断羽根211a及び歯車212が一体的に形成された後、透過羽根211b及び透明板211cが一体的に結合されている。
【0037】
この回転検出器200によれば、前述の図4に示すような出力信号が得られるため、被検出体(DCモータ71等)の回転量及び回転方向が高精度に検出される。また、ロータ210が円板状に形成さているため、羽根211a,211bのエッジが無くなり、ロータ210が高速で回転しても風切り音等の発生が防止される。したがって、録音可能なデジタルビデオカメラ等のレンズ駆動装置において、この回転検出器200が採用されると、ロータ210に起因した騒音が録音されることはなく、所望の音だけが録音される。
【0038】
図5(b)は、本発明に係る回転検出器の他の実施形態を示すものである。この回転検出器300は、ロータ310と、前述の光センサ120とにより形成されている。
ロータ310は、図5(b)に示すように、歯車312を一体的に備えるように、光の透過を許容する透明な樹脂材料を用いて円板311が形成され、この円板311に表面処理を施して、回転軸S周りに放射状に配置されて光の透過を遮断する2つの遮断羽根313aと所定量の光の透過を許容する1つの透過羽根313bとが画定されている。
この表面処理としては、不透明塗料及び半透明塗料の塗布、あるいは、不透明樹脂材及び半透明樹脂材の印刷等を採用できる。
【0039】
この回転検出器300によれば、前述の図4に示すような出力信号が得られるため、被検出体(DCモータ71等)の回転量及び回転方向が高精度に検出される。また、ロータ310が円板状に形成さているため、高速で回転しても風切り音等の発生が防止される。したがって、録音可能なデジタルビデオカメラ等のレンズ駆動装置において、この回転検出器300が採用されると、ロータ310に起因した騒音が録音されることはなく、所望の音だけが録音される。
さらに、ロータ310の製造が簡略化されて、製造コストが低減され、又、表面処理のパターンを適宜変更することで、光の透過量が異なる部分を必要に応じて種々のパターンに形成できるため、多種少量生産の場合であっても低コスト化を達成できる。
【0040】
図6は、本発明に係る回転検出器の他の実施形態を示すものである。この回転検出器400は、ロータ410と、前述の光センサ120とにより形成されている。
ロータ410は、図6(a)に示すように、その回転軸S周りに放射状に配置されてた3枚の羽根411と、歯車412とを画定するように樹脂材料により形成されている。各々の羽根411は、光の透過を遮断する遮断領域411aと、所定量の光の透過を許容する透過領域411bと、により形成されている。すなわち、各々の羽根411は、光の透過量が異なる二つの領域を有するように形成されている。
【0041】
この回転検出器400の出力信号としては、ロータ410が時計回りに回転するとき、図6(b)に示すように、光路間に羽根411の遮断領域411aが介在するとき信号S1(0V)、光路間に羽根411が介在しないとき信号S2(Vh)、光路間に羽根411の透過領域411bが介在するとき信号S3(Vm)の三種類(三値)からなる信号が連続的に出力される。
【0042】
ここで、上記回転検出器400(ロータ410及び光センサ120)の動作について、図7に基づき説明すると、例えば、ロータ410が図6(a)中の時計回りに回転(正転)しているとすると、図7(a)に示すように、同一の波形が周期Tごとに繰り返されて出力される。
そこで、図7(b)に示すように、ロータ410が図6(a)中の時計回りに正転していた状態からP点にて反時計回りに逆転すると、例えば、S2信号に続けてS3信号が出力される正転時の波形から、S3信号の後にS2信号が続くような正転時の波形とは異なる波形が出力されるため、この切り替えタイミングP点をもって回転方向が変化したことを検出することができる。
この回転検出器400によれば、ロータ410が一つの羽根411の角度分を往復動するだけで異なる波形が得られるため、より迅速かつ高精度に被検出体(DCモータ71等)の回転量及び回転方向を検出することができる。
【0043】
図8(a)は、本発明に係る回転検出器の他の実施形態を示すものである。この回転検出器500は、ロータ510と、前述の光センサ120とにより形成されている。
ロータ510は、図8(a)に示すように、その回転軸S周りに放射状に配置されて光の透過を遮断する2枚の遮断羽根511と、光の透過を遮断する遮断領域512a及び所定量の光の透過を許容する透過領域512bを併せもつ羽根512と、羽根511,512同士の間を連結する3枚の透明板512と、歯車101に噛合する歯車514とを画定するように樹脂材料により形成されている。ここでは、遮断羽根511、羽根512の遮断領域512a及び歯車514が一体的に形成された後、羽根512の透過領域512b及び透明板513が一体的に結合されている。
【0044】
この回転検出器500によれば、前述同様に、被検出体(DCモータ71等)の回転量及び回転方向が高精度に検出される。また、ロータ510が円板状に形成さているため、ロータ510が高速で回転しても風切り音等の発生が防止される。したがって、録音可能なデジタルビデオカメラ等のレンズ駆動装置において、この回転検出器500が採用されると、ロータ510に起因した騒音が録音されることはなく、所望の音だけが録音される。
【0045】
図8(b)は、本発明に係る回転検出器の他の実施形態を示すものである。この回転検出器600は、ロータ610と、前述の光センサ120とにより形成されている。
ロータ610は、図8(b)に示すように、歯車612を一体的に備えるように、光の透過を許容する透明な樹脂材料を用いて円板611が形成され、この円板611に表面処理を施して、回転軸S周りに放射状に配置された3つの羽根613が画定され、それぞれの羽根613が、光の透過を遮断する遮断領域613aと所定量の光の透過を許容する透過領域613bとで形成されている。
この表面処理としては、不透明塗料及び半透明塗料の塗布、あるいは、不透明樹脂材及び半透明樹脂材の印刷等を採用できる。
【0046】
この回転検出器600によれば、前述の図7に示すような出力信号が得られるため、被検出体(DCモータ71等)の回転量及び回転方向が、より迅速かつ高精度に検出される。また、ロータ610が円板状に形成さているため、高速で回転しても風切り音等の発生が防止される。したがって、録音可能なデジタルビデオカメラ等のレンズ駆動装置において、この回転検出器600が採用されると、ロータ610に起因した騒音が録音されることはなく、所望の音だけが録音される。
【0047】
上記実施形態においては、回転検出器を構成するロータとして、3枚の羽根を備えるロータ110,210,310,410,510,610を示したが、これに限定されるものではなく、より多くの枚数の羽根を備えていてもよく、又、ロータを樹脂材料により形成する場合を示したが、光を遮断する部分及び所定量の光を透過する部分等を形成できればその他の材料により形成してもよい。
【0048】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の回転検出器及びレンズ駆動装置によれば、透過型の光センサにおける光路を横切る複数の羽根を有するロータにおいて、複数の羽根に光の透過量が異なる羽根を含む構成としたことにより、ロータが一方向に回転する場合と他方向に回転する場合とで、異なる出力波形を得ることができる。これにより、部品点数の増加を招くことなく、簡単な構造にして、変倍光学系を駆動するモータ等の被検出体の回転量及び回転方向を検出することができる。
特に、複数の羽根同士の間に光の透過を許容する透明な材料を設けて、ロータを円板状に形成することにより、ロータが高速回転しても、風切り音等の発生を防止することができる。したがって、この回転検出器を備えたレンズ駆動装置を、録音可能なデジタルビデオカメラ等に搭載することで、ロータに起因する騒音が録音されるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る回転検出器が適用されたレンズ駆動装置の一実施形態を示す正面図である。
【図2】図1に示すレンズ駆動装置の内部を示す断面図である。
【図3】(a)は本発明に係る回転検出器の一実施形態を示す斜視図、(b)はその出力信号を示す波形図である。
【図4】(a),(b)は図3に示す回転検出器の動作を説明するための波形図である。
【図5】(a),(b)は本発明に係る回転検出器の他の実施形態を示す斜視図である。
【図6】(a)は本発明に係る回転検出器の他の実施形態を示す斜視図、(b)はその出力信号を示す波形図である。
【図7】(a),(b)は図6に示す回転検出器の動作を説明するための波形図である。
【図8】(a),(b)は本発明に係る回転検出器の他の実施形態を示す斜視図である。
【図9】(a)は従来の回転検出器を示す斜視図、(b)はその出力信号を示す波形図である。
【符号の説明】
10 ベース
12 CCD
20 固定筒
30 円筒カム
40 第1レンズ群(変倍光学系)
50 第2レンズ群(変倍光学系)
60 第3レンズ群
70 駆動機構
71 DCモータ
100,200,300,400,500,600 回転検出器
110,210,310,410,510,610 ロータ
111 複数の羽根
111a 遮断羽根
111b 透過羽根
120 透過型の光センサ
121 発光素子
122 受光素子
S 回転軸
211a,313a 遮断羽根
211b,313b 透過羽根
211c 透明板
311 円板
411 複数の羽根
411a 遮断領域
411b 透過領域
511 遮断羽根
512 羽根
512a 遮断領域
512b 透過領域
611 円板
613 複数の羽根
613a 遮断領域
613b 透過領域[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotation detector for detecting rotation information of a rotating object to be detected and a lens driving device using the same, and in particular, a rotation detector including a rotor interlocked with the object to be detected and a transmission type optical sensor. And a lens driving device.
[0002]
[Prior art]
As a lens drive device mounted on a camera or the like, there is known a lens drive device that rotates a cam barrel or the like via a gear or the like by a motor and reciprocates the lens barrel in the optical axis direction to perform a magnification (zoom) adjustment. ing. This apparatus employs a rotation detector having a transmission-type optical sensor and a rotor to detect the extension position of the lens barrel, and performs a zooming operation based on information obtained from the rotation detector. (Zooming) and focusing operation (focusing).
[0003]
As shown in FIG. 9A, the rotation detector includes a
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the lens driving device as described above, in order to extend and retract the lens barrel, it is necessary to detect the rotation direction of the motor in order to rotate the motor forward and backward. In addition, a backlash or the like may occur between the motor and the
By the way, in order to detect the rotation direction, a method of employing one optical sensor having two sets of light-emitting elements and light-receiving elements as the
[0005]
Further, in the above-described
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and aims at simplification of the structure, reduction in the size of the apparatus by reducing the number of parts, and cost reduction, and the like. It is an object of the present invention to provide a rotation detector capable of detecting information about rotation such as the rotation amount and the rotation direction of a detection object with high accuracy, and a lens driving device using the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The rotation detector of the present invention is a transmission-type optical sensor that outputs a signal according to the amount of light incident on the light-receiving element from the light-emitting element, and is radially arranged to cross the optical path between the light-emitting element and the light-receiving element A rotor having a plurality of blades, a rotation detector for detecting information about the rotation of a detection target interlocked with the rotor based on an output signal of an optical sensor that changes as the blades traverse the optical path; Are characterized by including blades having different light transmission amounts.
According to this configuration, since the plurality of blades include blades having different light transmission amounts, different output waveforms can be obtained when the rotor rotates in one direction and when the rotor rotates in the other direction. . Accordingly, the rotation amount and the rotation direction of the detection target can be detected with a simple structure without increasing the number of components.
[0008]
In the rotation detector, the plurality of blades may have a configuration including a blocking blade that blocks transmission of light and a transmission blade that allows transmission of a predetermined amount of light.
According to this configuration, a ternary signal including a signal when the blocking blade is interposed, a signal when the transmission blade is interposed, and a signal when the blade is not interposed is obtained for the optical sensor. Therefore, an output waveform in which the order in which these three signals are generated differs depending on the rotation direction is obtained, and the rotation amount and the rotation direction of the detection target can be detected.
[0009]
In the rotation detector, a configuration may be adopted in which at least one of the plurality of blades has at least two regions having different light transmission amounts.
According to this configuration, different output waveforms can be obtained simply by reciprocating the rotor by the angle of one blade, so that the rotation amount and the rotation direction of the detection target can be detected more quickly and more accurately. .
[0010]
In the rotation detector, a configuration may be adopted in which the plurality of blades are formed in a disc shape by being integrally connected to each other with a transparent material that allows light to pass therethrough.
According to this configuration, since the plurality of blades are integrally connected to each other and have a disk shape in which no edge is formed, even when the rotor rotates at high speed, generation of wind noise and the like can be prevented.
[0011]
In the rotation detector, the plurality of blades are formed by performing a surface treatment on a disk formed of a transparent resin material that allows light to pass therethrough to define portions having different light transmission amounts. Yes, the configuration can be adopted.
According to this configuration, the structure and manufacture of the rotor are simplified, and the cost can be reduced. Also, by appropriately changing the pattern of the surface treatment (for example, coating of a film, printing of a film, etc.), portions having different light transmission amounts can be easily formed in various patterns as necessary. it can.
[0012]
A lens driving device according to the present invention relates to a variable power optical system including a lens for changing a photographing magnification of a subject, a driving mechanism including a motor that drives the variable power optical system to move in the optical axis direction, and rotation of the motor. A rotation detector for detecting information, wherein the rotation detector is a transmission type optical sensor that outputs a signal according to the amount of light incident on the light receiving element from the light emitting element, and a light emitting element And a rotor having a plurality of blades radially arranged so as to cross an optical path between the light receiving element and a rotor linked to a motor, wherein the plurality of blades include blades having different light transmission amounts. Features.
According to this configuration, since the plurality of blades include blades having different light transmission amounts, different output waveforms can be obtained when the rotor rotates in one direction and when the rotor rotates in the other direction. . Accordingly, the rotation amount and the rotation direction of the motor can be detected with a simple structure without increasing the number of components, and the variable power optical system can be positioned at a desired variable power position with high accuracy.
[0013]
In the lens driving device, the plurality of blades may have a configuration including a blocking blade that blocks transmission of light and a transmission blade that allows transmission of a predetermined amount of light.
According to this configuration, a ternary signal including a signal when the blocking blade is interposed, a signal when the transmission blade is interposed, and a signal when the blade is not interposed is obtained for the optical sensor. That is, an output waveform in which the order of generation of these three types of signals is different depending on the rotation direction can be obtained, so that the rotation amount and the rotation direction of the motor can be reliably detected, and the variable power optical system can be precisely positioned at a desired variable power position. Can be positioned.
[0014]
In the above-described lens driving device, a configuration can be adopted in which at least one of the plurality of blades has at least two regions having different light transmission amounts.
According to this configuration, since a different output waveform can be obtained only by the reciprocating movement of the rotor by the angle of one blade, the rotation amount and the rotation direction of the motor can be detected more quickly and accurately, and the variable power optical system can be detected. Positioning can be performed with high accuracy while finely adjusting to a desired zooming position.
[0015]
In the above-described lens driving device, a configuration can be adopted in which the plurality of blades are formed in a disc shape by being integrally connected to each other with a transparent material that allows light to pass therethrough.
According to this configuration, since the plurality of blades are integrally connected to each other and have a disk shape in which no edge is formed, even when the rotor rotates at high speed, generation of wind noise and the like can be prevented. When this device is mounted on a digital camera, a digital video camera, or the like capable of recording, noise caused by the rotor can be prevented from being recorded.
[0016]
In the above-described lens driving device, the plurality of blades are formed by performing a surface treatment on a disk formed of a transparent resin material that allows light to pass therethrough, thereby defining portions having different light transmission amounts. Yes, the configuration can be adopted.
According to this configuration, the structure and manufacturing of the rotor are simplified, the cost can be reduced, and by appropriately changing the pattern of the surface treatment, portions having different light transmission amounts can be variously changed as necessary. Since it can be easily formed in a pattern, cost reduction can be achieved even in a lens driving device that can produce not only a large number of kinds and a large amount but also a large number of kinds and a small amount.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 4 show an embodiment of a lens driving device and a rotation detector according to the present invention. FIG. 1 is a front view of the device, FIG. 2 is a sectional view showing an internal structure, and FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a detector and a waveform diagram showing an output signal, and FIG. 4 is a waveform diagram showing output signals of the rotation detector in forward rotation and reverse rotation.
[0018]
As shown in FIGS. 1 and 2, the lens driving device has a base 10 having a substantially rectangular outline, to which a low-
[0019]
As shown in FIG. 2, the
[0020]
As shown in FIG. 2, the
[0021]
As shown in FIG. 2, the
That is, the
[0022]
As shown in FIG. 2, the
The drive mechanism 80 is formed by a
That is, when the
[0023]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0024]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
As shown in FIG. 2, the
[0025]
As shown in FIG. 3A, the plurality of
[0026]
Here, the
[0027]
As shown in FIGS. 2 and 3A, the transmissive
As shown in FIG. 3B, the signal output from the
[0028]
Here, the operation of the rotation detector 100 (the
Then, when the
[0029]
In the
That is, when the
[0030]
Next, a general operation when the above-described lens driving device is mounted on a digital camera will be described.
First, in the retracted state where photographing is not performed, the
[0031]
In this state, when the operator turns on the main switch, the
[0032]
Subsequently, when the operator presses the zoom button from this state, the
[0033]
Here, in the zooming and the focusing control accompanying the zooming, the rotation amount and the rotation direction (zoom position information) of the
[0034]
Here, even if the gears and the like rotate in reverse due to an external impact or the like applied to the
[0035]
On the other hand, when the
Then, when the
As described above, by employing the
[0036]
FIG. 5A shows another embodiment of the rotation detector according to the present invention. The
As shown in FIG. 5A, the
Here, after the
[0037]
According to the
[0038]
FIG. 5B shows another embodiment of the rotation detector according to the present invention. The
As shown in FIG. 5B, the
As the surface treatment, application of an opaque paint and a translucent paint, printing of an opaque resin material and a translucent resin material, and the like can be adopted.
[0039]
According to the
Further, since the manufacturing of the
[0040]
FIG. 6 shows another embodiment of the rotation detector according to the present invention. The
As shown in FIG. 6A, the
[0041]
As shown in FIG. 6B, the output signal of the
[0042]
Here, the operation of the rotation detector 400 (the
Therefore, as shown in FIG. 7B, when the
According to the
[0043]
FIG. 8A shows another embodiment of the rotation detector according to the present invention. This
As shown in FIG. 8A, the
[0044]
According to the
[0045]
FIG. 8B shows another embodiment of the rotation detector according to the present invention. The
As shown in FIG. 8B, the
As the surface treatment, application of an opaque paint and a translucent paint, printing of an opaque resin material and a translucent resin material, and the like can be adopted.
[0046]
According to the
[0047]
In the above embodiment, the
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the rotation detector and the lens driving device of the present invention, in the rotor having the plurality of blades crossing the optical path in the transmission type optical sensor, the plurality of blades includes the blades having different light transmission amounts. With this configuration, different output waveforms can be obtained depending on whether the rotor rotates in one direction or in the other direction. This makes it possible to detect the rotation amount and the rotation direction of the detection target such as the motor for driving the variable power optical system with a simple structure without increasing the number of parts.
In particular, by providing a transparent material that allows light transmission between a plurality of blades and forming the rotor in a disk shape, even if the rotor rotates at high speed, generation of wind noise and the like can be prevented. Can be. Therefore, by mounting the lens driving device provided with the rotation detector on a digital video camera or the like capable of recording, it is possible to prevent noise caused by the rotor from being recorded.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a lens driving device to which a rotation detector according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the inside of the lens driving device shown in FIG.
FIG. 3A is a perspective view illustrating an embodiment of a rotation detector according to the present invention, and FIG. 3B is a waveform diagram illustrating an output signal thereof.
FIGS. 4A and 4B are waveform diagrams for explaining the operation of the rotation detector shown in FIG. 3;
FIGS. 5A and 5B are perspective views showing another embodiment of the rotation detector according to the present invention.
FIG. 6A is a perspective view showing another embodiment of the rotation detector according to the present invention, and FIG. 6B is a waveform chart showing an output signal thereof.
FIGS. 7A and 7B are waveform diagrams for explaining the operation of the rotation detector shown in FIG. 6;
8 (a) and 8 (b) are perspective views showing another embodiment of the rotation detector according to the present invention.
9A is a perspective view showing a conventional rotation detector, and FIG. 9B is a waveform chart showing an output signal thereof.
[Explanation of symbols]
10 base
12 CCD
20 fixed cylinder
30 cylindrical cam
40 first lens group (variable optical system)
50 Second lens group (variable magnification optical system)
60 Third lens group
70 Drive mechanism
71 DC motor
100, 200, 300, 400, 500, 600 rotation detector
110, 210, 310, 410, 510, 610 rotor
111 multiple feathers
111a Shuttle vane
111b transmission blade
120 Transmission type optical sensor
121 light emitting element
122 light receiving element
S rotation axis
211a, 313a blocking blade
211b, 313b Transmission blade
211c transparent plate
311 disk
411 Multiple feathers
411a Blocking area
411b Transmission area
511 Shuttle feather
512 feathers
512a Blocking area
512b Transmission area
611 disk
613 multiple feathers
613a Blocking area
613b Transmission area
Claims (10)
前記複数の羽根は、光の透過量が異なる羽根を含む、
ことを特徴とする回転検出器。A transmission-type optical sensor that outputs a signal according to the amount of light incident on the light-receiving element from the light-emitting element, and a rotor having a plurality of blades radially arranged to cross an optical path between the light-emitting element and the light-receiving element; A rotation detector that detects information related to rotation of a detection target that is interlocked with the rotor based on an output signal of the optical sensor that changes as the blade crosses the optical path,
The plurality of blades include blades having different light transmission amounts,
A rotation detector, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1記載の回転検出器。The plurality of blades include a blocking blade that blocks transmission of light, and a transmitting blade that allows transmission of a predetermined amount of light,
The rotation detector according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の回転検出器。At least one of the plurality of blades has at least two regions having different light transmission amounts,
The rotation detector according to claim 1 or 2, wherein:
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれかに記載の回転検出器。The plurality of blades are formed in a disc shape by being integrally connected to each other by a transparent material that allows light to pass therethrough,
The rotation detector according to any one of claims 1 to 3, wherein:
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれかに記載の回転検出器。The plurality of blades are formed by performing a surface treatment on a disk formed of a transparent resin material that allows light to pass therethrough, and defining portions having different light transmission amounts.
The rotation detector according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記回転検出器は、発光素子から受光素子に入射する光量に応じて信号を出力する透過型の光センサと、前記発光素子と受光素子との間の光路を横切るように放射状に配列された複数の羽根を有しかつ前記モータに連動するロータとを備え、前記複数の羽根は、光の透過量が異なる羽根を含む、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。A variable power optical system including a lens for changing a photographing magnification of a subject, a drive mechanism including a motor for driving the variable power optical system to move in the optical axis direction, and rotation detection for detecting information on rotation of the motor A lens driving device comprising:
The rotation detector is a transmission-type optical sensor that outputs a signal in accordance with the amount of light incident on the light-receiving element from the light-emitting element, and a plurality of light-emitting elements radially arranged to cross an optical path between the light-emitting element and the light-receiving element. A rotor having a blade and interlocked with the motor, the plurality of blades include blades having different light transmission amounts,
A lens driving device characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項6記載のレンズ駆動装置。The plurality of blades include a blocking blade that blocks transmission of light, and a transmitting blade that allows transmission of a predetermined amount of light,
The lens driving device according to claim 6, wherein:
ことを特徴とする請求項6又は7に記載のレンズ駆動装置。At least one of the plurality of blades has at least two regions having different light transmission amounts,
The lens driving device according to claim 6 or 7, wherein:
ことを特徴とする請求項6ないし8いずれかに記載のレンズ駆動装置。The plurality of blades are formed in a disc shape by being integrally connected to each other by a transparent material that allows light to pass therethrough,
9. The lens driving device according to claim 6, wherein:
ことを特徴とする請求項6ないし9いずれかに記載のレンズ駆動装置。The plurality of blades are formed by performing a surface treatment on a disk formed of a transparent resin material that allows light to pass therethrough, and defining portions having different light transmission amounts.
The lens driving device according to any one of claims 6 to 9, wherein:
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
JP2015105989A (en) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 日本電産コパル株式会社 | Focal plane shutter and camera |
-
2002
- 2002-06-25 JP JP2002183981A patent/JP2004028724A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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