JP4235425B2 - フォトインタラプタ位置調節機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動部材の位置検出に用いられるフォトインタラプタの位置調節に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、可動部材の制御系としてＤＣモータが用いられる装置において、可動部材の駆動方向および駆動量を制御するために、ＤＣモータの回転方向と回転量がエンコーダにより検出される。エンコーダは、薄い円盤状のパルサーとフォトインタラプタの組み合わせで構成される。パルサーには、円周方向に沿って所定の間隔でスリットが形成され、その中心においてＤＣモータの回転軸に軸支される。フォトインタラプタは、スリットが形成された部分に対応する位置に配設される。ＤＣモータの回転に応じてパルサーが回転すると、フォトインタラプタの発光素子と受光素子の間を複数のスリットが順次通過し、その結果、フォトインタラプタの出力電圧の変化により、ＤＣモータの回転が検出される。
【０００３】
ＤＣモータの回転方向を検出するためにフォトインタラプタは２つ設けられる。この２つのフォトインタラプタは、それぞれの出力に位相差が生じるよう位置づけられている。それぞれのフォトインタラプタの出力電圧をモニタすることにより、パルサーの回転位置が検出され、その検出結果によりＤＣモータの回転方向および回転量が演算される。この演算結果は可動部材の駆動制御にフィードバックされる（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２０３８９５号公報
【０００５】
このようなパルサーの回転位置の検出は、一対のフォトインタラプタのパルス出力、すなわち２相のパルス出力に基づくため、その分解能は、一対のフォトインタラプタのパルス出力の位相差の影響を受ける。すなわち、２つのフォトインタラプタの相対的位置関係がパルサーの回転位置の検出の精度を左右する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、フォトインタラプタには製品の個体差があり、その位置決めは部品精度に左右される。したがって、フォトインタラプタを理想とする位置に正確に位置づけることが困難な場合がある。フォトインタラプタが理想とする位置に設けられないと、パルサーの回転位置の検出精度が低下し、その結果、ＤＣモータの回転方向および回転量の検出の精度が低下し、さらには、可動部材の駆動制御が正確に行われないという問題がある。すなわち、フォトインタラプタの部品精度により、可動部材の駆動の制御性にばらつきが生じるという問題がある。
【０００７】
本発明は、以上の問題を解決するものであり、可動部材の駆動制御において、フォトインタラプタの部品精度に影響されることなく正確に位置づけ、駆動制御の精度を高めることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るフォトインタラプタ位置調節機構は、回転軸部材に軸支され、円周方向に沿って所定の間隔でスリットが形成された円盤と、回転軸部材の回転に応じて回転する円盤のスリットの通過を検出するよう配設され、回転軸部材と平行な軸心周りに回動可能に設けられる一対のフォトインタラプタと、一対のフォトインタラプタの間において、それぞれのフォトインタラプタに摺接し、かつ円盤の径方向に沿って移動可能に配設される、一対のフォトインタラプタの相対的位置関係を調整するための調整部材と、調整部材の移動を制御する操作部材とを備えることを特徴とする。
【０００９】
以上のように構成することにより、操作部材を操作することにより調整部材を介して一対のフォトインタラプタが回転し、互いの間隔が調整される。すなわち、各部材の製品の個体差や組み立ての精度に影響されることなく、一対のフォトインタラプタの位置決めが正確に行われる。
【００１０】
好ましくは、フォトインタラプタ位置調節機構は、調整部材および一対のフォトインタラプタが載置される支持部材を備え、操作部材は、外周面にねじが形成され、軸心が円盤の径方向に沿うよう調整部材に螺合するビスであり、調整部材は支持部材において、ビスの軸心を回転中心とする回転運動が規制されるよう配設される。
【００１１】
より好ましくは、ビスは、支持部材に設けられた第１の貫通穴を挿通し、かつ調整部材に設けられた第２の貫通穴を挿通し、ビスと第１の貫通穴の螺合の方向と、ビスと第２の貫通穴の螺合の方向が逆向きとなるよう、ビスの外周面、第１および第２の貫通穴の内壁面にねじが形成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、カメラのレンズ鏡筒内に設けられる像ぶれ補正装置１の正面図である。固定環１０はレンズ鏡筒の内壁面に固定される。レンズ支持枠２０は略リング状を呈し、その中央の開口部に補正レンズ３０が支持される。補正レンズ３０は、手ぶれ等により生じる像ぶれを補正するための光学素子であり、光学機器の結像光学系の一部を構成する。レンズ支持枠２０は、補正レンズ３０の光軸ＯＰに垂直な面に沿って、互いに直交する２方向に移動可能なよう、固定環１０に支持される。
【００１３】
カメラには例えばジャイロセンサ等の角速度センサが備えられており、手ぶれの角速度が検出される。補正レンズ３０の駆動方向および駆動量は、手ぶれがキャンセルされるよう、角速度センサの検出結果に基づいて算出される。
【００１４】
駆動機構４０は、レンズ支持枠２０を上述の直交する２方向のうちの１方向であるＸ方向に駆動するための駆動機構であり、駆動機構５０は、レンズ支持枠２０をＸ方向に直交するＹ方向に駆動するための駆動機構である。
【００１５】
図２は、駆動機構４０を拡大して示す正面図であり、図３は、駆動機構４０を拡大して示す平面図である。固定板４１は断面形状が略Ｕ字型であり、固定環１０に固定されている。ＤＣモータ４２は、固定板４１の底面部４１Ａにビスにより固定される。ＤＣモータ４２の回転軸は固定板４１の底面部４１Ａを挿通している。ウォーム４３はＤＣモータ４２の回転軸に同軸的に設けられる。駆動軸４４はＸ方向と平行な軸心を回転中心として回転可能に固定板４１の互いに平行な一対の側面部４１Ｂ、４１Ｃに支持される。ウォームホイール４５は駆動軸に取り付けられ、ウォーム４３と螺合している。
【００１６】
案内軸４６は駆動軸４４と平行に配設され、両端部は固定板４１の側面部４１Ｂ、４１Ｃに固定的に支持されている。移動枠４７は、連結部４７Ａ、被駆動部４７Ｂ、および被案内部４７Ｃを有する。被駆動部４７Ｂは、駆動軸４４の外周面に形成されたネジ山に螺合している。被案内部４７Ｃは、案内軸４６に軸方向に沿って摺動可能に嵌合している。連結部４７Ａは、レンズ支持枠２０に案内軸４８を介して連結されている。したがって、ＤＣモータ４２が回転すると、その回転運動はウォーム４３とウォームホイール４５を介して駆動軸４４に伝達され、駆動軸４４は軸心周りに回転する。上述のように、駆動軸４４は両端部が固定板４１の側面部４１Ｂ、４１Ｃに支持されており、軸心方向への移動が規制され、駆動軸４４には移動枠４７の被駆動部４７Ｂが螺合している。したがって、駆動軸４４の回転に応じて被駆動部４７Ｂは駆動軸４４の軸心に沿って、すなわちＸ方向に沿って変位する。被駆動部４７ＢのＸ方向における変位は、連結部４７Ａを介してレンズ支持枠２０に伝達され、その結果、補正レンズ３０がＸ方向において駆動される。
【００１７】
図１に示すように、補正レンズ３０を挟んで駆動機構４０の反対側には、案内機構６０が設けられる。案内機構６０は、支持部材６１、移動枠６２、案内軸６３を有する。支持部材６１は固定環１０に固定される固定部６１Ａと、長手軸がＸ方向に延びる支持部６１Ｂとを備える。移動枠６２は支持部材６１の支持部６１ＢにＸ方向に沿って摺動可能に支持される。移動枠６２は、案内軸６３を介してレンズ支持枠２０に連結される。したがって、駆動機構４０によるＸ方向に沿ったレンズ支持枠２０の駆動は、案内機構６０により、より安定的に行われる。
【００１８】
図２に示すように、薄板の円盤状のパルサー４９は、ウォーム４３の先端部近傍に固定的に配設されており、ＤＣモータ４２の回転に連動して回転する。尚、図３においては、他の部材の構成を明示するため、パルサー４９は省略されている。
【００１９】
図２に示すように、固定板４１のレンズ支持枠２０とは反対側の側面部４１Ｃには、断面形状が略Ｌ字型の載置部８０が一体的に形成されている。載置部８０には、パルサー４９の回転位置を検出する位置検出機構９０が設けられる。載置部８０において、Ｘ方向に沿って位置検出機構９０の調整ビス９１が螺合している。載置部８０においてＹ方向に垂直な面に沿って位置検出機構９０の一対のフォトインタラプタと調整部材が載置される。
【００２０】
図４は、位置検出機構９０およびパルサー４９を拡大して示す平面図である。尚、図４において各部材の相対的位置関係を明示するため、一部は破線で示される。パルサー４９の周縁部には、円周方向に沿って所定の間隔をおいて複数のスリット４９Ａが形成されている。一対のフォトインタラプタ９２、９３は、発光素子と受光素子との間にパルサー４９のスリット４９Ａが形成された部分が介在するよう、検知部９２Ａ、９３Ａが位置づけられている。一対のフォトインタラプタ９２、９３にはそれぞれ位置決め穴９２Ｂ、９３Ｂが穿設され、載置部８０には、各フォトインタラプタに対応して位置決め穴８０Ａ、８０Ｂが穿設されている（図３参照）。位置決めビス９５は、位置決め穴８０Ａ、９２Ｂを挿通し、位置決めビス９６は、位置決め穴８０Ｂ、９３Ｂを挿通している。フォトインタラプタ９２、９３は、それぞれ位置決めビス９５、９６により適度な強さで締め付けられている。すなわち、フォトインタラプタ９２、９３は、外力が加えられると位置決め穴８０Ａ、９２Ｂ、８０Ｂ、９３Ｂの軸心を回転中心として回転可能であり、かつ外力が加えられないときは静止した状態を維持する。
【００２１】
上述のように、フォトインタラプタ９２、９３は、発光素子と受光素子との間にパルサー４９のスリット４９Ａが介在するよう位置づけられている。したがって、各フォトインタラプタ９２、９３の出力電圧の変化をモニタすることにより、パルサー４９の回転に応じて通過するスリット４９Ａの数がカウントされる。すなわち、各フォトインタラプタ９２、９３の出力電圧の位相差に基づいてパルサー４９の回転位置が検知され、ＤＣモータ４２の回転方向および回転量が検知される。
【００２２】
上述の角速度センサの出力に基づいて、手ぶれが相殺される補正レンズ３０の駆動目標位置が演算される。駆動目標位置と、検知されたＤＣモータ４２の回転方向および回転量に基づいて、補正レンズ３０を駆動目標位置へ駆動するためのＤＣモータ４２の回転方向および回転量が演算される。
【００２３】
調整部材９４は、フォトインタラプタ９２、９３の間に配設される。調整部材９４は、四角柱状のねじ受部９４１と曲面部９４２とを備える。ねじ受部９４１には貫通穴９４１Ａが形成され、曲面部９４２は、フォトインタラプタ９２、９３と当接する面が所定の曲率半径で曲がっている。図２に示すように、ねじ受部９４１および曲面部９４２の底面は同一平面を形成しており、載置部８０に摺接している。
【００２４】
調整ビス９１は、載置部８０においてＹ方向と平行に起立した取付片８０Dに形成された貫通穴８０Ｃ、および調整部材９４のねじ受部９４１の貫通穴９４１Ａを挿通している。調整ビス９１の外周面において、貫通穴８０Ｃを挿通する部分には右雄ねじが形成され、貫通穴９４１Ａを挿通する部分には左雄ねじが形成されている。また、貫通穴８０Ｃの内壁面には右雌ねじが形成され、貫通穴９４１Ａの内壁面には左雌ねじが形成されている。すなわち、調整ビス９１の右雄ねじと貫通穴８０Ｃの右雌ねじが螺合し、調整ビス９１の左雄ねじと貫通穴９４１Ａの左雌ねじが螺合している。
【００２５】
調整ビス９１をヘッド側から見て時計方向に回すと、右雄ねじと貫通穴８０Ｃの右雌ねじの螺合により調整ビス９１はパルサー４９側に移動する。上述のように、調整部材９４のねじ受部９４１および曲面部９４２の底面は平面状に形成されているため、貫通穴９４１Ａを回転中心とする調整部材９４の回転運動は規制される。したがって、調整ビス９１が移動すると、左雄ねじと左雌ねじの螺合により調整部材９４がパルサー４９側に直進移動する。その結果、一対のフォトインタラプタ９２、９３は、調整部材９４の曲面部９４２に押され、互いに離れる方向へ回転し、図５に示す位置に位置決めされる。
【００２６】
調整ビス９１をヘッド側から見て反時計方向に回すと、調整ビス９１および調整部材９４はパルサー４９から離れる方向へ移動する。
【００２７】
以上のように、調整ビス９１を適宜回転させることにより、一対のフォトインタラプタ９２、９３の間隔の微調整が可能となる。したがって、各フォトインタラプタ９２、９３の出力電圧をオシロスコープ等でモニタしながら調整ビス９１を操作することにより、フォトインタラプタの出力の位相差の微調整が可能となる。
【００２８】
尚、駆動機構５０および案内機構７０は、駆動方向および案内方向がＹ方向であることを除けば、駆動機構４０、案内機構６０と全く同様の構成を有しているため、説明は省略する。
【００２９】
次にフォトインタラプタの調整作業について説明する。調整ビス９１による位置調整作業前の状態において、調整部材９４は、図４に示す状態よりも取付片８０Ｄ側に位置しており、また一対のフォトインタラプタ９２、９３も、図４に示す状態よりも検知部９２Ａ、９３Ａ同士がより近い位置にある。調整部材９４の曲面部９４２はフォトインタラプタ９２、９３に当接していない。この状態から、調整ビス９１を時計方向に回して調整部材９４をパルサー４９方向へ進出させていき、両フォトインタラプタ９２、９３に当接させる。この時点から、各フォトインタラプタ９２、９３の出力電圧の変化をオシロスコープ等でモニタしながら、さらに調整ビス９１を時計方向に慎重に回して、両フォトインタラプタ９２、９３が所望の位置となったところで止める。次に、両フォトインタラプタ９２、９３が動かないよう、位置決めビス９５、９６および位置決め穴８０Ａ、９２Ｂ、８０Ｂ、９３Ｂ周辺に接着剤を塗布して硬化させて固定し、調整作業が完了する。
【００３０】
一般に、２相のパルス出力に基づいてパルサーの回転位置を検出する場合、スリットからスリットまでを１周期とすると、２相パルスが１／４周期の位相差を有するよう、２つのフォトインタラプタの位置が調整されていると、パルサーの回転位置の検出の精度が高まる。本実施形態によれば、調整ビス９１を操作することでフォトインタラプタ９２、９３の間隔の微調整ができる。したがって、上述の位置調整作業において、各部材の製品精度に影響されることなく、出力の位相差が１／４周期となる理想的な位置に一対のフォトインタラプタ９２、９３を位置決めすることが容易に行われる。
【００３１】
本実施形態によれば、調整ビス９１は載置部８０の貫通穴８０Ｃと右ねじ同士で螺合し、調整部材９４のねじ受部９４１の貫通穴９４１Ａと左ねじ同士で螺合している。すなわち、載置部８０における螺合と調整部材９４における螺合の方向は逆向きである。したがって、各ねじが例えば０．５ｍｍ（ミリメートル）のピッチで形成されている場合、調整ビス９１を１回転させると、調整部材９４は１ｍｍ移動する。すなわち、調整ビス９１の回転量に対する調整部材９４の移動量の比が大きくなっている。したがって、調整部材９４の所定の移動量を確保するにあたって、調整ビス９１の軸方向における寸法を相対的に短くすることができ、位置検出機構９０および像ぶれ補正装置１の小型化が図られる。
【００３２】
パルサーの径方向においてスリットを２列設け、一対のフォトインタラプタを固定して２相のパルス出力を行うタイプの位置検出機構がある。このタイプのものは、径方向の寸法が大きくなり、かつ、理想的な位相差を得るためには２列のスリットの形成位置に高精度が要求され、製造が困難である。これに対し、本実施形態によれば、パルサーの径方向においてスリットは１列であるため、径方向の寸法を小さくでき、かつ製造が容易であるという利点がある。
【００３３】
尚、本実施形態において、調整ビス９１は載置部８０の貫通穴８０Ｃと右ねじで螺合し、ねじ受部９４１の貫通穴９４１Ａと左ねじで螺合しているが、これに限るものではない。貫通穴８０Ｃにおける螺合の方向と貫通穴９４１Ａにおける螺合の方向が逆向きとなるよう構成されればよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、可動部材の駆動制御において、位置検出のためのフォトインタラプタがその部品精度に影響されることなく正確に位置づけられ、駆動制御の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カメラのレンズ鏡筒内に設けられる像ぶれ補正装置の正面図である。
【図２】像ぶれ補正装置の駆動機構を拡大して示す正面図である。
【図３】像ぶれ補正装置の駆動機構を拡大して示す平面図である。
【図４】位置検出機構とパルサーを拡大して示す平面図である。
【図５】位置検出機構の調整部材がパルサーに近づく方向に移動したときの、位置検出機構とパルサーを拡大して示す平面図である。
【符号の説明】
１ 像ぶれ補正装置
１０ 固定環
２０ レンズ支持枠
３０ 補正レンズ
４０、５０ 駆動機構
４９ パルサー
６０、７０ 案内機構
８０ 載置部
９０ 位置検出機構
９１ 調整ビス
９２、９３ フォトインタラプタ
９４ 調整部材
９５、９６ 位置決めビス

Claims (3)

1. 回転軸部材に軸支され、円周方向に沿って所定の間隔でスリットが形成された円盤と、
   前記回転軸部材の回転に応じて回転する前記円盤の前記スリットの通過を検出するよう配設され、前記回転軸部材と平行な軸心周りに回動可能に設けられる一対のフォトインタラプタと、
   前記一対のフォトインタラプタの間において、それぞれのフォトインタラプタに同時に当接しつつ前記円盤の径方向に沿って移動することにより、前記一対のフォトインタラプタを回動させて前記一対のフォトインタラプタの相対的位置関係を同時に調整するための単一の調整部材と、
   前記調整部材の移動を制御する操作部材とを備えることを特徴とするフォトインタラプタ位置調節機構。
2. 前記調整部材および前記一対のフォトインタラプタが載置される支持部材を備え、
   前記操作部材は外周面にねじが形成され、軸心が前記円盤の径方向に沿うよう前記調整部材に螺合するビスであり、
   前記調整部材は前記支持部材において、前記ビスの軸心を回転中心とする回転運動が規制されるよう配設されることを特徴とする請求項１に記載のフォトインタラプタ位置調節機構。
3. 前記ビスは、前記支持部材に設けられた第１の貫通穴を挿通し、かつ前記調整部材に設けられた第２の貫通穴を挿通し、
   前記ビスと前記第１の貫通穴の螺合の方向と、前記ビスと前記第２の貫通穴の螺合の方向が逆向きとなるよう、前記ビスの外周面、前記第１および第２の貫通穴の内壁面にネジが形成されていることを特徴とする請求項２に記載のフォトインタラプタ位置調節機構。

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