JP2013041200A - Position detector using magnetoresistive element and lens barrel using the same - Google Patents
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Description
本発明は、物体の位置を検出する位置検出装置に関し、特に、磁気抵抗(Magneto Resistive、MR)素子を用いた位置検出装置、およびこの位置検出装置を用いたスチルカメラ、ビデオカメラ等のレンズ鏡筒に関する。 The present invention relates to a position detection device that detects the position of an object, and in particular, a position detection device using a magnetoresistive (Magneto Resistive, MR) element, and a lens mirror such as a still camera or a video camera using the position detection device. Related to the tube.
磁気抵抗素子は、インジウム・アンチモン(InSb)等の半導体薄膜に磁界を加えた時に、その磁気抵抗値が変化する現象を活用した素子である。この種の磁気抵抗素子を用いた位置検出装置は、フェライトやプラスチックマグネットのような磁気記録媒体と組み合わせて、その磁気記録媒体の位置検出に広く用いられている。 A magnetoresistive element is an element that utilizes the phenomenon that the magnetoresistance value changes when a magnetic field is applied to a semiconductor thin film such as indium / antimony (InSb). A position detection device using this type of magnetoresistive element is widely used for position detection of a magnetic recording medium in combination with a magnetic recording medium such as a ferrite or a plastic magnet.
この磁気抵抗素子は、磁気記録媒体が移動することによる磁界の変化を検出して、サインカーブ状の再生出力を得ることができる。この出力波形を処理することにより、磁気記録媒体の相対的あるいは絶対的位置を高精度に求めるようになっている。 This magnetoresistive element can detect a change in the magnetic field due to the movement of the magnetic recording medium, and obtain a sine curve-like reproduction output. By processing this output waveform, the relative or absolute position of the magnetic recording medium is obtained with high accuracy.
磁気抵抗素子は、磁気記録媒体の移動を検出する際に、磁気記録媒体との間隔を適切に調整する必要がある。これは基準ギャップ量と呼ばれ、磁気記録媒体の仕様によって決定される。基準ギャップ量よりも間隔が広がると、位置検出装置の出力が急激に小さくなり、逆に間隔が狭くなると出力が歪んでサインカーブ状の再生出力が得られない。民生用・産業用機器に広く用いられている磁気抵抗素子は、この要求を満たすために主に2つに大別できる調整手段を備えている。 When detecting the movement of the magnetic recording medium, the magnetoresistive element needs to adjust the distance from the magnetic recording medium appropriately. This is called a reference gap amount and is determined by the specifications of the magnetic recording medium. If the interval is wider than the reference gap amount, the output of the position detection device is suddenly reduced. Conversely, if the interval is narrowed, the output is distorted and a sine curve reproduction output cannot be obtained. Magnetoresistive elements that are widely used in consumer and industrial equipment are provided with adjusting means that can be roughly divided into two types in order to satisfy this requirement.
接触型の磁気抵抗素子は、非磁性体の樹脂等にインサート成形されており、その感受面には予め基準ギャップ量に相当する厚みの樹脂がスペーサーとして上乗せされている。そのため、磁気記録媒体に接触型の磁気抵抗素子を密着させ、磁気記録媒体が表面を摺動することで、常に基準ギャップ量を保つことができる。 The contact-type magnetoresistive element is insert-molded in a non-magnetic resin or the like, and a resin having a thickness corresponding to the reference gap amount is previously placed on the sensing surface as a spacer. Therefore, the reference gap amount can always be maintained by bringing a contact-type magnetoresistive element into close contact with the magnetic recording medium and sliding the surface of the magnetic recording medium.
この種の位置検出装置としては、例えば特許文献1に開示されており、回転する部材に貼り付けられた磁気記録媒体に、固定部材から板バネによって保持された磁気抵抗素子が密着された構造となっている。このような位置検出装置は、基準ギャップ量の調整が不要であるという利点を有する。 As this type of position detection device, for example, disclosed in Patent Document 1, a structure in which a magnetoresistive element held by a leaf spring from a fixed member is in close contact with a magnetic recording medium attached to a rotating member. It has become. Such a position detection device has an advantage that adjustment of the reference gap amount is unnecessary.
一方、非接触型の磁気抵抗素子は、磁気記録媒体と接触せずに位置検出が行うことができる構造のため、磁気記録媒体との摺動に伴う騒音や摩耗を無くすことができる利点を有する。しかしながら、基準ギャップ量の調整を個体ごとに実施する必要があるため、製造コストを引き上げる欠点がある。また、非接触型の磁気抵抗素子は接触型の磁気抵抗素子と同様に非磁性体の樹脂等にインサート成形されているが、取付けとギャップ量の調整のための機構が一体成形されている。 On the other hand, the non-contact type magnetoresistive element has an advantage that noise and wear caused by sliding with the magnetic recording medium can be eliminated because the position can be detected without contacting the magnetic recording medium. . However, since it is necessary to adjust the reference gap amount for each individual, there is a drawback that the manufacturing cost is increased. The non-contact type magnetoresistive element is insert-molded in a non-magnetic resin or the like as in the case of the contact type magneto-resistive element, but a mechanism for mounting and adjusting the gap amount is integrally formed.
この種の位置検出装置としては、例えば特許文献2に開示されており、取付けとギャップ量の調整が行えるような構造となっている。 This type of position detection device is disclosed in, for example, Patent Document 2, and has a structure that allows attachment and adjustment of the gap amount.
ところで、スチルカメラ、ビデオカメラ等に用いられるレンズ鏡筒では、ズーム動作又はフォーカス動作時にレンズをリニアモータで移動させるものが知られている。このモータを利用してレンズを移動させるときには、モータ自体が位置情報をもたないために、別に位置検出手段が必要となる。また、動作時に騒音を発しにくい構造のため、特に動画撮影時には好ましい特性から、先述した非接触式の磁気抵抗素子を用いた位置検出装置をレンズ位置の検出に用いる方法が知られている。 By the way, in a lens barrel used for a still camera, a video camera, or the like, a lens barrel that moves with a linear motor during zoom operation or focus operation is known. When using this motor to move the lens, the motor itself does not have position information, so a separate position detection means is required. In addition, since the structure is less likely to generate noise during operation, a method using the above-described position detection device using the non-contact type magnetoresistive element for detecting the lens position is known because of the characteristics that are preferable particularly during moving image shooting.
図7は、このようなリニアモータを用いたレンズ鏡筒200の構造を示している。このレンズ鏡筒200の内部には、フォーカスレンズ201が、レンズ枠203に保持されている。このレンズ枠203は、両端を鏡筒299とガイドシャフト受け206に固定された主軸209及び副軸211に沿って光軸方向に摺動自在に支持されている。このレンズ枠203を光軸方向に駆動するリニアモータは、固定子として駆動方向と垂直に磁化した駆動用マグネット213と、コの字型のメインヨーク215および板状のサイドヨーク217とを鏡筒299に設けている。一方、可動子としてコイル219が駆動用マグネット213と所定の空隙を有するようにレンズ枠203に固定されており、駆動用マグネット213の発生する磁束と直交する様にコイル219に電流を流すことで、レンズ枠203を光軸方向に駆動するしくみになっている。
FIG. 7 shows the structure of a
次に位置検出装置について説明する。図7において、フェライト等の磁気記録媒体でできた磁気スケール223をレンズ枠203に設け、その表面はレンズ枠203の駆動方向である光軸方向に沿って150〜400μm程度のピッチでS極とN極を交互に着磁している。そして、ホルダ205が鏡筒299に保持されており、磁気抵抗素子からなる感受面が磁気スケール223と所定の間隔を介して向かい合うようになっている。ホルダ205は、ピン233を回動穴235に挿入すると、これを中心として回動できる。そこでホルダ205を回動することによって、磁気スケール223と感受面の間隔を調整し、その後、長孔227に通した傾き調整ネジ225で固定する方法が一般に用いられている。
Next, the position detection device will be described. In FIG. 7, a
また、非接触式の磁気抵抗素子を用いた位置検出装置として、例えば特許文献3では、磁気記録媒体と対向した磁気抵抗素子を保持するホルダに、ほぼ一定の曲率の曲面を有する突出部を備えると共に、位置決め手段によってホルダを被取付け部材に取り付ける際に、ホルダが突出部の曲面の中心軸を中心として回動することにより、磁気スケールと感受面の間隔を調整する構成となっている。
Further, as a position detection device using a non-contact type magnetoresistive element, for example, in
また、非接触式の磁気抵抗素子を用いた位置検出装置として、例えば特許文献4では、磁気記録媒体と対向した磁気抵抗素子を保持するホルダに取付け孔を備えると共に、被取付け部材はホルダが取り付けられる枠部と締結用孔とを備え、ホルダと被取付け部材との間には弾性部材を備え、ネジ山のないガイド部とセルフタップネジ部とヘッド部とを有するネジ部材が取付け孔及び締結用孔に挿通され、ホルダがネジ部材と平行に動くことにより、磁気スケールと感受面の間隔を調整する構成となっている。 Further, as a position detecting device using a non-contact type magnetoresistive element, for example, in Patent Document 4, a holder for holding a magnetoresistive element facing a magnetic recording medium is provided with a mounting hole, and a member to be attached is attached to the holder. The frame member and the fastening hole are provided, the elastic member is provided between the holder and the member to be attached, and the screw member having the screw-free guide part, the self-tap screw part, and the head part is provided for the attachment hole and fastening. The distance between the magnetic scale and the sensing surface is adjusted by being inserted through the hole and moving in parallel with the screw member.
また、非接触式の磁気抵抗素子を用いた位置検出装置及びこれを用いたレンズ鏡筒として、例えば特許文献5では、磁気抵抗素子を用いた位置検出装置がリニアモータからの漏洩磁束の影響を受け、位置検出装置のS/N比が悪くなったり、程度によっては機能しなくなったりするため、リニアモータを駆動方向に左右対称に配置し、位置検出装置をリニアモータの駆動方向における略対称中心位置に設けることで、これを解決する構成が示されている。 Further, as a position detection device using a non-contact type magnetoresistive element and a lens barrel using the same, for example, in Patent Document 5, the position detection device using a magnetoresistive element affects the influence of leakage magnetic flux from a linear motor. Since the S / N ratio of the position detection device deteriorates or does not function depending on the degree, the linear motor is arranged symmetrically in the drive direction, and the position detection device has a substantially symmetrical center in the drive direction of the linear motor. The structure which solves this by providing in a position is shown.
しかしながら、先述のような構成の位置検出装置では、磁気記録磁気スケール223と感受面の間隔を調整する作業と、ホルダ205を固定する作業を別々に行わなければならず、組立作業が煩雑であり、装置の製造コストを引き上げる原因となっていた。
However, in the position detection device configured as described above, the work of adjusting the distance between the magnetic recording
また、基準ギャップ量の調整は、例えば、磁気スケール223の着磁ピッチが200μmであるとき、基準ギャップ量は100±20μm程度の公差内で両者の間隔を設定する必要があるが、手作業でピン233を中心としてホルダ205を回動し、このような微少な公差内の位置にホルダ205を位置決めする作業は、極めて困難であり、製造コストをさらに引き上げる要因となっていた。
For adjusting the reference gap amount, for example, when the magnetization pitch of the
また、ピン233と、これを挿入する回動穴235の間には、加工精度の関係から、数10μm以上の隙間が存在する。このため、ホルダ205をピン233を中心に回動するつもりでも、回動穴235との隙間の分だけホルダ205が並進する場合が頻発する。このため、10μmといった微少な調整が非常に困難であった。
In addition, a gap of several tens of μm or more exists between the
さらに、ホルダ205は一端に設けられたピン233を中心として回動しながら磁気スケール223との間隔を変化させる。そのため、磁気スケール223と感受面がある一点を除いて平行にはならない。そのため、光軸方向における磁気スケール223とホルダ205の感受面との間隔は一様で無くなる場合がある。一般に感受面には、複数の磁気抵抗素子が光軸方向に向かってパターン状に配置されている。パターン方向に磁気スケール223と感受面の間隔が異なると、パターン毎に出力特性が異なることとなり、結果的に位置検出装置の出力特性が劣化するという欠点がある。
Further, the
また、特許文献3に示すような構成の位置検出装置では、磁気スケールと感受面の間隔を調整する作業と、ホルダを固定する作業を同時にできる。しかしながら、特許文献3の図8及び図9に示されるように、磁気スケールと感受面との間隔の調整が極端に行われると、磁気スケールに対して感受面が倒れて平行でなくなり、両者の間隔が変化することになる。結果として、位置検出装置の出力特性が劣化するという欠点がある。
Moreover, in the position detection apparatus having a configuration as shown in
また、特許文献4に示すような構成の位置検出装置では、磁気スケールと感受面の間隔を調整する作業と、ホルダを固定する作業を同時にできるものの、磁気スケールと感受面の平行は、ホルダと被取付け部材とに形成された枠部の精度によるのみであり、特許文献3と同様に倒れを補正する術を持たない。そのため、成形の精度が確保できない場合には、磁気スケールと感受面との間隔が一様で無くなり、結果として位置検出装置の出力特性が劣化するという欠点がある。
Further, in the position detection device having a configuration as shown in Patent Document 4, although the work of adjusting the interval between the magnetic scale and the sensing surface and the work of fixing the holder can be performed simultaneously, the parallelism of the magnetic scale and the sensing surface is the same as that of the holder. This is only due to the accuracy of the frame portion formed on the member to be attached, and does not have the technique of correcting the fall as in
さらに、特許文献4に示すような構成の位置検出装置では、ホルダが取り付けられる枠部がレンズ鏡筒の径方向に突出して形成されるため、レンズ鏡筒の外径の拡大につながることとなる。 Further, in the position detection device configured as shown in Patent Document 4, since the frame portion to which the holder is attached projects in the radial direction of the lens barrel, the outer diameter of the lens barrel is increased. .
また、特許文献5に示すような構成の位置検出装置及びこれを用いたレンズ鏡筒では、リニアモータ及び位置検出装置の配置に制約が加わるため、レンズ鏡筒の設計の自由度を下げることとなり、レンズ鏡筒の大型化やコストアップにつながる要因となる。その一方で、リニアモータからの漏洩磁束の影響を無視して位置検出装置を配置すると、正常な位置検出を行うことが出来なくなる。 Further, in the position detection device configured as shown in Patent Document 5 and a lens barrel using the position detection device, restrictions are imposed on the arrangement of the linear motor and the position detection device, so that the degree of freedom in designing the lens barrel is lowered. This increases the size of the lens barrel and increases the cost. On the other hand, if the position detection device is arranged ignoring the influence of the leakage magnetic flux from the linear motor, normal position detection cannot be performed.
本発明は、組立・調整作業が容易で、リニアモータと共に組み込んでも良好な出力特性が得られる小型の位置検出装置、およびこれを用いたレンズ鏡筒を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a small position detection device that can be easily assembled and adjusted, and that can provide good output characteristics even when incorporated with a linear motor, and a lens barrel using the position detection device.
そこで本発明は、以下のような手段により、上記の目的を達成する。なお、理解を容易にするために、本発明の一実施例を示す図面に対応する符号を付して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Therefore, the present invention achieves the above object by the following means. In order to facilitate understanding, description will be made with reference numerals corresponding to the drawings showing an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this.
請求項1に示す発明は、可動子に設けられ、前記可動子の駆動方向に沿って所定のピッチでN,S極が着磁された磁気記録媒体と、固定子に設けられ、前記磁気記録媒体と対向した磁気抵抗素子と、前記固定子と前記磁気抵抗素子との間に挿入され、厚みの変更を行うことで前記磁気記録媒体と前記磁気抵抗素子との間隔を調整する調整部材と、前記固定子と前記磁気抵抗素子との間に挿入され、前記磁気抵抗素子の感受面を露出させる孔部を有し、前記磁気抵抗素子が検出する磁界のうち前記磁気記録媒体による磁界以外を遮蔽する遮蔽部材と、前記磁気抵抗素子と電気的に接続された配線部材と、前記固定子に設けられ、前記磁気抵抗素子を前記固定子に固定する固定部材と、前記固定部材に設けられ、前記磁気抵抗素子を前記固定子に向けて押圧する緩衝部材とを有することを特徴とする位置検出装置である。 The invention described in claim 1 is provided in the mover, the magnetic recording medium having N and S poles magnetized at a predetermined pitch along the drive direction of the mover, and the magnetic recording medium provided in the stator. A magnetoresistive element facing the medium, an adjustment member inserted between the stator and the magnetoresistive element, and adjusting a distance between the magnetic recording medium and the magnetoresistive element by changing a thickness; A hole is inserted between the stator and the magnetoresistive element to expose the sensitive surface of the magnetoresistive element, and shields the magnetic field detected by the magnetoresistive element other than the magnetic field generated by the magnetic recording medium. A shielding member, a wiring member electrically connected to the magnetoresistive element, a fixing member provided on the stator, and fixing the magnetoresistive element to the stator, provided on the fixing member, Magnetoresistive element to the stator Only by the position detecting device characterized by having a buffer member for pressing.
請求項2に示す発明は、前記磁気抵抗素子は感受面が突出した形状を有し、前記遮蔽部材に設けた前記感受面と略同一形状の孔部に挿入され、前記感受面が前記遮蔽部材の表面と同一面または突出して配置されることを特徴とする請求項1記載の位置検出装置である。 According to a second aspect of the present invention, the magnetoresistive element has a shape in which a sensitive surface protrudes, and is inserted into a hole having substantially the same shape as the sensitive surface provided in the shielding member, and the sensitive surface is the shielding member. The position detection device according to claim 1, wherein the position detection device is disposed on the same surface as or protruding from the surface of the surface.
請求項3に示す発明は、前記固定子であるところの固定筒と、前記固定筒内部に支持されたガイド軸と、前記ガイド軸に沿って光軸方向に移動する移動レンズ群と、前記ガイド軸によって光軸方向に摺動自在に保持され、前記移動レンズ群を保持し、前記可動子であるところのレンズ枠と、前記レンズ枠を光軸方向に駆動する駆動手段と、前記レンズ枠の光軸方向の位置を検出する位置検出装置とを備え、前記位置検出装置として請求項1又は請求項2記載の位置検出装置を用い、前記駆動手段を光軸方向に左右対称に配置したときに、前記位置検出装置を前記駆動手段の駆動方向における略対称中心位置以外に設けることを特徴とするレンズ鏡筒である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a fixed cylinder that is the stator, a guide shaft that is supported inside the fixed cylinder, a moving lens group that moves in the optical axis direction along the guide axis, and the guide A lens frame that is slidably held in the optical axis direction by the shaft, holds the moving lens group, and is a mover; driving means for driving the lens frame in the optical axis direction; and And a position detection device that detects a position in the optical axis direction. When the position detection device according to claim 1 or 2 is used as the position detection device, the driving means is arranged symmetrically in the optical axis direction. The lens barrel is characterized in that the position detecting device is provided at a position other than a substantially symmetrical center position in the driving direction of the driving means.
請求項4に示す発明は、前記駆動手段はリニアモータであり、前記固定子に磁石、ヨークを設け、前記可動子にコイルを設けたことを特徴とする請求項3記載のレンズ鏡筒である。
The invention shown in claim 4 is the lens barrel according to
本発明は、組立・調整作業が容易な小型の位置検出装置、およびこれとリニアモータを組み込んでも良好な出力特性が得られるレンズ鏡筒を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a small position detection device that can be easily assembled and adjusted, and a lens barrel that can obtain good output characteristics even when this and a linear motor are incorporated.
以下に本発明のセンサユニット1およびこれを用いたレンズ鏡筒100の実施例について、図1乃至図6に基づいて説明する。図1はレンズ鏡筒100の図6におけるA−A断面図、図2はセンサユニット1を示す展開図、図3はMRセンサ3を示す斜視図、図4は固定筒99を示す斜視図、図5はレンズ枠103を示す斜視図、図6はレンズ鏡筒100の展開図である。
Embodiments of the sensor unit 1 of the present invention and a
まず、本発明の位置検出装置であるところのセンサユニット1の構造について説明する。本発明のセンサユニット1は、図1に示す通り、固定子であるところの固定筒99にMRセンサ3が設けられ、可動子であるところのレンズ枠103に設けられた磁気スケール123の変位を検出する構造となっている。固定筒99にはMRセンサ3と磁気スケール123との間隔を調整するためのギャップ量調整機構が設けられる。また、固定筒99に設けられた他の装置が発する磁界がMRセンサ3に悪影響を及ぼさないために、磁界を遮蔽するシールド板13がMRセンサ3の近傍に設けられている。
First, the structure of the sensor unit 1 which is the position detection device of the present invention will be described. In the sensor unit 1 of the present invention, as shown in FIG. 1, the
ここで、センサユニット1の構成について図2を用いて説明する。位置検出装置であるところのセンサユニット1は、レンズ枠103に設けられた磁気スケール123と、固定筒99に設けられた、磁気スケール123に近いものから順に、シールド板13、スペーサー11、MRセンサ3、FPC15、緩衝材5、固定板7、及び固定版7を固定筒99に締結する固定ネジ9からなる。このうち、シールド板13は固定筒99に直接固定され、MRセンサ3はFPC15に取り付けられ、緩衝材5は固定板7に貼り付けられている。
Here, the configuration of the sensor unit 1 will be described with reference to FIG. The sensor unit 1 serving as a position detection device includes a
磁気抵抗素子であるところのMRセンサ3は、図3に示す通り、表面に感受面3aが露出し、信号の入出力を担う接続端子3bが絶縁性樹脂にインサート成形等で一体的に固定されている。MRセンサ3は、感受面3aと平行な方向に向かう磁場の変化を検出できるように、その薄膜パターンを形成しており、感受面3aを磁気スケール123と向かい合わせて設置し、その位置検出に利用する。MRセンサ3は、後述する配線部材であるところのフレキシブルプリントケーブル(FPC)15に既知の電子部品実装手段によって実装され、電子的・機械的に結合される。MRセンサ3は、感受面3aのみ後述するシールド板13を貫通するよう突出した形状となっている。MRセンサ3で検出した磁気スケール123の変位に伴う磁界の変化は、電気信号に変換され、FPC15によって不図示の制御基板に伝送される。
As shown in FIG. 3, the
遮蔽部材であるところのシールド板13は、他の装置による磁界の影響がMRセンサ3に及ばないよう磁界を遮蔽する構成となっている。より具体的には、先述の通りMRセンサ3の感受面3aは突出した形状を有しており、その感受面3aと略同形状の開口部13aがシールド板13の中央部に設けられ、磁気スケール123以外の磁界が感受面3aの周囲から回り込むのを防止する。この形状であれば、感受面3aと磁気スケール123との間を遮ることがない。また、シールド板13の下端には突起部13bが形成されている。シールド板13は、図4に示す固定筒99の開口部99aに光軸と平行に挿入され、開口部の下側にある2つの凸部99bに当接する。その際、開口部99aの下側にある凹部99cにシールド板13の突起部13bが嵌合する。これにより、シールド板13は開口部99aの柱部と橋部99eとの間に保持され、後述するスペーサー11が当接する座面となる。なお、シールド板13は厚み1mm程度の鉄やニッケルといった透磁率の高い金属製で、プレス加工またはダイキャストにより成型される。
The
調整部材であるところのスペーサー11は、MRセンサ3とシールド板13との間に挿入され、その厚みを変更することでMRセンサ3の感受面3aと磁気スケール123との間隔を調整することができる。スペーサー11には、シールド板13と同様に、MRセンサ3の感受面3aと略同形状の開口部11aが設けられ、MRセンサ3の感受面3aが挿入できる形状となっている。また、スペーサー11は、厚みの異なるもの(例えば1/10mm、5/100mm、3/100mmの3種類)を用意しておき、後述するギャップ量調整工程に使用する。なお、スペーサー11はステンレス、アルミ、真鍮などの金属製で、プレス加工により成型されるのが一般的である。
The
配線部材であるところのフレキシブルプリントケーブル(FPC)15は、MRセンサ3と電気的に接続され、MRセンサ3から出力される信号を不図示の制御基板に伝送する。FPC15は、その一端部に接続部15aを備え、不図示の制御基板に設けられたコネクタに挿入・固定される。FPC15は、その他端部にコネクタ15dを備え、他のFPC(ここでは、後述する駆動用フレキシブルプリントケーブル120)を接続する事ができる。FPC15は、柔軟なフイルム状であり、一部に接着剤が塗布されているため、図4に示す固定筒99の側面に設けられた溝部99hに貼り付け、固定される。また、FPC15は折り曲げ部15bで折り曲げられ、光軸と平行な方向に折り畳まれる。ここで、FPC15は先端部15cにMRセンサ3を実装した状態で折り曲げ部15bから先を揺動できるようになっている。これにより、FPC15を固定筒に貼り付けた後でも、MRセンサ3を実装した先端部15cを固定筒99から一旦大きくずらすことができるので、スペーサー11の変更によるギャップ量調整工程の作業性が良くなった。
A flexible printed cable (FPC) 15 serving as a wiring member is electrically connected to the
緩衝部材であるところの緩衝材5は、FPC15の先端部15cのうちMRセンサ3を実装した面の反対面に設けられ、後述する固定板7と共にMRセンサ3をシールド板13の方向に片寄せする。緩衝材5は断面がMRセンサ3とほぼ同じ大きさの四角形であり、厚みは緩衝材5が入るべき隙間よりもやや厚く、その弾力性をもってやや潰しながら挟持される。緩衝材5はウレタンフォームなどのクローズドセルフォームが用いられる。緩衝材5は、接着剤によって固定板7に貼り付けられ、FPC15を圧迫する位置がずれないように設けられる。
The buffer material 5 serving as a buffer member is provided on the opposite surface of the
固定部材であるところの固定板7は、薄板がL字に折り曲げられた形状を有し、その先端部7fが固定筒99に設けられた係止溝99fに挿入される。さらに固定ネジ9が固定板7に設けられた2つの孔部7gに挿入され、固定筒99に設けられた2つの孔部99gにそれぞれ締結されることで、固定板7は固定筒99に固定される。なお、固定板7はステンレス、アルミなどの金属製で、プレス加工により成型されるのが一般的である。
The fixing plate 7, which is a fixing member, has a shape in which a thin plate is bent in an L shape, and a
磁気記録媒体であるところの磁気スケール123は、表面にフェライト等の磁性体が塗布されたポリエチレンテレフタレート製のテープであり、直方体に成型されたポリカーボネート等の基材に貼り付けられている。磁気スケール123は、駆動方向に沿って100〜400μmのピッチでS極とN極を交互に着磁されている。磁気スケール123は、着磁されている面を外側に向け、レンズ枠103に設けられた保持枠103aに嵌め込まれ、さらに保持枠103aの両側面に設けられた溝部103bにそれぞれ接着剤が塗布され、固定される。この際用いられる接着剤は、紫外線硬化樹脂など、作業性の良い物が好ましい。
The
このように構成したセンサユニット1は、シールド板13がレンズ鏡筒における他の構成部品、特にリニアモータからの漏洩磁束を遮蔽し、MRセンサ3がこれの影響を受けることなく正確な位置検出を行うことができる。これにより、レンズ鏡筒内においてセンサユニット1を自由に配置することができるようになり、配置の最適化によるレンズ鏡筒の小型化を図ることが出来る。
In the sensor unit 1 configured in this way, the
また、このように構成したセンサユニット1は、ギャップ量調整工程に伴うMRセンサ3の移動が調整方向の直線移動のみである。そのため、MRセンサ3の感受面3aを露出させるためにシールド板13に設けた開口部13aは、感受面3aとほぼ同形状となる。開口部13aは、感受面3aに対して大きすぎると十分な遮蔽効果が得られないが、本発明に係るセンサユニット1では最小限の開口面積とする事ができる。よって、シールド板13の遮蔽効果を最大限に引き出す構成とすることができる。
Further, in the sensor unit 1 configured in this way, the movement of the
また、スペーサー11を用いたことでギャップ量調整工程が簡便になり、併せてギャップ量調整工程に伴うMRセンサ3のガタや倒れ等が発生しないという効果を奏する。従来の磁気抵抗素子を用いた位置検出装置では、ネジによる無段階調整が行われていたためその他、センサユニット1はラジアル方向への厚みが薄く、レンズ鏡筒の外径を抑制する効果がある。
In addition, the use of the
続いて、本発明のセンサユニット1を用いたレンズ鏡筒100の構造について、図6を用いて説明する。
Next, the structure of the
このレンズ鏡筒100の内部には、移動レンズ群であるところのフォーカスレンズ101が、レンズ保持手段であるレンズ枠103に保持されている。このレンズ枠103は、両端を固定筒99と主軸受け105並びに副軸受け107に固定された主軸109並びに副軸111に沿って光軸方向に摺動自在に支持されている。なお、このレンズ鏡筒100は、一眼レフカメラ等の撮像装置に取り付けあるいは内蔵されるレンズ装置の一部であって、図示しないレンズ群、絞りユニット、制御基板等が光軸方向に配置される。
Inside the
このレンズ枠103を光軸方向に駆動する駆動手段としてのリニアモータは、固定子として駆動方向と垂直に磁化した駆動用マグネット113と、コの字型のメインヨーク115および板状のサイドヨーク117とを固定筒99に設けている。一方、可動子としてコイル119が駆動用マグネット113と所定の空隙を有するようにレンズ枠103に固定されており、駆動用フレキシブルプリントケーブル120を用いて、駆動用マグネット113の発生する磁束と直交する様にコイル119に電流を流すことで、レンズ枠103を光軸方向に駆動する仕組みになっている。なお、駆動用フレキシブルプリントケーブル120はFPC15に設けられたコネクタ15dに接続することで、FPC15を介してリニアモータ駆動のための電力供給を受けることができる。
The linear motor as a driving means for driving the
続いて、本発明のセンサユニット1の実際のギャップ量調整工程について説明する。先述のように、MRセンサ3には、基準ギャップ量よりも間隔が広がると、出力が急激に小さくなり、逆に間隔が狭くなると出力が歪むという特性がある。ギャップ量調整工程は、この特性を利用しており、以下に示すような方法でMRセンサ3の感受面3aと磁気スケール123との間隔を調整する。
Then, the actual gap amount adjustment process of the sensor unit 1 of this invention is demonstrated. As described above, the
初めに、固定筒99にシールド板13を挿入し、続いてスペーサー11を挿入し、予めFPC15に実装されたMRセンサ3を取り付け、さらに緩衝材5が貼り付けられた固定板7を取り付ける。この時、挿入するスペーサー11は、設計上の都合によって増減するが、本実施例では厚さ1/10mmのものと厚さ5/100mmのものをそれぞれ1枚ずつ挿入する。
First, the
続いて、FPC15の接続部15aを不図示の調整器具に接続する。先述の通り、FPC15はMRセンサ3と駆動用フレキシブルプリントケーブル120を介してコイル119とに接続されている。即ち、ひとつのフレキシブルプリントケーブルを調整器具のコネクタに接続するだけで、レンズ鏡筒100におけるリニアモータの駆動とMRセンサ3の出力の確認が行える構成となっている。
Subsequently, the connecting
続いて、調整器具を操作し、FPC15及び駆動用フレキシブルプリントケーブル120を介して、コイル119に電流を通電し、レンズ枠103を光軸方向に連続して往復移動させる。この時、FPC15を介してMRセンサ3の出力を、調整器具に搭載されるオシロスコープ等で測定し、サインカーブ状の再生出力波形とそのピーク電圧をモニタする。ここで、MRセンサ3の仕様による基準電圧と対比し、ギャップ量が適切かどうか判断する。
Subsequently, the adjustment tool is operated, and a current is supplied to the
この時、例えばピーク電圧が基準電圧よりも小さい場合は、感受面3aと磁気スケール123との間隔が広過ぎる状態にあると判断できる。この場合、一旦固定ネジ9を緩めて固定板7を外し、折り曲げ部15bを軸にFPC15を折り曲げてMRセンサ3を手前に捲り上げ、挿入されているスペーサー11を薄いものに変更する。実施例では、当初厚さ1/10mmのものと厚さ5/100mmのものがそれぞれ1枚ずつ挿入されているため、先述した予め用意したスペーサー11を用いて、厚さ5/100mmのものを厚さ3/100mmのものに交換する。
At this time, for example, when the peak voltage is smaller than the reference voltage, it can be determined that the distance between the
またこの時、例えばピーク電圧が基準電圧よりも大きい又は波形が歪んで三角波になる場合は、感受面3aと磁気スケール123との間隔が狭過ぎる状態にあると判断できる。この場合、一旦固定ネジ9を緩めて固定板7を外し、折り曲げ部15bを軸にFPC15を折り曲げてMRセンサ3を手前に捲り上げ、挿入されているスペーサー11を厚いものに変更する。実施例では、当初厚さ1/10mmのものと厚さ5/100mmのものがそれぞれ1枚ずつ挿入されているため、先述した予め用意したスペーサー11を用いて、厚さ3/100mmのものを追加で挿入する。
At this time, for example, when the peak voltage is larger than the reference voltage or the waveform is distorted to become a triangular wave, it can be determined that the distance between the
スペーサー11を変更したら、MRセンサ3を元の位置に戻し、固定板7を再度取り付ける。そして、調整器具を操作し、再度ギャップ量が適切かどうかの判断を行う。ここで、適切な波形が測定されれば、ギャップ量調整工程を終了し、未だ適切な波形が得られない場合は、再度スペーサー11の変更を行う。
When the
このように構成によりギャップ量調整工程を行うセンサユニット1およびこれを用いたレンズ鏡筒100は、スペーサー11の変更に伴う分解・再組立工程を極めて簡単に行うことができ、作業効率の改善や組立時間の短縮を図ることができるため、製造コストの削減につなげることができる。
In this way, the sensor unit 1 that performs the gap amount adjusting process and the
即ち、本発明は、組立・調整作業が容易で、リニアモータと共に組み込んでも良好な出力特性が得られる小型の位置検出装置、およびこれを用いたレンズ鏡筒を提供するという目的を、特に、磁気記録媒体と、磁気抵抗素子と、前記磁気記録媒体と前記磁気抵抗素子との間隔を調整する調整部材と、前記磁気抵抗素子が検出する磁界のうち前記磁気記録媒体による磁界以外を遮蔽する遮蔽部材と、前記磁気抵抗素子と電気的に接続された配線部材と、前記磁気抵抗素子を前記固定子に向けて押圧する緩衝部材とを有することを特徴とする位置検出装置を用いることで実現する。 That is, the present invention aims to provide a compact position detecting device that can be easily assembled and adjusted, and that can provide good output characteristics even when incorporated with a linear motor, and a lens barrel using the same. A recording medium; a magnetoresistive element; an adjustment member that adjusts an interval between the magnetic recording medium and the magnetoresistive element; and a shielding member that shields a magnetic field detected by the magnetoresistive element other than the magnetic field generated by the magnetic recording medium. And a wiring member electrically connected to the magnetoresistive element and a buffer member that presses the magnetoresistive element toward the stator.
なお、本発明にかかる位置検出装置は、本発明が適用される撮像装置及び取り付けられるレンズ鏡筒に応じて適宜変形、及び拡大縮小される。また、必要に応じて、装置の外寸法の変更による外観の変化、部材間の結合位置など、種々の変形や変更が可能であるが、いずれも本発明の均等の範囲内である。 The position detection device according to the present invention is appropriately deformed and enlarged / reduced depending on the imaging device to which the present invention is applied and the lens barrel to which the position detection device is attached. In addition, various modifications and changes such as a change in appearance due to a change in the external dimensions of the apparatus and a coupling position between members are possible as necessary, but all are within the equivalent scope of the present invention.
1 センサユニット
3 MRセンサ
5 緩衝材
7 固定板
9 固定ネジ
11 スペーサー
13 シールド板
15 フレキシブルプリントケーブル
99 鏡筒
100 レンズ鏡筒
101 フォーカスレンズ
103 レンズ枠
105 主軸受け
107 副軸受け
109 主軸
111 副軸
113 駆動用マグネット
115 メインヨーク
117 サイドヨーク
119 コイル
120 駆動用フレキシブルプリントケーブル
123 磁気スケール
200 レンズ鏡筒
201 フォーカスレンズ
203 レンズ枠
205 ホルダ
206 ガイドシャフト受け
209 主軸
211 副軸
213 駆動用マグネット
215 メインヨーク
217 サイドヨーク
219 コイル
223 磁気スケール
225 傾き調整ネジ
227 長穴
233 ピン
235 回動穴
299 鏡筒
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
固定子に設けられ、前記磁気記録媒体と対向した磁気抵抗素子と、
前記固定子と前記磁気抵抗素子との間に挿入され、厚みの変更を行うことで前記磁気記録媒体と前記磁気抵抗素子との間隔を調整する調整部材と、
前記固定子と前記磁気抵抗素子との間に挿入され、前記磁気抵抗素子の感受面を露出させる孔部を有し、前記磁気抵抗素子が検出する磁界のうち前記磁気記録媒体による磁界以外を遮蔽する遮蔽部材と、
前記磁気抵抗素子と電気的に接続された配線部材と、
前記固定子に設けられ、前記磁気抵抗素子を前記固定子に固定する固定部材と、
前記固定部材に設けられ、前記磁気抵抗素子を前記固定子に向けて押圧する緩衝部材とを有することを特徴とする位置検出装置。 A magnetic recording medium provided on the mover and having N and S poles magnetized at a predetermined pitch along the drive direction of the mover;
A magnetoresistive element provided on the stator and facing the magnetic recording medium;
An adjustment member that is inserted between the stator and the magnetoresistive element, and adjusts the distance between the magnetic recording medium and the magnetoresistive element by changing the thickness;
A hole is inserted between the stator and the magnetoresistive element to expose the sensitive surface of the magnetoresistive element, and shields the magnetic field detected by the magnetoresistive element other than the magnetic field generated by the magnetic recording medium. A shielding member that,
A wiring member electrically connected to the magnetoresistive element;
A fixing member provided on the stator and fixing the magnetoresistive element to the stator;
A position detection apparatus comprising: a buffer member provided on the fixing member and pressing the magnetoresistive element toward the stator.
前記固定筒内部に支持されたガイド軸と、
前記ガイド軸に沿って光軸方向に移動する移動レンズ群と、
前記ガイド軸によって光軸方向に摺動自在に保持され、前記移動レンズ群を保持し、前記可動子であるところのレンズ枠と、
前記レンズ枠を光軸方向に駆動する駆動手段と、
前記レンズ枠の光軸方向の位置を検出する位置検出装置とを備え、
前記位置検出装置として請求項1又は請求項2記載の位置検出装置を用い、
前記駆動手段を光軸方向に左右対称に配置したときに、前記位置検出装置を前記駆動手段の駆動方向における略対称中心位置以外に設けることを特徴とするレンズ鏡筒。 A fixed cylinder that is the stator; and
A guide shaft supported inside the fixed cylinder;
A moving lens group that moves in the optical axis direction along the guide axis;
A lens frame that is slidably held in the optical axis direction by the guide shaft, holds the moving lens group, and is a mover.
Driving means for driving the lens frame in the optical axis direction;
A position detection device for detecting the position of the lens frame in the optical axis direction;
Using the position detection device according to claim 1 or 2 as the position detection device,
A lens barrel characterized in that, when the driving means is arranged symmetrically in the optical axis direction, the position detecting device is provided at a position other than the substantially symmetrical center position in the driving direction of the driving means.
前記固定子に磁石、ヨークを設け、
前記可動子にコイルを設けたことを特徴とする請求項3記載のレンズ鏡筒。 The drive means is a linear motor;
A magnet and a yoke are provided on the stator,
The lens barrel according to claim 3, wherein the movable element is provided with a coil.
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