JP2004257827A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化可能な位置検出装置を提供する。
【解決手段】２つの部材のうち一方の部材に設けられ、両面に複数の電極が形成されているとともに、両面の各電極がスルーホールを介して接続された検出基板（３）と、一方の部材に対して移動可能な他方の部材に設けられ、他方の部材の移動に応じて検出基板の一方の面上を摺動する複数の検出接片（４）とを備え、検出基板の一方の面に形成された複数の電極は、複数の検出接片のうち各検出接片が他方の部材の移動位置に応じて異なる電極に接触するように配置されている。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの部材の相対位置を検出するための位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２つの部材の相対位置を検出するための位置検出装置は、図５（ａ）に示すように、一方の部材に設けられ、表面に電極パターンが形成された信号検出基板３２と、他方の部材に設けられ、電極パターンに接触する検出ブラシ３１とで構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
検出ブラシ３１の接片と検出基板３２の電極が接すると電気信号が流れるため、２つの部材の相対位置に応じて異なる電気信号が流れるように電極パターンを形成すれば、検出された電気信号に応じて２つの部材の相対位置を検出することができる。
【０００４】
例えば、４ビットの信号によって２つの部材の相対位置を検出する場合には、図５に示すように、検出ブラシ３１を４＋１（４ビット＋ＧＮＤ）本に形成するとともに、検出ブラシ３１の進行方向（検出基板３２の長手方向）に延びる５つの電極（Ａ〜Ｄの電極とＧＮＤ用の電極）を、上記進行方向と直交する方向に並べて形成している。
【０００５】
そして、信号検出基板３２に対する検出ブラシ３１の位置（ＺＭ１〜ＺＭ６）に応じて、図５（ｂ）に示すような４ビットの信号を出力するようになっており、この出力信号に基づいて２つの部材の相対位置を検出することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０５−０７２４５０号公報（第２頁、図７，８）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術の位置検出装置において、検出ブラシ３１の接片の数は、ビット数に応じた数だけ設けられており、例えば、位置検出に４ビットの信号を用いる場合、接片の数は４＋１（ビット数＋ＧＮＤ）本となる。
【０００８】
すなわち、図５（ａ）に示すように、各電極（Ａ〜Ｄ、ＧＮＤ）とだけ接触するための接片が設けられており、例えば、図中左端から２番目の接片は、電極Ｂと接触するための接片であって、４ビットの信号のうち２ビット目が０又は１かを検出するようになっている（図５（ｂ））。
【０００９】
このため、位置検出に必要なビット数と同数の接片と、ＧＮＤ用の接片が必要になるとともに、信号検出基板には接片の数に応じた電極を形成する必要がある。そして、この電極は、接片の移動方向に延び、移動方向と直交する方向で列をなして配置されている。
【００１０】
しかし、従来技術の位置検出装置では、電極の数だけ信号検出基板の幅を広げなければならないとともに、検出接片の数も多くしなくてはならず、位置検出装置が大型化してしまう。そして、この位置検出装置をカメラなどの光学機器に搭載した場合には、光学機器の大型化を招いてしまう。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、２つの部材の相対位置を検出するための位置検出装置において、２つの部材のうち一方の部材に設けられ、両面に複数の電極が形成されているとともに、両面の各電極がスルーホールを介して接続された検出基板と、一方の部材に対して移動可能な他方の部材に設けられ、他方の部材の移動に応じて検出基板の一方の面上を摺動する複数の検出接片とを備え、検出基板の一方の面に形成された複数の電極は、複数の検出接片のうち各検出接片が他方の部材の移動位置に応じて異なる電極に接触するように配置されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は固定筒の外観斜視図であり、図２は固定筒および直進ガイド筒の外観斜視図である。図３は本実施形態における位置検出装置の外観図（ａ、ｂ）と、レンズ鏡筒のズームポジションに応じた位置検出信号を示す表（ｃ）である。図４は、本実施形態におけるカメラの外観斜視図である。
【００１３】
図４において、２１はカメラ本体であり、この内部には撮影に必要な部材が収納されている。２２はレリーズボタンであり、半押し操作により撮影準備動作（測光動作や焦点調節動作等）が開始され、全押し操作により撮影動作（フィルムやＣＣＤ等の撮像素子への露光）が開始される。
【００１４】
２３は被写体像を観察するためのファインダユニットであり、２４はＡＦ補助光等を投光するための投光部であり、２５は被写体に向けて照明光を照射するストロボユニットである。
【００１５】
２６はレンズ鏡筒であり、光軸方向に繰り出したり繰り込んだりすることにより、撮影光学系の焦点距離を変更する。本実施形態においては、レンズ鏡筒２６が６つのズームポジション（ＺＭ１〜ＺＭ６）に停止可能となっている。
【００１６】
このレンズ鏡筒２６は、図１や図２に示す固定筒１に保持されており、この固定筒１はカメラ本体２１に固定される。また、レンズ鏡筒２６は、図２に示すように、レンズ鏡筒２６の繰り出し繰り込み動作に応じて光軸方向にのみ移動可能な直進ガイド筒２を有している。
【００１７】
固定筒１の内周面には、図１に示すように光軸方向に延びる信号検出基板３が設けられており、直進ガイド筒２の外周面には、図２に示すように光軸方向に延びる検出ブラシ４が設けられている。信号検出基板３および検出ブラシ４は、互いに向かい合う位置に配置されている。
【００１８】
信号検出基板３の表面３ａには、図３（ａ）に示すように、検出ブラシ４と接触する５つの表面電極（Ａ〜Ｄ、ＧＮＤ）が形成されており、信号検出基板３の裏面３ｂには、図３（ｂ）に示すように、信号検出基板３の表面電極に対応する裏面電極（Ａ〜Ｄ、ＧＮＤ）が形成されている。
【００１９】
表面電極および裏面電極は、スルーホール７を介して電気的に接続されている。このスルーホール７は、信号検出基板３に貫通孔を形成し、この内部に導電性の材料を充填することによって形成される。
【００２０】
信号検出基板３の裏面には、各裏面電極（Ａ〜Ｄ、ＧＮＤ）に対応した端子が設けられており、この端子は、カメラ本体２１内に設けられた不図示の制御部に接続されている。
【００２１】
信号検出基板３を上述した構成とすることにより、信号検出基板３の表面３ａに、図３（ａ）に示すように表面電極（Ａ〜Ｄ、ＧＮＤ）をランダムに配置しても、信号検出基板３の裏面３ｂにおいて各電極（Ａ〜Ｄ、ＧＮＤ）と各端子を接続することができる。
【００２２】
本実施形態では、後述するように４ビットの信号に基づいてレンズ鏡筒２６の位置を検出するものであり、４ビットの信号の中には、同時に１となる信号が２つ含まれている。
【００２３】
この場合において、検出ブラシ４は３（２＋１）本の接片を有している。３本の検出接片のうち２本の検出接片は、同時に１となる信号を検出するためのものであり、他の１本の検出接片は、ＧＮＤ用の接片である。
【００２４】
また、信号検出基板３の表面電極は、検出ブラシ４の進行方向（信号検出基板３の長手方向）に沿って３（２＋１）列で形成されている。ここで、３列のうち２列は、出力信号が同時に「１」となる表面電極の数を示し、他の一列は、ＧＮＤ用となっている。
【００２５】
検出ブラシ４の検出接片が表面電極Ａに接触すると、４ビットの信号のうち１ビット目の信号が「１」となり、非接触状態では「０」となる。同様に、電極Ｂは２ビット目、電極Ｃは３ビット目、電極Ｄは４ビット目の信号に対応している。
【００２６】
上述した構成において、レンズ鏡筒２６の繰り出し繰り込み動作に応じて直進ガイド筒２が光軸方向に移動すると、検出ブラシ４が信号検出基板３の表面を摺動する。これにより、信号検出基板３の表面における検出ブラシ４の位置が変化する。
【００２７】
レンズ鏡筒２６が第１のズームポジション（ＺＭ１）で停止すると、検出ブラシ４が信号検出基板３の表面のうちＺＭ１に示す位置まで移動する。このとき、３本の検出接片はそれぞれ、表面電極Ａ、表面電極ＣおよびＧＮＤに接触し、カメラ本体２１内の制御部には、図３（ｃ）で示すように「１０１０」の４ビットの信号が出力される。
【００２８】
これにより、制御部は、レンズ鏡筒２６が第１のズームポジションまで移動したことを検出する。
【００２９】
レンズ鏡筒２６が第２のズームポジション（ＺＭ２）で停止すると、検出ブラシ４が信号検出基板３の表面のうちＺＭ２に示す位置まで移動する。このとき、３本の検出接片はそれぞれ、表面電極Ａ、表面電極ＤおよびＧＮＤに接触し、カメラ本体２１内の制御部には、図３（ｃ）で示すように「１００１」の４ビットの信号が出力される。
【００３０】
これにより、制御部は、レンズ鏡筒２６が第２のズームポジションまで移動したことを検出する。
【００３１】
レンズ鏡筒２６が第３のズームポジション（ＺＭ３）で停止すると、検出ブラシ４が信号検出基板３の表面のうちＺＭ３に示す位置まで移動する。このとき、３本の検出接片はそれぞれ、表面電極Ａ、表面電極ＢおよびＧＮＤに接触し、カメラ本体２１内の制御部には、図３（ｃ）で示すように「１１００」の４ビットの信号が出力される。
【００３２】
これにより、制御部は、レンズ鏡筒２６が第３のズームポジションまで移動したことを検出する。
【００３３】
レンズ鏡筒２６が第４のズームポジション（ＺＭ４）で停止すると、検出ブラシ４が信号検出基板３の表面のうちＺＭ４に示す位置まで移動する。このとき、３本の検出接片はそれぞれ、表面電極Ｄ、表面電極ＢおよびＧＮＤに接触し、カメラ本体２１内の制御部には、図３（ｃ）で示すように「０１０１」の４ビットの信号が出力される。
【００３４】
これにより、制御部は、レンズ鏡筒２６が第４のズームポジションまで移動したことを検出する。
【００３５】
レンズ鏡筒２６が第５のズームポジション（ＺＭ５）で停止すると、検出ブラシ４が信号検出基板３の表面のうちＺＭ５に示す位置まで移動する。このとき、３本の検出接片はそれぞれ、表面電極Ｂ、表面電極ＣおよびＧＮＤに接触し、カメラ本体２１内の制御部には、図３（ｃ）で示すように「０１１０」の４ビットの信号が出力される。
【００３６】
これにより、制御部は、レンズ鏡筒２６が第５のズームポジションまで移動したことを検出する。
【００３７】
レンズ鏡筒２６が第６のズームポジション（ＺＭ６）で停止すると、検出ブラシ４が信号検出基板３の表面のうちＺＭ６に示す位置まで移動する。このとき、３本の検出接片はそれぞれ、表面電極Ｃ、表面電極ＤおよびＧＮＤに接触し、カメラ本体２１内の制御部には、図３（ｃ）で示すように「００１１」の４ビットの信号が出力される。
【００３８】
これにより、制御部は、レンズ鏡筒２６が第６のズームポジションまで移動したことを検出する。
【００３９】
ここで、従来技術の位置検出装置では、４ビットの信号を検出するときに、５（４＋１）本の検出接片を形成するとともに、５つの電極を検出ブラシの進行方向に沿って並列に形成している。
【００４０】
しかし、本実施形態の位置検出装置では、４ビットの信号を検出する場合でも、検出ブラシ４の接片の数を３（２＋１）本と少なくすることができるとともに、信号検出基板３に形成される電極を３（２＋１）列とすることができ、位置検出装置の幅を従来に比べて狭くする（小型化）することができる。
【００４１】
すなわち、本実施形態では、信号検出基板３の表面３ａに形成された複数の電極（Ａ〜Ｄ、ＧＮＤ）を、検出ブラシ４の各検出接片がレンズ鏡筒２６の位置に応じて異なる表面電極に接触するように配置しているため、従来技術のように複数の電極を電極毎に並列に並べて配置する場合に比べて、電極の列を少なくすることができる。しかも、信号検出基板３の表面３ａに形成された電極の列に応じた数だけ検出ブラシ４の検出接片を設ければよいため、検出接片の数を少なくすることができる。
【００４２】
このように位置検出装置の小型化を図ることにより、位置検出装置が搭載されるカメラの小型化も図ることができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、カメラのレンズ鏡筒に位置検出装置を設けた場合について説明したが、カメラ本体に着脱可能な交換レンズ（光学機器）に位置検出装置を設けることもできる。
【００４４】
また、本実施形態では、４ビットの信号の中でいずれか２つの信号が同時に「１」となるようにしているが、例えば、４ビットの信号の中で１つの信号だけを「１」となるようにした場合には、検出ブラシの接片は２（「１」となるビット数＋ＧＮＤ）本だけでよく、信号検出基板３の表面電極の列も２列でよい。
【００４５】
すなわち、同時に「１」となるビット数と同数の接片とＧＮＤ用の接片だけを検出ブラシに設けるとともに、この接片の数と同じ列の電極を信号検出基板に設ければよい。そして、検出ブラシの位置に応じて、表面電極のパターンを変えればよい。
【００４６】
以上説明した実施形態は、以下に示す各発明を実施した場合の一例でもあり、下記の各発明は上記実施形態に様々な変更や改良が加えられて実施されるものである。
【００４７】
〔発明１〕 ２つの部材の相対位置を検出するための位置検出装置において、
前記２つの部材のうち一方の部材に設けられ、両面に複数の電極が形成されているとともに、両面の各電極がスルーホールを介して接続された検出基板と、
前記一方の部材に対して移動可能な他方の部材に設けられ、前記他方の部材の移動に応じて前記検出基板の一方の面上を摺動する複数の検出接片とを備え、
前記検出基板の一方の面に形成された複数の電極は、前記複数の検出接片のうち各検出接片が前記他方の部材の移動位置に応じて異なる電極に接触するように配置されていることを特徴とする位置検出装置。
【００４８】
上記発明１によれば、検出基板の一方の面に形成された複数の電極を、各検出接片が他方の部材の移動位置に応じて異なる電極に接触するように配置することにより、従来技術のように複数の電極を電極毎に異なる列で配置（検出接片の摺動方向と直交する方向に並べて配置）する場合に比べて、電極の列を少なくすることができ、検出基板の幅を従来に比べて狭くすることができる。しかも、検出基板に形成された電極の列に応じた数だけ検出接片を設ければよいため、検出接片の数を少なくすることができる。
【００４９】
これにより、位置検出装置全体の小型化を図ることができる。
【００５０】
〔発明２〕 前記検出接片が３本形成されているとともに、前記検出基板の一方の面に形成された少なくとも５つの電極が、前記検出接片の摺動方向に沿って３列で配置されていることを特徴とする前記発明１に記載の位置検出装置。
【００５１】
〔発明３〕 前記発明１又はに記載の位置検出装置を有することを特徴とする光学機器。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、位置検出装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のカメラにおける固定筒の外観斜視図。
【図２】固定筒および直進ガイド筒の外観斜視図。
【図３】本実施形態における検出接片および検出基板の表裏面図（ａ、ｂ）と、ズーム位置および検出信号の対応表（ｃ）。
【図４】本実施形態におけるカメラの外観斜視図。
【図５】従来技術における検出接片および検出基板の表面図（ａ）と、ズーム位置および検出信号の対応表（ｃ）。
【符号の説明】
１：固定筒 ４：検出ブラシ
２：直進ガイド筒 ３：信号検出基板
７：スルーホール

Claims (1)

1. ２つの部材の相対位置を検出するための位置検出装置において、
   前記２つの部材のうち一方の部材に設けられ、両面に複数の電極が形成されているとともに、両面の各電極がスルーホールを介して接続された検出基板と、
   前記一方の部材に対して移動可能な他方の部材に設けられ、前記他方の部材の移動に応じて前記検出基板の一方の面上を摺動する複数の検出接片とを備え、
   前記検出基板の一方の面に形成された複数の電極は、前記複数の検出接片のうち各検出接片が前記他方の部材の移動位置に応じて異なる電極に接触するように配置されていることを特徴とする位置検出装置。

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