JP3823437B2 - 位置検出装置及びブレ補正装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影光学系のブレを補正するブレ補正光学系の移動位置などを、光の位置の変化によって検出する位置検出装置及びブレ補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、１次元又は２次元の位置検出素子（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ：半導体位置検出素子）（以下、ＰＳＤという）を使用した位置検出装置が知られている。このＰＳＤは、受光面上におけるスポット状の光束の重心位置を検出することができる光検出素子であり、光源と組み合わせて光位置センサとして広く応用されている。
【０００３】
図６は、従来の位置検出装置を示す断面図である。
この位置検出装置は、天板２１ａに取り付けられ、光を投光する発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）５１と、固定部材２１ｂに取り付けられ、スポット状の光の位置を検出する一次元ＰＳＤ５４と、移動部材２２と、この移動部材２２に取り付けられ、ｙ軸方向に長孔（スリット孔）５２ａが形成されたスリット板５２などからなる。スリット板５２は、ＬＥＤ５１とＰＳＤ５４との間に配置されており、ＰＳＤ５４と平行な位置関係を維持しつつ、固定部材２２と一体となってｘ軸方向（図中Ａ方向）に所定の範囲内で移動する。この位置検出装置では、ｘ軸方向に移動するスリット板５２のスリット孔５２ａを介して、ＰＳＤ５４の受光面５４ａにＬＥＤ５１から光を投光している。通常、１次元ＰＳＤ５４は、図６に示すように、２つの信号Ｉ１，Ｉ２を出力する。ＰＳＤ５４に入射する光束のｘ軸方向における重心位置は、この出力値を演算することにより検出され、この重心位置に基づいて移動部材２２の位置が検出される。
【０００４】
ＰＳＤ５４は、スポット状の光の位置を検出するものであり、その受光面５４ａに投影される光の像は、なるべくシャープであることが望ましい。スリット板５２は、シャープなスポット状の光を作り出す役割と、移動部材２２に追従してＰＳＤ５４に入射する光の位置を変化させる役割を担っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以下に、従来の位置検出装置の問題点について説明する。
（スリット孔の中心位置とＰＳＤの検出位置との間に生ずる誤差）
図７は、従来の位置検出装置におけるスリット位置が変化したときの入射光の状態を示す断面図であり、図７（Ａ）は、ＬＥＤの鉛直下にスリット孔が位置づけられた状態を示す断面図であり、図７（Ｂ）は、ＬＥＤの鉛直下にスリット孔が位置づけられていない状態を示す断面図である。
従来の位置検出装置では、スリット孔５２ａの中心位置ｘをＬＥＤ５１の鉛直下から求める場合において、ＬＥＤ５１の鉛直下にその中心位置ｘがあるときには、図７（Ａ）に示すように、ＰＳＤ５４の検出位置Ｐｘと中心位置ｘとは、一致する。一方、スリット孔５２ａの中心位置ｘがＬＥＤ５１の鉛直下にないときには、図７（Ｂ）に示すように、スリット孔５２ａの中心位置ｘとＰＳＤ５４の検出位置Ｐｘとには、誤差δｘが生じてしまう。この誤差δｘは、スリット板５２の厚さを考えないときには、ＬＥＤ５１とＰＳＤ５４との間の距離Ｄ１、スリット板５２とＰＳＤ５４との間の距離Ｄ２、ＬＥＤ５１の鉛直下におけるスリット孔５２ａの中心位置ｘ＝０とすると、以下の数１が成立する。
【０００６】
【数１】
【０００７】
数１に示すように、誤差δｘは、スリット板５２の移動量ｘに比例して大きくなり、距離Ｄ２が大きいほど大きくなる。従来の位置検出装置では、誤差δｘは、必ず生じ、実際のスリット孔５２ａの中心位置ｘとＰＳＤ５４の検出位置Ｐｘとは、一致しない。
【０００８】
（スリット板の厚みにより生ずる誤差）
図８は、従来の位置検出装置におけるスリット板の厚みにより生ずる位置検出の誤差の影響を説明するための図であり、図８（Ａ）は、ｘ＞＞ｗ／２の状態を示す断面図であり、図８（Ｂ）は、ｘ＝ｗ／２の状態を示す断面図であり、図８（Ｃ）は、ｘ＜ｗ／２の状態を示す断面図であり、図８（Ｄ）は、ｘ＝０の状態を示す断面図である。
【０００９】
ここで、スリット孔５２ａの中心位置ｘ、スリット孔５２ａの幅ｗ、スリット板の厚さｔ、ＰＳＤ５４の受光面５４ａにおける光スポットの幅Ｌ，Ｌ’である。図８は、特に、ＬＥＤ５１の鉛直下付近の範囲でスリット孔５２ａが移動したときの入射光の状態を示している。図８（Ａ）から図８（Ｄ）は、ＬＥＤ５１の鉛直下におけるスリット孔５２ａの中心位置ｘ＝０からＰＳＤ５４の図中左側をプラスとしたときに、このスリット孔５２ａの中心位置ｘがプラスの値から０まで変化する順に示している。また、図８において、ＬＥＤ５１側の縁部５２ｂ、ＰＳＤ５４側の縁部５２ｃは、スリット孔５２ａに入射した光束の一部が遮られ（けられ）る部分である。
【００１０】
図８に示すように、スリット孔５２ａに入射する光が縁部５２ｂ，５２ｃによりけられる態様は、厚さｔのスリット板５２の場合には、ｘ＝ｗ／２を境にしてｘ＞ｗ／２のときとｘ≦ｗ／２のときとでは異なる。以下の数２は、ｘ≦ｗ／２のときの光スポットの幅Ｌを計算により求めた式であり、数３は、ｘ＞ｗ／２のときの光スポットの幅Ｌ’を計算により求めた式である。
【００１１】
【数２】
【００１２】
【数３】
【００１３】
数２に示すように、ｘ≦ｗ／２のときには、光スポットの幅Ｌは、スリット孔５２ａの中心位置ｘとは無関係に一定である。しかし、ｘ＞ｗ／２のときには、数３に示すように、光スポットの幅Ｌ’は、スリット孔５２ａの中心位置ｘに依存しており、この中心位置ｘによって変化し、ｘ＜ｗ／２のときの光スポットの幅Ｌよりも狭くなる。このために、ｘ＞ｗ／２のときとｘ≦ｗ／２のときとでは、ＰＳＤ５４の受光面５４ａに形成される光スポットの面積が異なり、ＰＳＤ５４の位置検出に不連続点が生じてしまう。
【００１４】
図９は、従来の位置検出装置における厚みのあるスリット板の場合と厚みのない理想的なスリット板の場合のＰＳＤに入射する光束の重心位置を示す断面図である。
ここで、光束Ｌ１は、厚さｔのスリット板５２のスリット孔５２ａを通過する光束であり、光束Ｌ２は、厚みのない（ｔ＝０）理想的なスリット板５３のスリット孔５３ａを通過する光束である。図９に示すように、光束Ｌ１は、スリット板５２の縁部５２ｂ，５２ｃにより遮られ（けられ）、光束Ｌ２は、スリット孔５３ａにより遮られ（けられ）る。このために、スリット板５２，５３の厚さの違いにより、ｘ＝ｗ／２のときとは無関係に、ＰＳＤ５４の受光面５４ａに入射する光束Ｌ１，Ｌ２の重心位置Ｐｘ，Ｐｘｏは、それぞれ異なる。数４及び数５は、ＰＳＤ５４の受光面５４ａに入射する光束Ｌ１の重心位置（ＰＳＤ５４の検出位置）Ｐｘを計算により求めた式である。数６は、ＰＳＤ５４の受光面５４ａに入射する光束Ｌ２の重心位置（ＰＳＤ５４の検出位置）Ｐｘｏを計算により求めた式である。
【００１５】
【数４】
【００１６】
【数５】
【００１７】
【数６】
【００１８】
数４及び数５に示すように、厚みのあるスリット板５２と、数６に示すように、厚みのない理想的なスリット板５３とでは、それぞれの理論式が異なる。厚みのない理想的なスリット板５３のときには、スリット孔５３ａの中心位置ｘがいかなる位置であっても、光束Ｌ２の重心位置Ｐｘｏを数６により求めることができる。一方、スリット板５２の場合において、ｘ＞ｗ／２のときとｘ≦ｗ／２のときとでは、ｘ＝ｗ／２のときを境として、数４及び数５に示すように、それぞれの理論式が異なる。このことは、スリット孔５２ｂの中心位置ｘがｘ＝０よりも図中左側に移動したときも同様である。
【００１９】
図１０は、従来の位置検出装置における厚みのあるスリット板の場合と厚みのない理想的なスリット板の場合の入射光の重心位置とスリット孔の位置との関係を示す図である。
図１０に示すように、スリット板５２には、厚みがあるために、スリット孔５２ａの中心位置ｘに対する光束Ｌ１の重心位置Ｐｘは、スリット孔５２ａの移動範囲において、一つの比例関係式として考えられない。実際の位置検出装置では、スリット板の厚さを０とすることができないために、スリット孔５２ａの中心位置ｘに対する光束Ｌ１の重心位置Ｐｘの直線性が保てない状態が存在する。その結果、ＰＳＤ５４の出力信号に基づいて求められる光束Ｌ１の重心位置Ｐｘとスリット孔５２ａの中心位置ｘには、前述の誤差δｘが存在する上に、さらに、スリット板５２の厚みによる誤差も生じてしまう。
【００２０】
本発明の課題は、光の位置を検出するときに、位置検出の誤差を小さくすることができる位置検出装置及びブレ補正装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、光を投光する発光部と、前記発光部からの光を受光し、この光の位置を検出する光位置検出部と、前記発光部と前記光位置検出部との間に配置され、前記発光部からの光の少なくとも一部が通過する光通過部を備える遮光部材と、を含む位置検出装置において、前記光通過部は、前記遮光部材の前記発光部側の開口よりも前記光位置検出部側の開口が狭く形成されており、前記光位置検出部は前記光通過部を通過した前記光を検出すること、を特徴とする位置検出装置である。
【００２２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の位置検出装置において、前記光通過部は、前記遮光部材の厚肉部に設けられたスリット部であり、前記スリット部はナイフエッジ状のエッジ部により形成されること、を特徴とする位置検出装置である。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項２に記載の位置検出装置において、前記エッジ部の先端部は前記遮光部材の前記検出部側にあること、を特徴とする位置検出装置である。
【００２４】
請求項４の発明は、ブレを補正するブレ補正光学系と、前記ブレ補正光学系の位置を検出する位置検出部と、を含むブレ補正装置において、前記位置検出部は、光を投光する発光部と、前記発光部からの光を受光し、この光の位置を検出する光位置検出部と、前記発光部と前記光位置検出部との間に配置され、前記発光部からの光の少なくとも一部が通過する光通過部を備える遮光部材とを含み、前記光通過部は、前記遮光部材の前記発光部側の開口よりも前記光位置検出部側の開口が狭く形成されており、前記光位置検出部は前記光通過部を通過した前記光を検出すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項４に記載のブレ補正装置において、前記光通過部は、前記遮光部材の厚肉部に設けられたスリット部であり、前記スリット部はナイフエッジ状のエッジ部により形成されること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項５に記載のブレ補正装置において、前記エッジ部の先端部は前記遮光部材の前記検出部側にあること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態について、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る位置検出装置を示す断面図である。
なお、以下の説明において、図６から図９までに示した部材と同一の部材は、同一の番号を付して説明し、その部材の詳細な説明については省略する。
本発明の第１実施形態に係る位置検出装置は、ＬＥＤ５１と、ＰＳＤ５４と、移動部材２２と、この移動部材２２に取り付けられたスリット板６２などからなる。
【００２８】
スリット板６２は、光の一部を遮る部材である。スリット板６２は、ＬＥＤ５１とＰＳＤ５４との間において、このＰＳＤ５４の受光面５４ａと平行に移動部材２２に取り付けられている。スリット板６２には、スリット部６２ｃが形成されている。
【００２９】
スリット部６２ｃは、スリット板６２のｙ軸方向に形成され、ＬＥＤ５１から投光された光の一部をＰＳＤ５４の受光面５４ａに向けて通過させる長孔である。スリット部６２ｃは、このスリット部６２ｃに形成されたエッジ部６２ｂと、後述するスリット孔６２ａとからなる。
【００３０】
エッジ部６２ｂは、スリット部６２ｃを通過する光束の一部が遮られ（けられ）るのを防止するナイフエッジ状の部分である。エッジ部６２ｂは、図１に示すように、スリット板６２のＬＥＤ５１側の面からＰＳＤ５４側の面に向けて、スリット部６２ｃの開口部を徐々に狭めるように傾斜面を形成している。エッジ部６２ｂは、図８及び図９に示した従来の位置検出装置におけるスリット孔５２ａから縁部５２ｂを削り取るように、その断面形状が三角形に形成されている。
【００３１】
スリット孔６２ａは、エッジ部６２ｂに入射し、ＰＳＤ５４の受光面５４ａに向かう光束を絞る部分である。スリット孔６２ａは、図１に示すように、エッジ部６２ｂの鋭角な先端部であり、スリット部６２ｃにおいて最も狭い開口部を形成している。スリット孔６２ａは、その鋭角な先端部とＰＳＤ５４の受光面５４ａとの距離が短くなるように、この受光面５４ａと対向する側のスリット板５２の表面寄りに形成されている。
【００３２】
本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置では、スリット板６２のスリット部６２ｃには、断面形状が三角形のナイフエッジ状のエッジ部６２ｂが形成されている。そして、ＬＥＤ５１から投光された光は、エッジ部６２ｂにおいて遮られなかった光束のみがＰＳＤ５４の受光面５４ａに入射する。エッジ部６２ｂのスリット孔（鋭利な先端部）６２ａは、図９に示した厚みのない理想的なスリット板５３と同等とみなすことができる。以下の数７は、本発明の第１実施形態における光スポットの幅Ｌを計算により求めた式である。
【００３３】
【数７】
【００３４】
数７に示すように、光スポットの幅Ｌは、スリット孔６２ａの中心位置ｘとは無関係に一定である。このために、ＰＳＤ５４の受光面５４ａに形成される光スポットは、厚みのあるスリット板６２の移動範囲内において、そのｘ軸方向の幅Ｌが一定となり、光スポットの面積を一定にすることができる。その結果、本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置では、図８及び図９に示したように、厚みのあるスリット板５２のスリット孔５２ａに入射する光束Ｌ１の一部が、縁部５２ｂによって遮られるのを防止することができる。エッジ部６２ｂにおいて遮られた光束は、厚みのない理想的なスリット板５３のスリット孔５３ａに入射する光束Ｌ２が、このスリット孔５３ａにより遮られる光束と同等にすることができる。
【００３５】
ブレ検出装置は、従来の技術において説明したように、スリット板５２の厚みにより生ずる誤差を小さくするために、このスリット板５２を可能な限り薄い板状とし、この上にスリット孔５２ａを形成することが好ましい。しかし、従来のスリット板５２は、生産技術上などの問題から限りなく薄く、例えば、厚さが０．１ｍｍ程度のばらつきの少ない部材にスリット孔５２ａを形成することが難しかった。しかも、薄いスリット板５２の場合には、厚さを薄く作成すると、部品強度が低下するために、組立時などの取り扱いが容易ではなかった。本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置では、スリット板６２の厚さが１ｍｍ以上であっても、スリット部６２ｃの断面形状をナイフエッジ状にすることにより、スリット板６２の厚さｔを無視することができる。このために、ナイフエッジ状に成形されたスリット板６２を使用することにより、現実には成形不可能な厚みのないスリット板５３とこのスリット板６２とを同様に扱うことができる。その結果、スリット板６２に厚みがあってもＰＳＤ５４の検出位置Ｐｘの誤差を小さくすることができるとともに、ナイフエッジ状に鋭角に形成されたスリット孔６２ａにより光の回折を少なくすることができる。
【００３６】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態に係る位置検出装置を示す断面図であり、図２（Ａ）は、スリット板のＬＥＤ側の面にスリット孔を形成した例を示す断面図であり、図２（Ｂ）は、スリット板の厚み方向の中央部にスリット孔を形成した例を示す断面図であり、図２（Ｃ）は、スリット板のＰＳＤ側の面にスリット孔を形成した例を比較例として示す断面図である。
図２に示すように、スリット板６２，６３，６４は、いずれもスリット孔６２ａ，６３ａ，６４ａの中心位置ｘ１、厚さｔである。また、スリット孔６２ａ，６３ａ，６４ａの中心位置ｘ１とＰＳＤ５４の検出位置Ｐｘ１，Ｐｘ２，Ｐｘ３との間には、誤差δｘ１，δｘ２，δｘ３が生じている。
【００３７】
スリット板６３には、図２（Ａ）に示すように、スリット板６２のエッジ部６２ｂと同一方法によりエッジ部６３ｂが成形されている。スリット板６３は、図２（Ｃ）に示すスリット板６２の表裏を逆にし、スリット孔６３ａをＬＥＤ５１側に近づけている。
【００３８】
スリット板６４には、図２（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ５１側及びＰＳＤ５４側から厚さ方向の中間部に向けて、スリット部６４ｃの開口部を徐々に狭めるように、エッジ部６４ｂが形成されている。スリット部６４ｃは、ＬＥＤ５１側及びＰＳＤ５４側の面からスリット孔６４ａに向けて傾斜面を形成している。スリット部６４ｃは、図８及び図９に示した従来の位置検出装置におけるスリット孔５２ａから縁部５２ａ，５２ｂを削り取るように、その断面形状がナイフエッジ状の三角形に形成されている。スリット孔６４ｃは、ＬＥＤ５１側及びＰＳＤ５４側の表面から深さｔ／２の部分に形成されている。
【００３９】
本発明の第２実施形態に係る位置検出装置では、ナイフエッジ状のスリット部６３ｂ，６４ｂがスリット部６３ｃ，６４ｃに形成されている。このために、スリット板６３，６４に厚みがあっても、ＰＳＤ５４の検出位置Ｐｘ２，Ｐｘ３の誤差を小さくすることができる。
【００４０】
（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態に係る位置検出装置を示す断面図であり、図３（Ａ）は、スリット板のＬＥＤ側の面に遮光膜を形成した例を示す断面図であり、図３（Ｂ）は、スリット板のＰＳＤ側の面に遮光膜を形成した例を示す断面図である。
本発明の第３実施形態に係る位置検出装置では、スリット板６５，６６は、ＬＥＤ５１から入射する光を透過する透明な部材からなる。遮光膜６５ｂ，６６ｂは、スリット板６５，６６の表面（縁部）に、塗布又は蒸着などの手法により薄く形成された不透明部である。スリット孔６５ａ，６６ａは、スリット板６５，６６の遮光膜６５ｂ，６６ｂが形成されていない部分である。
【００４１】
本発明の第３実施形態に係る位置検出装置では、遮光膜６５ｂ，６６ｂとスリット孔６５ａ，６６ａとが、薄いナイフエッジ状のエッジ部を形成している。このために、遮光膜６５ｂ，６６ｂとスリット孔６５ａ，６６ａとを、透明なスリット板６５，６６に形成したときにも、ＰＳＤ５４の検出位置Ｐｘの誤差を小さくすることができる。
【００４２】
（第４実施形態）
図４は、位置検出装置が搭載されたブレ補正装置のブロック図である。図５は、本発明の第４実施形態に係る位置検出装置を示す断面図である。
なお、以下では、カメラに搭載されたブレ補正装置に、本発明の第１実施形態に係る位置検出装置を適用した例を説明する。
ブレ補正装置１は、撮影レンズの一部又は撮影レンズ全体を撮影光軸と直交する面内において移動させることによって撮影光軸を変化させ、カメラの手ブレなどにより生ずる像面のブレを補正する装置である。このブレ補正装置１は、図４に示すように、ブレ検出回路３０と、ＣＰＵ３と、モータ駆動回路１３と、モータ１４ａ，１４ｂと、ブレ補正レンズ１０と、位置検出装置２０ａ，２０ｂと、位置検出処理回路１５などからなる。
【００４３】
ブレ検出回路３０は、カメラの手ブレなどによる振動を検出し、後述するＣＰＵ３にブレ情報を出力する回路である。ブレ検出回路３０は、例えば、２つの角速度センサなどを用いることによって、それぞれｘ方向、ｙ方向の手ブレなどにより生じた角速度を検出する。
【００４４】
ＣＰＵ３は、ブレ検出回路３０から出力されたブレ情報及び後述する位置検出処理回路１５から出力された現在位置情報に基づいて、ブレ補正量を演算するワンチップマイクロコンピュータである。ＣＰＵ３は、後述するモータ１４ａ，１４ｂを駆動するために、このブレ補正量に応じた駆動信号をモータ駆動回路１３に出力する。
【００４５】
モータ１４ａ，１４ｂは、ブレ補正レンズ１０を駆動するためのモータである。モータ１４ａ，１４ｂは、モータ駆動回路１３からの出力信号に基づいて、ブレ補正レンズ１０を駆動する。
【００４６】
位置検出処理回路１５は、後述する位置検出装置２０ａ，２０ｂから出力された位置検出情報に基づいて、ブレ補正レンズ１０の現在の位置を現在位置情報としてＣＰＵ３に出力する。
【００４７】
位置検出装置２０ａ，２０ｂは、ブレ補正レンズ１０のｘ軸方向、ｙ軸方向の位置を検出し、位置検出処理回路１５に位置検出情報を出力する装置である。本発明の第４実施形態に係る位置検出装置は、図１に示した移動部材２２をブレ補正レンズ１０に置き換えたものである。位置検出装置２０ａ，２０ｂは、ｘ軸方向とｙ軸方向のそれぞれの軸について、１つづつ設置されており、ブレ補正レンズ１０のｘｙ平面内における位置を検出する。なお、位置検出装置２０ａ，２０ｂは、いずれも同一構造であり、位置検出装置２０ａを図５にしたがって説明する。
【００４８】
ブレ補正レンズ１０は、撮影光軸Ｉと直交する面内（図中ｘｙ方向）に移動することによってブレを補正する撮影光学系の一部を構成するレンズ又は撮影レンズ全体を構成するレンズである。
【００４９】
ブレ補正レンズ枠１１は、ブレ補正レンズ１０を保持するための枠である。ブレ補正レンズ枠１１は、その内周部において、ブレ補正レンズ１０の外周部を固定するとともに、スリット板６２と一体に取り付けられている。ブレ補正レンズ１０は、ＬＥＤ５１からスリット板６２に投光された光を、１次元のＰＳＤ５４が受光することによって、その移動位置を検出される。
【００５０】
本発明の第４実施形態に係る位置検出装置は、カメラなどのブレ補正装置１に応用することによって、ブレ補正レンズ１０の位置検出を高精度に行うことができる。
【００５１】
（他の実施形態）
以上説明した実施形態に限定されることはなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、本発明の実施形態に係るブレ検出装置では、図２に示すように、ＰＳＤ５４の受光面５４ａとスリット孔６２ａ，６３ａ，６４ａとの間の距離Ｄ２，Ｄ２’，Ｄ２’’は、距離Ｄ２が最も短く距離Ｄ２’が最も長い。数２に示すように、可能なかぎり距離Ｄ２を短くすることによって、誤差δｘをゼロに近づけることができる。このために、特に、図２（Ｃ）に示すようにスリット板６３，６５を配置したときには、誤差δｘ２，δｘ３よりも誤差δｘ１を小さくすることができる。本発明の実施形態では、スリット孔６２ａ，６３ａ，６４ａの中心位置ｘ１に対して、誤差δｘは、δｘ１＜δｘ３＜δｘ２である。なお、図３に示すように、透明なスリット板６５，６６に遮光膜６５ｂ，６６ｂを形成したときにも、誤差δｘ２よりも誤差δｘ１を小さくすることができる。
【００５２】
本発明の実施形態に係るブレ検出装置におけるスリット部６２ｃ，スリット孔６５ａ，６６ａは、図１に示すように、光を通過させる部分を長孔にするだけではなく、円形状のものであってもよい。また、スリット部６２ｃは、光を通過することができれば、開口部を形成していない透過部などでもよく、エッジ部６２ｂ，６３ｂ，６４ｂの断面形状は、三角形に限らず、薄刃状であってもよい。さらに、光の位置検出に使用するＰＳＤ５４は、２次元ＰＳＤであってもよい。この場合には、スポット状の光がＰＳＤに入射可能なように、スリット部６２ｃを円形状の光の通過部に形成することが好ましい。
【００５３】
本発明の実施形態に係るブレ検出装置では、ＰＳＤ５４に入射する光束を投光する発光源は、ＬＥＤ５１であるが、豆電球などの点光源に近い発光源であればＬＥＤに限らない。また、スリット板６２，６３，６４，６５，６６及びＰＳＤ５４が固定され、ＬＥＤ５１が移動する構造のブレ検出装置についても本発明を適用することができる。さらに、位置検出の誤差を許容できる範囲内であれば、ＰＳＤ５４の受光面５４ａに形成される光スポットの面積は、スリット板６２，６３，６４，６５，６６の移動範囲内において、略一定であってもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、請求項１記載の発明によれば、遮光部材は、発光部と光位置検出部との間に配置され、この発光部からの光の少なくとも一部が通過する光通過部を備え、この光通過部は、遮光部材の厚みに係わらず、光位置検出部に一定面積又は略一定面積の光スポットを形成する光スポット形成部を備えるので、位置検出の誤差を小さくすることができる。
【００５５】
請求項２及び請求項５記載の発明によれば、光通過部は、遮光部材の厚肉部に設けられた光透過部又はスリット部であり、光スポット形成部は、この光透過部又はスリット部に形成されたナイフエッジ状のエッジ部であるので、遮光部材の厚みにより生ずる位置検出の誤差を小さくすることができる。
【００５６】
請求項３及び請求項６記載の発明によれば、エッジ部は、その先端部を光位置検出部に近づけているので、検出された光の位置と実際の移動位置との誤差を可能なかぎり小さくすることができる。
【００５７】
請求項４記載の発明によれば、ブレ補正装置は、ブレ補正光学系の位置を検出する位置検出部を含み、この位置検出部は、発光部と光位置検出部との間に配置され、この発光部からの光の少なくとも一部が通過する光通過部を備える遮光部材を含み、この光通過部は、遮光部材の厚みに係わらず、光位置検出部に一定面積又は略一定面積の光スポットを形成する光スポット形成部を備えるので、位置検出の誤差を小さくし、高精度にブレを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る位置検出装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る位置検出装置を示す断面図であり、（Ａ）は、スリット板のＬＥＤ側の面にスリット孔を形成した例を示す断面図であり、（Ｂ）は、スリット板の厚み方向の中央部にスリット孔を形成した例を示す断面図であり、（Ｃ）は、スリット板のＰＳＤ側の面にスリット孔を形成した例を比較例として示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る位置検出装置を示す断面図であり、（Ａ）は、スリット板のＬＥＤ側の面に遮光膜を形成した例を示す断面図であり、（Ｂ）は、スリット板のＰＳＤ側の面に遮光膜を形成した例を示す断面図である。
【図４】位置検出装置が搭載されたブレ補正装置のブロック図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る位置検出装置を示す断面図である。
【図６】従来の位置検出装置を示す断面図である。
【図７】従来の位置検出装置におけるスリット位置が変化したときの入射光の状態を示す断面図であり、（Ａ）は、ＬＥＤの鉛直下にスリット孔が位置づけられた状態を示す断面図であり、（Ｂ）は、ＬＥＤの鉛直下にスリット孔が位置づけられていない状態を示す断面図である。
【図８】従来の位置検出装置におけるスリット板の厚みにより生ずる位置検出の誤差の影響を説明するための図であり、（Ａ）は、ｘ＞＞ｗ／２の状態を示す断面図であり、（Ｂ）は、ｘ＝ｗ／２の状態を示す断面図であり、（Ｃ）は、ｘ＜ｗ／２の状態を示す断面図であり、（Ｄ）は、ｘ＝０の状態を示す断面図である。
【図９】従来の位置検出装置における厚みのあるスリット板の場合と厚みのない理想的なスリット板の場合のＰＳＤに入射する光束の重心位置を示す断面図である。
【図１０】従来の位置検出装置における厚みのあるスリット板の場合と厚みのない理想的なスリット板の場合の入射光の重心位置とスリット孔の位置との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ ブレ補正装置
３ ＣＰＵ
１０ ブレ補正レンズ
１１ ブレ補正レンズ枠
２０ａ，２０ｂ 位置検出部
２２ 移動部材
５１ ＬＥＤ
５２ｂ，５２ｃ 縁部
５４ ＰＳＤ
６２，６３，６４，６５，６６ スリット板
６２ａ，６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａ スリット孔
６２ｂ，６３ｂ，６４ｂ エッジ部
６２ｃ，６３ｃ，６４ｃ スリット部
６５ｂ，６６ｂ 遮光膜
Ｉ 撮影光軸
ｔ 厚さ
δｘ 誤差
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影光学系のブレを補正するブレ補正光学系の移動位置などを、光の位置の変化によって検出する位置検出装置及びブレ補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、１次元又は２次元の位置検出素子（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ：半導体位置検出素子）（以下、ＰＳＤという）を使用した位置検出装置が知られている。このＰＳＤは、受光面上におけるスポット状の光束の重心位置を検出することができる光検出素子であり、光源と組み合わせて光位置センサとして広く応用されている。
【０００３】
図６は、従来の位置検出装置を示す断面図である。
この位置検出装置は、天板２１ａに取り付けられ、光を投光する発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）５１と、固定部材２１ｂに取り付けられ、スポット状の光の位置を検出する一次元ＰＳＤ５４と、移動部材２２と、この移動部材２２に取り付けられ、ｙ軸方向に長孔（スリット孔）５２ａが形成されたスリット板５２などからなる。スリット板５２は、ＬＥＤ５１とＰＳＤ５４との間に配置されており、ＰＳＤ５４と平行な位置関係を維持しつつ、固定部材２２と一体となってｘ軸方向（図中Ａ方向）に所定の範囲内で移動する。この位置検出装置では、ｘ軸方向に移動するスリット板５２のスリット孔５２ａを介して、ＰＳＤ５４の受光面５４ａにＬＥＤ５１から光を投光している。通常、１次元ＰＳＤ５４は、図６に示すように、２つの信号Ｉ１，Ｉ２を出力する。ＰＳＤ５４に入射する光束のｘ軸方向における重心位置は、この出力値を演算することにより検出され、この重心位置に基づいて移動部材２２の位置が検出される。
【０００４】
ＰＳＤ５４は、スポット状の光の位置を検出するものであり、その受光面５４ａに投影される光の像は、なるべくシャープであることが望ましい。スリット板５２は、シャープなスポット状の光を作り出す役割と、移動部材２２に追従してＰＳＤ５４に入射する光の位置を変化させる役割を担っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以下に、従来の位置検出装置の問題点について説明する。
（スリット孔の中心位置とＰＳＤの検出位置との間に生ずる誤差）
図７は、従来の位置検出装置におけるスリット位置が変化したときの入射光の状態を示す断面図であり、図７（Ａ）は、ＬＥＤの鉛直下にスリット孔が位置づけられた状態を示す断面図であり、図７（Ｂ）は、ＬＥＤの鉛直下にスリット孔が位置づけられていない状態を示す断面図である。
従来の位置検出装置では、スリット孔５２ａの中心位置ｘをＬＥＤ５１の鉛直下から求める場合において、ＬＥＤ５１の鉛直下にその中心位置ｘがあるときには、図７（Ａ）に示すように、ＰＳＤ５４の検出位置Ｐｘと中心位置ｘとは、一致する。一方、スリット孔５２ａの中心位置ｘがＬＥＤ５１の鉛直下にないときには、図７（Ｂ）に示すように、スリット孔５２ａの中心位置ｘとＰＳＤ５４の検出位置Ｐｘとには、誤差δｘが生じてしまう。この誤差δｘは、スリット板５２の厚さを考えないときには、ＬＥＤ５１とＰＳＤ５４との間の距離Ｄ１、スリット板５２とＰＳＤ５４との間の距離Ｄ２、ＬＥＤ５１の鉛直下におけるスリット孔５２ａの中心位置ｘ＝０とすると、以下の数１が成立する。
【０００６】
【数１】
数１に示すように、誤差δｘは、スリット板５２の移動量ｘに比例して大きくなり、距離Ｄ２が大きいほど大きくなる。従来の位置検出装置では、誤差δｘは、必ず生じ、実際のスリット孔５２ａの中心位置ｘとＰＳＤ５４の検出位置Ｐｘとは、一致しない。
【０００８】
（スリット板の厚みにより生ずる誤差）
図８は、従来の位置検出装置におけるスリット板の厚みにより生ずる位置検出の誤差の影響を説明するための図であり、図８（Ａ）は、ｘ＞＞ｗ／２の状態を示す断面図であり、図８（Ｂ）は、ｘ＝ｗ／２の状態を示す断面図であり、図８（Ｃ）は、ｘ＜ｗ／２の状態を示す断面図であり、図８（Ｄ）は、ｘ＝０の状態を示す断面図である。
【０００９】
ここで、スリット孔５２ａの中心位置ｘ、スリット孔５２ａの幅ｗ、スリット板の厚さｔ、ＰＳＤ５４の受光面５４ａにおける光スポットの幅Ｌ，Ｌ’である。図８は、特に、ＬＥＤ５１の鉛直下付近の範囲でスリット孔５２ａが移動したときの入射光の状態を示している。図８（Ａ）から図８（Ｄ）は、ＬＥＤ５１の鉛直下におけるスリット孔５２ａの中心位置ｘ＝０からＰＳＤ５４の図中左側をプラスとしたときに、このスリット孔５２ａの中心位置ｘがプラスの値から０まで変化する順に示している。また、図８において、ＬＥＤ５１側の縁部５２ｂ、ＰＳＤ５４側の縁部５２ｃは、スリット孔５２ａに入射した光束の一部が遮られ（けられ）る部分である。
【００１０】
図８に示すように、スリット孔５２ａに入射する光が縁部５２ｂ，５２ｃによりけられる態様は、厚さｔのスリット板５２の場合には、ｘ＝ｗ／２を境にしてｘ＞ｗ／２のときとｘ≦ｗ／２のときとでは異なる。以下の数２は、ｘ≦ｗ／２のときの光スポットの幅Ｌを計算により求めた式であり、数３は、ｘ＞ｗ／２のときの光スポットの幅Ｌ’を計算により求めた式である。
【００１１】
【数２】
【数３】
数２に示すように、ｘ≦ｗ／２のときには、光スポットの幅Ｌは、スリット孔５２ａの中心位置ｘとは無関係に一定である。しかし、ｘ＞ｗ／２のときには、数３に示すように、光スポットの幅Ｌ’は、スリット孔５２ａの中心位置ｘに依存しており、この中心位置ｘによって変化し、ｘ＜ｗ／２のときの光スポットの幅Ｌよりも狭くなる。このために、ｘ＞ｗ／２のときとｘ≦ｗ／２のときとでは、ＰＳＤ５４の受光面５４ａに形成される光スポットの面積が異なり、ＰＳＤ５４の位置検出に不連続点が生じてしまう。
【００１４】
図９は、従来の位置検出装置における厚みのあるスリット板の場合と厚みのない理想的なスリット板の場合のＰＳＤに入射する光束の重心位置を示す断面図である。
ここで、光束Ｌ１は、厚さｔのスリット板５２のスリット孔５２ａを通過する光束であり、光束Ｌ２は、厚みのない（ｔ＝０）理想的なスリット板５３のスリット孔５３ａを通過する光束である。図９に示すように、光束Ｌ１は、スリット板５２の縁部５２ｂ，５２ｃにより遮られ（けられ）、光束Ｌ２は、スリット孔５３ａにより遮られ（けられ）る。このために、スリット板５２，５３の厚さの違いにより、ｘ＝ｗ／２のときとは無関係に、ＰＳＤ５４の受光面５４ａに入射する光束Ｌ１，Ｌ２の重心位置Ｐｘ，Ｐｘｏは、それぞれ異なる。数４及び数５は、ＰＳＤ５４の受光面５４ａに入射する光束Ｌ１の重心位置（ＰＳＤ５４の検出位置）Ｐｘを計算により求めた式である。数６は、ＰＳＤ５４の受光面５４ａに入射する光束Ｌ２の重心位置（ＰＳＤ５４の検出位置）Ｐｘｏを計算により求めた式である。
【００１５】
【数４】
【数５】
【数６】
数４及び数５に示すように、厚みのあるスリット板５２と、数６に示すように、厚みのない理想的なスリット板５３とでは、それぞれの理論式が異なる。厚みのない理想的なスリット板５３のときには、スリット孔５３ａの中心位置ｘがいかなる位置であっても、光束Ｌ２の重心位置Ｐｘｏを数６により求めることができる。一方、スリット板５２の場合において、ｘ＞ｗ／２のときとｘ≦ｗ／２のときとでは、ｘ＝ｗ／２のときを境として、数４及び数５に示すように、それぞれの理論式が異なる。このことは、スリット孔５２ｂの中心位置ｘがｘ＝０よりも図中左側に移動したときも同様である。
【００１９】
図１０は、従来の位置検出装置における厚みのあるスリット板の場合と厚みのない理想的なスリット板の場合の入射光の重心位置とスリット孔の位置との関係を示す図である。
図１０に示すように、スリット板５２には、厚みがあるために、スリット孔５２ａの中心位置ｘに対する光束Ｌ１の重心位置Ｐｘは、スリット孔５２ａの移動範囲において、一つの比例関係式として考えられない。実際の位置検出装置では、スリット板の厚さを０とすることができないために、スリット孔５２ａの中心位置ｘに対する光束Ｌ１の重心位置Ｐｘの直線性が保てない状態が存在する。その結果、ＰＳＤ５４の出力信号に基づいて求められる光束Ｌ１の重心位置Ｐｘとスリット孔５２ａの中心位置ｘには、前述の誤差δｘが存在する上に、さらに、スリット板５２の厚みによる誤差も生じてしまう。
【００２０】
本発明の課題は、光の位置を検出するときに、位置検出の誤差を小さくすることができる位置検出装置及びブレ補正装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、光を投光する発光部と、前記発光部からの光を受光し、この光の位置を検出する光位置検出部と、前記発光部と前記光位置検出部との間に配置され、前記発光部からの光の少なくとも一部が通過する光通過部を備える遮光部材と、を含む位置検出装置において、前記光通過部は、前記遮光部材の前記発光部側の開口よりも前記光位置検出部側の開口が狭く形成されており、前記光位置検出部は前記光通過部を通過した前記光を検出すること、を特徴とする位置検出装置である。
【００２２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の位置検出装置において、前記光通過部は、前記遮光部材の厚肉部に設けられたスリット部であり、前記スリット部はナイフエッジ状のエッジ部により形成されること、を特徴とする位置検出装置である。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項２に記載の位置検出装置において、前記エッジ部の先端部は前記遮光部材の前記検出部側にあること、を特徴とする位置検出装置である。
【００２４】
請求項４の発明は、ブレを補正するブレ補正光学系と、前記ブレ補正光学系の位置を検出する位置検出部と、を含むブレ補正装置において、前記位置検出部は、光を投光する発光部と、前記発光部からの光を受光し、この光の位置を検出する光位置検出部と、前記発光部と前記光位置検出部との間に配置され、前記発光部からの光の少なくとも一部が通過する光通過部を備える遮光部材とを含み、前記光通過部は、前記遮光部材の前記発光部側の開口よりも前記光位置検出部側の開口が狭く形成されており、前記光位置検出部は前記光通過部を通過した前記光を検出すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項４に記載のブレ補正装置において、前記光通過部は、前記遮光部材の厚肉部に設けられたスリット部であり、前記スリット部はナイフエッジ状のエッジ部により形成されること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項５に記載のブレ補正装置において、前記エッジ部の先端部は前記遮光部材の前記検出部側にあること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態について、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る位置検出装置を示す断面図である。
なお、以下の説明において、図６から図９までに示した部材と同一の部材は、同一の番号を付して説明し、その部材の詳細な説明については省略する。
本発明の第１実施形態に係る位置検出装置は、ＬＥＤ５１と、ＰＳＤ５４と、移動部材２２と、この移動部材２２に取り付けられたスリット板６２などからなる。
【００２８】
スリット板６２は、光の一部を遮る部材である。スリット板６２は、ＬＥＤ５１とＰＳＤ５４との間において、このＰＳＤ５４の受光面５４ａと平行に移動部材２２に取り付けられている。スリット板６２には、スリット部６２ｃが形成されている。
【００２９】
スリット部６２ｃは、スリット板６２のｙ軸方向に形成され、ＬＥＤ５１から投光された光の一部をＰＳＤ５４の受光面５４ａに向けて通過させる長孔である。スリット部６２ｃは、このスリット部６２ｃに形成されたエッジ部６２ｂと、後述するスリット孔６２ａとからなる。
【００３０】
エッジ部６２ｂは、スリット部６２ｃを通過する光束の一部が遮られ（けられ）るのを防止するナイフエッジ状の部分である。エッジ部６２ｂは、図１に示すように、スリット板６２のＬＥＤ５１側の面からＰＳＤ５４側の面に向けて、スリット部６２ｃの開口部を徐々に狭めるように傾斜面を形成している。エッジ部６２ｂは、図８及び図９に示した従来の位置検出装置におけるスリット孔５２ａから縁部５２ｂを削り取るように、その断面形状が三角形に形成されている。
【００３１】
スリット孔６２ａは、エッジ部６２ｂに入射し、ＰＳＤ５４の受光面５４ａに向かう光束を絞る部分である。スリット孔６２ａは、図１に示すように、エッジ部６２ｂの鋭角な先端部であり、スリット部６２ｃにおいて最も狭い開口部を形成している。スリット孔６２ａは、その鋭角な先端部とＰＳＤ５４の受光面５４ａとの距離が短くなるように、この受光面５４ａと対向する側のスリット板５２の表面寄りに形成されている。
【００３２】
本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置では、スリット板６２のスリット部６２ｃには、断面形状が三角形のナイフエッジ状のエッジ部６２ｂが形成されている。そして、ＬＥＤ５１から投光された光は、エッジ部６２ｂにおいて遮られなかった光束のみがＰＳＤ５４の受光面５４ａに入射する。エッジ部６２ｂのスリット孔（鋭利な先端部）６２ａは、図９に示した厚みのない理想的なスリット板５３と同等とみなすことができる。以下の数７は、本発明の第１実施形態における光スポットの幅Ｌを計算により求めた式である。
【００３３】
【数７】
数７に示すように、光スポットの幅Ｌは、スリット孔６２ａの中心位置ｘとは無関係に一定である。このために、ＰＳＤ５４の受光面５４ａに形成される光スポットは、厚みのあるスリット板６２の移動範囲内において、そのｘ軸方向の幅Ｌが一定となり、光スポットの面積を一定にすることができる。その結果、本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置では、図８及び図９に示したように、厚みのあるスリット板５２のスリット孔５２ａに入射する光束Ｌ１の一部が、縁部５２ｂによって遮られるのを防止することができる。エッジ部６２ｂにおいて遮られた光束は、厚みのない理想的なスリット板５３のスリット孔５３ａに入射する光束Ｌ２が、このスリット孔５３ａにより遮られる光束と同等にすることができる。
【００３５】
ブレ検出装置は、従来の技術において説明したように、スリット板５２の厚みにより生ずる誤差を小さくするために、このスリット板５２を可能な限り薄い板状とし、この上にスリット孔５２ａを形成することが好ましい。しかし、従来のスリット板５２は、生産技術上などの問題から限りなく薄く、例えば、厚さが０．１ｍｍ程度のばらつきの少ない部材にスリット孔５２ａを形成することが難しかった。しかも、薄いスリット板５２の場合には、厚さを薄く作成すると、部品強度が低下するために、組立時などの取り扱いが容易ではなかった。本発明の第１実施形態に係るブレ検出装置では、スリット板６２の厚さが１ｍｍ以上であっても、スリット部６２ｃの断面形状をナイフエッジ状にすることにより、スリット板６２の厚さｔを無視することができる。このために、ナイフエッジ状に成形されたスリット板６２を使用することにより、現実には成形不可能な厚みのないスリット板５３とこのスリット板６２とを同様に扱うことができる。その結果、スリット板６２に厚みがあってもＰＳＤ５４の検出位置Ｐｘの誤差を小さくすることができるとともに、ナイフエッジ状に鋭角に形成されたスリット孔６２ａにより光の回折を少なくすることができる。
【００３６】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態に係る位置検出装置を示す断面図であり、図２（Ａ）は、スリット板のＬＥＤ側の面にスリット孔を形成した例を示す断面図であり、図２（Ｂ）は、スリット板の厚み方向の中央部にスリット孔を形成した例を示す断面図であり、図２（Ｃ）は、スリット板のＰＳＤ側の面にスリット孔を形成した例を比較例として示す断面図である。
図２に示すように、スリット板６２，６３，６４は、いずれもスリット孔６２ａ，６３ａ，６４ａの中心位置ｘ１、厚さｔである。また、スリット孔６２ａ，６３ａ，６４ａの中心位置ｘ１とＰＳＤ５４の検出位置Ｐｘ１，Ｐｘ２，Ｐｘ３との間には、誤差δｘ１，δｘ２，δｘ３が生じている。
【００３７】
スリット板６３には、図２（Ａ）に示すように、スリット板６２のエッジ部６２ｂと同一方法によりエッジ部６３ｂが成形されている。スリット板６３は、図２（Ｃ）に示すスリット板６２の表裏を逆にし、スリット孔６３ａをＬＥＤ５１側に近づけている。
【００３８】
スリット板６４には、図２（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ５１側及びＰＳＤ５４側から厚さ方向の中間部に向けて、スリット部６４ｃの開口部を徐々に狭めるように、エッジ部６４ｂが形成されている。スリット部６４ｃは、ＬＥＤ５１側及びＰＳＤ５４側の面からスリット孔６４ａに向けて傾斜面を形成している。スリット部６４ｃは、図８及び図９に示した従来の位置検出装置におけるスリット孔５２ａから縁部５２ａ，５２ｂを削り取るように、その断面形状がナイフエッジ状の三角形に形成されている。スリット孔６４ｃは、ＬＥＤ５１側及びＰＳＤ５４側の表面から深さｔ／２の部分に形成されている。
【００３９】
本発明の第２実施形態に係る位置検出装置では、ナイフエッジ状のスリット部６３ｂ，６４ｂがスリット部６３ｃ，６４ｃに形成されている。このために、スリット板６３，６４に厚みがあっても、ＰＳＤ５４の検出位置Ｐｘ２，Ｐｘ３の誤差を小さくすることができる。
【００４０】
（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態に係る位置検出装置を示す断面図であり、図３（Ａ）は、スリット板のＬＥＤ側の面に遮光膜を形成した例を示す断面図であり、図３（Ｂ）は、スリット板のＰＳＤ側の面に遮光膜を形成した例を示す断面図である。
本発明の第３実施形態に係る位置検出装置では、スリット板６５，６６は、ＬＥＤ５１から入射する光を透過する透明な部材からなる。遮光膜６５ｂ，６６ｂは、スリット板６５，６６の表面（縁部）に、塗布又は蒸着などの手法により薄く形成された不透明部である。スリット孔６５ａ，６６ａは、スリット板６５，６６の遮光膜６５ｂ，６６ｂが形成されていない部分である。
【００４１】
本発明の第３実施形態に係る位置検出装置では、遮光膜６５ｂ，６６ｂとスリット孔６５ａ，６６ａとが、薄いナイフエッジ状のエッジ部を形成している。このために、遮光膜６５ｂ，６６ｂとスリット孔６５ａ，６６ａとを、透明なスリット板６５，６６に形成したときにも、ＰＳＤ５４の検出位置Ｐｘの誤差を小さくすることができる。
【００４２】
（第４実施形態）
図４は、位置検出装置が搭載されたブレ補正装置のブロック図である。図５は、本発明の第４実施形態に係る位置検出装置を示す断面図である。
なお、以下では、カメラに搭載されたブレ補正装置に、本発明の第１実施形態に係る位置検出装置を適用した例を説明する。
ブレ補正装置１は、撮影レンズの一部又は撮影レンズ全体を撮影光軸と直交する面内において移動させることによって撮影光軸を変化させ、カメラの手ブレなどにより生ずる像面のブレを補正する装置である。このブレ補正装置１は、図４に示すように、ブレ検出回路３０と、ＣＰＵ３と、モータ駆動回路１３と、モータ１４ａ，１４ｂと、ブレ補正レンズ１０と、位置検出装置２０ａ，２０ｂと、位置検出処理回路１５などからなる。
【００４３】
ブレ検出回路３０は、カメラの手ブレなどによる振動を検出し、後述するＣＰＵ３にブレ情報を出力する回路である。ブレ検出回路３０は、例えば、２つの角速度センサなどを用いることによって、それぞれｘ方向、ｙ方向の手ブレなどにより生じた角速度を検出する。
【００４４】
ＣＰＵ３は、ブレ検出回路３０から出力されたブレ情報及び後述する位置検出処理回路１５から出力された現在位置情報に基づいて、ブレ補正量を演算するワンチップマイクロコンピュータである。ＣＰＵ３は、後述するモータ１４ａ，１４ｂを駆動するために、このブレ補正量に応じた駆動信号をモータ駆動回路１３に出力する。
【００４５】
モータ１４ａ，１４ｂは、ブレ補正レンズ１０を駆動するためのモータである。モータ１４ａ，１４ｂは、モータ駆動回路１３からの出力信号に基づいて、ブレ補正レンズ１０を駆動する。
【００４６】
位置検出処理回路１５は、後述する位置検出装置２０ａ，２０ｂから出力された位置検出情報に基づいて、ブレ補正レンズ１０の現在の位置を現在位置情報としてＣＰＵ３に出力する。
【００４７】
位置検出装置２０ａ，２０ｂは、ブレ補正レンズ１０のｘ軸方向、ｙ軸方向の位置を検出し、位置検出処理回路１５に位置検出情報を出力する装置である。本発明の第４実施形態に係る位置検出装置は、図１に示した移動部材２２をブレ補正レンズ１０に置き換えたものである。位置検出装置２０ａ，２０ｂは、ｘ軸方向とｙ軸方向のそれぞれの軸について、１つづつ設置されており、ブレ補正レンズ１０のｘｙ平面内における位置を検出する。なお、位置検出装置２０ａ，２０ｂは、いずれも同一構造であり、位置検出装置２０ａを図５にしたがって説明する。
【００４８】
ブレ補正レンズ１０は、撮影光軸Ｉと直交する面内（図中ｘｙ方向）に移動することによってブレを補正する撮影光学系の一部を構成するレンズ又は撮影レンズ全体を構成するレンズである。
【００４９】
ブレ補正レンズ枠１１は、ブレ補正レンズ１０を保持するための枠である。ブレ補正レンズ枠１１は、その内周部において、ブレ補正レンズ１０の外周部を固定するとともに、スリット板６２と一体に取り付けられている。ブレ補正レンズ１０は、ＬＥＤ５１からスリット板６２に投光された光を、１次元のＰＳＤ５４が受光することによって、その移動位置を検出される。
【００５０】
本発明の第４実施形態に係る位置検出装置は、カメラなどのブレ補正装置１に応用することによって、ブレ補正レンズ１０の位置検出を高精度に行うことができる。
【００５１】
（他の実施形態）
以上説明した実施形態に限定されることはなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、本発明の実施形態に係るブレ検出装置では、図２に示すように、ＰＳＤ５４の受光面５４ａとスリット孔６２ａ，６３ａ，６４ａとの間の距離Ｄ２，Ｄ２’，Ｄ２’’は、距離Ｄ２が最も短く距離Ｄ２’が最も長い。数２に示すように、可能なかぎり距離Ｄ２を短くすることによって、誤差δｘをゼロに近づけることができる。このために、特に、図２（Ｃ）に示すようにスリット板６３，６５を配置したときには、誤差δｘ２，δｘ３よりも誤差δｘ１を小さくすることができる。本発明の実施形態では、スリット孔６２ａ，６３ａ，６４ａの中心位置ｘ１に対して、誤差δｘは、δｘ１＜δｘ３＜δｘ２である。なお、図３に示すように、透明なスリット板６５，６６に遮光膜６５ｂ，６６ｂを形成したときにも、誤差δｘ２よりも誤差δｘ１を小さくすることができる。
【００５２】
本発明の実施形態に係るブレ検出装置におけるスリット部６２ｃ，スリット孔６５ａ，６６ａは、図１に示すように、光を通過させる部分を長孔にするだけではなく、円形状のものであってもよい。また、スリット部６２ｃは、光を通過することができれば、開口部を形成していない透過部などでもよく、エッジ部６２ｂ，６３ｂ，６４ｂの断面形状は、三角形に限らず、薄刃状であってもよい。さらに、光の位置検出に使用するＰＳＤ５４は、２次元ＰＳＤであってもよい。この場合には、スポット状の光がＰＳＤに入射可能なように、スリット部６２ｃを円形状の光の通過部に形成することが好ましい。
【００５３】
本発明の実施形態に係るブレ検出装置では、ＰＳＤ５４に入射する光束を投光する発光源は、ＬＥＤ５１であるが、豆電球などの点光源に近い発光源であればＬＥＤに限らない。また、スリット板６２，６３，６４，６５，６６及びＰＳＤ５４が固定され、ＬＥＤ５１が移動する構造のブレ検出装置についても本発明を適用することができる。さらに、位置検出の誤差を許容できる範囲内であれば、ＰＳＤ５４の受光面５４ａに形成される光スポットの面積は、スリット板６２，６３，６４，６５，６６の移動範囲内において、略一定であってもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、請求項１記載の発明によれば、遮光部材は、発光部と光位置検出部との間に配置され、この発光部からの光の少なくとも一部が通過する光通過部を備え、この光通過部は、遮光部材の厚みに係わらず、光位置検出部に一定面積又は略一定面積の光スポットを形成する光スポット形成部を備えるので、位置検出の誤差を小さくすることができる。
【００５５】
請求項２及び請求項５記載の発明によれば、光通過部は、遮光部材の厚肉部に設けられた光透過部又はスリット部であり、光スポット形成部は、この光透過部又はスリット部に形成されたナイフエッジ状のエッジ部であるので、遮光部材の厚みにより生ずる位置検出の誤差を小さくすることができる。
【００５６】
請求項３及び請求項６記載の発明によれば、エッジ部は、その先端部を光位置検出部に近づけているので、検出された光の位置と実際の移動位置との誤差を可能なかぎり小さくすることができる。
【００５７】
請求項４記載の発明によれば、ブレ補正装置は、ブレ補正光学系の位置を検出する位置検出部を含み、この位置検出部は、発光部と光位置検出部との間に配置され、この発光部からの光の少なくとも一部が通過する光通過部を備える遮光部材を含み、この光通過部は、遮光部材の厚みに係わらず、光位置検出部に一定面積又は略一定面積の光スポットを形成する光スポット形成部を備えるので、位置検出の誤差を小さくし、高精度にブレを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る位置検出装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る位置検出装置を示す断面図であり、（Ａ）は、スリット板のＬＥＤ側の面にスリット孔を形成した例を示す断面図であり、（Ｂ）は、スリット板の厚み方向の中央部にスリット孔を形成した例を示す断面図であり、（Ｃ）は、スリット板のＰＳＤ側の面にスリット孔を形成した例を比較例として示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る位置検出装置を示す断面図であり、（Ａ）は、スリット板のＬＥＤ側の面に遮光膜を形成した例を示す断面図であり、（Ｂ）は、スリット板のＰＳＤ側の面に遮光膜を形成した例を示す断面図である。
【図４】位置検出装置が搭載されたブレ補正装置のブロック図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る位置検出装置を示す断面図である。
【図６】従来の位置検出装置を示す断面図である。
【図７】従来の位置検出装置におけるスリット位置が変化したときの入射光の状態を示す断面図であり、（Ａ）は、ＬＥＤの鉛直下にスリット孔が位置づけられた状態を示す断面図であり、（Ｂ）は、ＬＥＤの鉛直下にスリット孔が位置づけられていない状態を示す断面図である。
【図８】従来の位置検出装置におけるスリット板の厚みにより生ずる位置検出の誤差の影響を説明するための図であり、（Ａ）は、ｘ＞＞ｗ／２の状態を示す断面図であり、（Ｂ）は、ｘ＝ｗ／２の状態を示す断面図であり、（Ｃ）は、ｘ＜ｗ／２の状態を示す断面図であり、（Ｄ）は、ｘ＝０の状態を示す断面図である。
【図９】従来の位置検出装置における厚みのあるスリット板の場合と厚みのない理想的なスリット板の場合のＰＳＤに入射する光束の重心位置を示す断面図である。
【図１０】従来の位置検出装置における厚みのあるスリット板の場合と厚みのない理想的なスリット板の場合の入射光の重心位置とスリット孔の位置との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ ブレ補正装置
３ ＣＰＵ
１０ ブレ補正レンズ
１１ ブレ補正レンズ枠
２０ａ，２０ｂ 位置検出部
２２ 移動部材
５１ ＬＥＤ
５２ｂ，５２ｃ 縁部
５４ ＰＳＤ
６２，６３，６４，６５，６６ スリット板
６２ａ，６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａ スリット孔
６２ｂ，６３ｂ，６４ｂ エッジ部
６２ｃ，６３ｃ，６４ｃ スリット部
６５ｂ，６６ｂ 遮光膜
Ｉ 撮影光軸
ｔ 厚さ
δｘ 誤差
Claims (6)
- 光を投光する発光部と、
前記発光部からの光を受光し、この光の位置を検出する光位置検出部と、
前記発光部と前記光位置検出部との間に配置され、前記発光部からの光の少なくとも一部が通過する光通過部を備える遮光部材と、
を含む位置検出装置において、
前記光通過部は、前記遮光部材の前記発光部側の開口よりも前記光位置検出部側の開口が狭く形成されており、前記光位置検出部は前記光通過部を通過した前記光を検出すること、
を特徴とする位置検出装置。 - 請求項１に記載の位置検出装置において、
前記光通過部は、前記遮光部材の厚肉部に設けられたスリット部であり、
前記スリット部はナイフエッジ状のエッジ部により形成されること、
を特徴とする位置検出装置。 - 請求項２に記載の位置検出装置において、
前記エッジ部の先端部は前記遮光部材の前記検出部側にあること、
を特徴とする位置検出装置。 - ブレを補正するブレ補正光学系と、
前記ブレ補正光学系の位置を検出する位置検出部と、
を含むブレ補正装置において、
前記位置検出部は、光を投光する発光部と、
前記発光部からの光を受光し、この光の位置を検出する光位置検出部と、
前記発光部と前記光位置検出部との間に配置され、前記発光部からの光の少なくとも一部が通過する光通過部を備える遮光部材とを含み、
前記光通過部は、前記遮光部材の前記発光部側の開口よりも前記光位置検出部側の開口が狭く形成されており、前記光位置検出部は前記光通過部を通過した前記光を検出すること、
を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項４に記載のブレ補正装置において、
前記光通過部は、前記遮光部材の厚肉部に設けられたスリット部であり、
前記スリット部はナイフエッジ状のエッジ部により形成されること、
を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項５に記載のブレ補正装置において、
前記エッジ部の先端部は前記遮光部材の前記検出部側にあること、
を特徴とするブレ補正装置。
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|---|---|---|---|
| JP10910797A JP3823437B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 位置検出装置及びブレ補正装置 |
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