JP4823451B2 - 位置検出装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過型のフォトインタラプタにより、移動する被検出体の位置を検出する位置検出装置に関し、特に、レンズを保持したレンズ保持部材の光軸方向における位置を検出する位置検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の位置検出装置としては、例えば、レンズ駆動装置におけるレンズ保持部材の位置を検出するものが知られている。レンズ駆動装置は、ベースと、ベースに固定されたガイドシャフトと、レンズを保持しガイドシャフトにより光軸方向に移動自在に案内されるレンズ保持部材と、レンズ保持部材に一体的に形成された被検出板と、ベースに固定された透過型のフォトインタラプタ等を、備えている。
そして、レンズ保持部材の被検出板が、フォトインタラプタの光を遮光することで、その位置例えばホームポジションを検出するようになっている。
【0003】
ここで、フォトインタラプタ2をベース1に固定するにあたり、図7に示すように、直交する二つの突出壁1a,1bをベース1に形成し、フォトインタラプタ2の直交する二つの端面2a,2bを、それぞれ突出壁1a,1bに当接させることで、フォトインタラプタ2を位置決めしつつベース1に固定していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような位置決め手法では、ベース1に突出壁1aを形成する際に本来の設定位置からずれて突出壁1aが形成され、あるいは、透過型フォトインタラプタ2における端面2aと間隙部2cとの間隔が本来の設定寸法からずれて形成される場合がある。
【0005】
このような誤差等がある状態で、フォトインタラプタ2がベース1に取り付けられると、これら誤差の積み重ねにより、本来設定されるべき位置からずれた位置に間隙部2cが位置付けられることになる。したがって、間隙部2cに進入する際に、被検出板3が間隙部2cの内側面に接触して擦れたり、あるいは、ずれ量が大きい場合は、被検出板3がフォトインタラプタ2の上面に衝突して間隙部2cに進入できない、といった不都合を招くことになる。
【0006】
本発明は、上記の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、簡単な構造にして、透過型のフォトインタラプタをベースに組み付ける際に、高精度に位置決めすることができ、確実に位置検出を行なうことができる位置検出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】
本発明の位置検出装置は、所定幅の間隙部を画定する本体、間隙部を挟んだ両側の位置に配置された発光部及び受光部を有する透過型のフォトインタラプタと、フォトインタラプタを固定するベースと、ベースに固定されたガイドシャフトと、ベースに対して移動自在に支持されると共にガイドシャフトに案内されて間隙部に進入し得る被検出体とを備え、被検出体が発光部から発せられる光を遮光することで、被検出体の位置を検知する位置検出装置であって、上記ベースは、間隙部に嵌合されてフォトインタラプタの位置決めを行なうべく一体的に形成された位置決め部を有し、上記被検出体は、レンズを保持すると共にガイドシャフトによりベースに対して光軸方向に移動自在に支持されたレンズ保持部材に一体的に形成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、間隙部に位置決め部が嵌合されることにより、フォトインタラプタの間隙部が、ベースに対して直接位置決めされる。
したがって、寸法誤差等の積み重ねも生じず、高精度な位置決めが行なわれて、被検出体は間隙部の側面等に接触することなく、間隙部に進入して遮光を行なうことができる。
特に、位置決め部がベースに一体的に成形されるため、別体として形成された位置決め部をベースに結合する場合に比べて、成形誤差のみを管理するだけでよく、より高精度な位置決めを行なうことができる。
また、被検出体がレンズを保持すると共にガイドシャフトによりベースに対して光軸方向に移動自在に支持されたレンズ保持部材に一体的に形成されているため、レンズ保持部材の光軸方向における位置を検出する位置検出装置において、ベースに対するフォトインタラプタとレンズ保持部材の被検出体との位置決めを、簡単な構造で、高精度に行なうことができ、これにより、レンズ保持部材の光軸方向における位置を、被検出体の接触等を生じることなく、確実に検出することができる。
【0009】
上記構成において、位置決め部の幅は、間隙部の所定幅以下でかつ被検出体の幅よりも大きい、構成を採用できる。
この構成によれば、位置決め部が間隙部に嵌合された状態で、被検出体は必ず間隙部の内部に収まる寸法となるため、被検出体が間隙部の側面に接触するのをより確実に防止することができる。
【0010】
上記構成において、ベースは、間隙部の幅方向と垂直な方向において本体の端面に当接する当接部を有し、位置決め部は当接部に連続して形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、間隙部に位置決め部を嵌合させつつ本体の端面を当接部に当接させることにより、あるいは、本体の端面を当接部に当接させつつ間隙部に位置決め部を嵌合させることにより、同時に二方向の位置決めを行ないつつ、フォトインタラプタをベースに固定することができる。これにより、位置決め及び取り付け作業を容易に行なうことができる。
【0012】
【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5は、本発明に係る位置検出装置をレンズ駆動装置に適用した一実施形態を示すものであり、図1は正面図、図2は側断面図、図3は底断面図、図4はベースと透過型のフォトインタラプタとの関係を示す分解斜視図、図5はそれぞれの寸法上の関係を示す平面図である。
【0013】
このレンズ駆動装置は、図1ないし図3に示すように、略矩形形状をなすベース10、ベース10に結合されて全体を覆うカバー20、レンズ保持部材30、レンズ保持部材30を光軸方向に案内するガイドシャフト40、レンズ保持部材30を光軸方向に駆動する駆動機構50、光軸方向におけるレンズ保持部材30の位置を検出する透過型のフォトインタラプタ60等を備えている。
【0014】
ベース10は、種々の部品を取り付ける際の基準となるものであり、その背面側には、図2に示すように、フェースプレート11及び撮像素子としてのCCD12が取り付けられている。また、ベース10の前面(内側)には、図1ないし図3に示すように、フォトインタラプタ60を取り付けるべく突出した突出ベース13、駆動機構50の一部を形成するステップモータ51を取り付けるべく張り出した張出ベース14、ガイドシャフト40を嵌合して固定する固定部15等が、一体的に型成形されている。
そして、特に、光軸方向Lに垂直な平面上における突出ベース13と固定部15との位置関係は、レンズ保持部材30とフォトインタラプタ60との相対的な位置関係を決める基準となるため、型成形に際して、両者間の寸法が高精度に管理されている。
【0015】
カバー20は、ベース10に結合されて全体を覆うものであり、その光軸方向Lの前方には、開口部21が形成され、さらに開口部21の前方から、レンズを保護するカバーキャップ22が取り付けられている。
【0016】
レンズ保持部材30は、図1及び図2に示すように、光軸方向Lにおいて順次に配列されたレンズG1,G2,G3,G4,G5を保持する筒状部31、レンズG2とレンズG3との間において露光用の開口部を開閉するシャッタ機構Sを保持する板状部32、ガイドシャフト40が挿入される連結孔33aをもつ案内連結部33、ガイドシャフト40を挟むように係合されるU字溝部34、後述するリードスクリュー54が螺合される雌ネジ部35aをもつ駆動連結部35、案内連結部33から突出して形成された被検出体としての被検出板36、等により形成されている。
【0017】
ガイドシャフト40は、その一端部がベース10に一体的に成形された固定部15の嵌合孔15aに嵌合され、又、その他端部がカバー20に形成された嵌合孔23に嵌合されて、レンズ保持部材30を光軸方向Lに高精度に案内するように、ベース10に対して堅固に結合されている。
すなわち、案内連結部33(連結孔33a)に挿入された一方のガイドシャフト40が、レンズ保持部材30の傾きを防止し、又、U字溝部34に係合された他方のガイドシャフト40がレンズ保持部材30の回転を防止して、レンズ保持部材30を光軸方向Lに高精度に位置決めしつつ案内するようになっている。
【0018】
駆動機構50は、図1及び図3に示すように、ステップモータ51、ステップモータ51の出力軸51aに結合された第1歯車52、第1歯車52に噛合する第2歯車53、第2歯車53と一体的に回転するように結合されたリードスクリュー54等により形成されている。
【0019】
図3に示すように、ステップモータ51は、ベース10に一体的に形成された張出ベース14に載置され、その嵌合孔14aに嵌合されて位置決めされると共にネジ(不図示)等により締結されている。リードスクリュー54は、外周面の一部にレンズ保持部材30の駆動連結部35(雌ネジ部35a)と螺合する雄ネジ部54aを有し、その一端部がベース10の軸受孔16に挿入され、その他端部がカバー20の軸受穴24に挿入されて、回動自在に支持されている。
したがって、ステップモータ51が回転すると、第1歯車52及び第2歯車53を介してリードスクリュー54が回転し、レンズ保持部材30を光軸方向Lに移動させて、CCD12の撮像面に対して変倍動作を行なうようになっている。
【0020】
ここでは、ステップモータ51の出力軸51aとリードスクリュー54とが平行に配置されているため、例えば、両者が一直線上に並ぶような構造のものに比べて、光軸方向Lにおいて装置を薄型化できる。また、第1歯車52及び第2歯車53を介することにより、出力軸51aからリードスクリュー54までの減速比を適宜任意の値に選定することができる。したがって、リードスクリュー54のネジピッチを小さくしなくても、レンズ保持部材30の移動ピッチすなわち駆動させる場合の分解能を小さくすることができる。
【0021】
透過型のフォトインタラプタ60は、図4及び図5に示すように、発光部61aと受光部61bとを内蔵し輪郭が略立方体形状に形成された本体61、本体61の後方から突出する端子62、発光部61aと受光部61bとの間において所定幅W1にて形成された間隙部(スリット)63等により形成されている。
そして、間隙部63に被検出板36が進入して、発光部61aから受光部61bへ向かう光線Bを遮光すると、この時点をもって被検出板36すなわちレンズ保持部材30の光軸方向Lにおける位置(例えば、ホームポジション)が検出されるようになっている。
【0022】
一方、フォトインタラプタ60を取り付ける突出ベース13には、図4及び図5に示すように、本体61の下面61cを載置する平面部13a、間隙部63の幅方向(Y方向)と垂直な方向(X方向)における本体61の端面61dを当接させる当接部13b、当接部13bに連続して形成され間隙部63に嵌合される位置決め部としての嵌合部13c、当接部13bの端部に連続して形成された案内部13d等が、一体的に成形されている。
【0023】
嵌合部13cは、図4及び図5に示すように、平面部13aからの高さがH1で幅がW3をなす直方体形状に形成されており、間隙部63に隙間なく嵌合するように、すなわち、嵌合部13cの両側面13c´が、間隙部63の両側面63´に密接して結合されるようになっている。
ここで、嵌合部13cの幅W3は、間隙部63の所定幅W1と同一か又は隙間嵌め(ルーズフィット)が行なえるように若干小さく設定されている。また、嵌合部13cと案内部13dとの間隔W4は、発光部61aが内蔵された側の幅W2よりも大きくなるように設定されている。さらに、幅W3は、被検出板36の幅W5よりも大きく設定されている。すなわち、間隙部63の所定幅W1、嵌合部13cの幅W3、及び被検出板36の幅W5との間には、W1≧W3>W5、という関係が成立している。
具体的な寸法としては、例えば、間隙部63の所定幅W1が約1.0mm、被検出板36の幅W5が約0.5mmであり、嵌合部13cの幅W3は1.0mm以下でかつ0.5mmよりも大きく設定される。
【0024】
したがって、図4に示すように、フォトインタラプタ60を、例えばX方向から近付けて突出ベース13に固定する場合には、本体61の側面61eを案内部13dに沿わせて移動させ、適宜微調整しつつ間隙部63に嵌合部13cを嵌合させ、さらに端面61dを当接部13bに当接させて位置決めし、その後所望の固着手段(締結ネジ、接着剤等)により固着される。尚、嵌合部13cの嵌め合いをしまり嵌め(タイトフィット)として、この嵌合力により固定してもよい。
【0025】
ここで、案内部13dの高さH2を、嵌合部13cの高さH1よりも高めに設定することにより、X方向からの取り付けの際に、フォトインタラプタ60をよりスムーズに案内させることができる。また、当接部13bの高さH3を、被検出板36の移動に支障のない範囲で、嵌合部13cの高さH1よりも高めに設定することにより、Z方向からの取り付けの際に、端面61dを当接部13bに接触させた状態で下方に移動させることで、X方向の位置決めを行ないつつ、フォトインタラプタ60をよりスムーズに案内させることができる
【0026】
このように、簡単な手順により、X方向とY方向(間隙部63の幅方向)との位置決めを同時に行なうことができる。ここで、W4>W2の関係になっているため、フォトインタラプタ60のY方向の位置決めは、案内部13dと当接部13bによってではなく、嵌合部13cと間隙部63との嵌合関係のみにより行なわれる。すなわち、フォトインタラプタ60の間隙部63が、嵌合部13cにより直接位置決めされるため、誤差の積み重ねがなく、被検出板36に対する間隙部63の位置決めが高精度に行なわれる。
【0027】
嵌合部13cの形状としては、図6(a)に示すように、先端側の角を丸く形成した湾曲部13c´´とすることにより、X方向からの嵌合作業を容易にし、又、図6(b)に示すように、上面側の両端部を丸く形成した湾曲部13c´´´とすることにより、Z方向からの嵌合作業を容易にすることができる。また、両方の湾曲部13c´´、13c´´´を兼ね備えることにより、X方向及びY方向いずれの方向から取り付けられる場合でも、嵌合作業を容易にすることができる。
さらに、図1及び図5(b)中の二点鎖線で示すように、Y方向の反対側に案内部13dを追加して2個とすることにより、嵌合作業の際に、フォトインタラプタ60をよりスムーズに案内することができる。
【0028】
上記構成において、突出ベース13(ベース10)と、フォトインタラプタ60と、被検出板36とにより、ベース10に対して光軸方向Lに移動自在に支持されたレンズ保持部材30の光軸方向Lにおける位置(ここでは、ホームポジション)を検出する位置検出装置が構成されている。
【0029】
次に、レンズ駆動装置の動作について簡単に説明すると、ステップモータ51が回転すると、第1歯車52及び第2歯車53を介してリードスクリュー54が回転させられる。すると、雄ネジ部54aと雌ネジ部35aとの螺合により、レンズ保持部材30が光軸方向に移動させられる。
そして、レンズ保持部材30が光軸方向Lの後方に向けて移動すると、被検出板36が間隙部63に接触することなく進入して、発光部61aから受光部61bに向かう光を遮断する。この遮断(遮光)の時点をもって、レンズ保持部材30のホームポジションが検出される。
一方、ステップモータ51が逆向きに回転すると、リードスクリュー54が逆回りに回転して、レンズ保持部材30は光軸方向Lの前方に向けて移動させられ、被検出板36も間隙部63の側面63´に接触することなく移動して、遮光状態を解除する。
【0030】
この一連の動作においては、上記のようにフォトインタラプタ60の間隙部63が、ベース10(突出ベース13)の嵌合部13cにより、被検出板36に対して直接位置決めされているため、被検出板36は間隙部63の側面63´と接触することなく、スムーズに移動でき、これにより、高精度な検出動作が行なわれる。
【0031】
上記実施形態においては、本発明に係る位置検出装置を、レンズ駆動装置に適用した例を示したが、これに限定されるものではなく、ベースに対してフォトインタラプタ60を取り付け、ベースに対して移動する被検出体の位置を検出するような関係が成立するものであれば、その他の装置にも適用することができる。
また、上記実施形態においては、フォトインタラプタ60の間隙部63に嵌合する位置決め部としての嵌合部13cを、突出ベース13(ベース10)に一体的に成形した例を示したが、これに限定されるものではなく、ベース10(突出ベース13)とは別個に形成された嵌合部材を、ベースの所定位置に取り付ける構成であってもよい。
【0032】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の位置検出装置によれば、ベースにフォトインタラプタを位置決めして固定するにあたり、ベースに設けた位置決め部を間隙部に嵌合させて位置決めするようにしたことにより、フォトインタラプタの間隙部がベースに対して直接位置決めされるため、製造誤差あるいは組み付け誤差等の積み重ねを防止でき、同様にベースに対して位置決めされて所定方向に移動する被検出体との位置決めを高精度に行なうことができる。これにより、被検出体と間隙部との接触等を防止でき、位置の検出を確実に行なうことができる。
位置決め部をベースに対して一体的に成形することにより、別体として形成される場合に比べて、成形誤差のみを管理するだけでよく、より高精度な位置決めを行なうことができる。
また、位置決め部の幅を、間隙部の所定幅以下でかつ被検出体の幅よりも大きく設定することにより、被検出体が間隙部の側面に接触するのをより確実に防止することができる。さらに、間隙部の幅方向と垂直な方向において本体の端面に当接する当接部を設け、位置決め部を当接部に連続して形成することにより、位置決め及び取り付け作業を容易にできる。
特に、被検出体がレンズ保持部材に一体的に形成されている場合は、レンズ保持部材の光軸方向における位置例えばホームポジションを、被検出体の接触等を生じることなく確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る位置検出装置を備えたレンズ駆動装置の正面図である。
【図2】図1に示すレンズ駆動装置の側断面図である。
【図3】図1に示すレンズ駆動装置を下側から見た断面図である。
【図4】本発明に係る位置検出装置の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図5】図4に示すフォトインタラプタ、突出ベース、被検出板相互の関係を示すものであり、(a)はフォトインタラプタの平面図、(b)は位置決め部をもつ突出ベースの平面図、(c)は被検出板の平面図である。
【図6】(a),(b)は、それぞれ本発明に係る位置決め部の他の実施形態を示す斜視図である。
【図7】従来の位置検出装置におけるフォトインタラプタの取り付け関係を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
10 ベース
13 突出ベース
13a 平面部
13b 当接部
13c 嵌合部(位置決め部)
13d 案内部
20 カバー
30 レンズ保持部材
33 案内連結部
33a 連結孔
34 U字溝部
35 駆動連結部
35a 雌ネジ部
36 被検出板(被検出体)
40 ガイドシャフト
50 駆動機構
54 リードスクリュー
54a 雄ネジ部
60 フォトインタラプタ
61 本体
61a 発光部
61b 受光部
61d 端面
63 間隙部
63´ 側面
W1 間隙部の所定幅
W3 嵌合部(位置決め部)の幅
W5 被検出板(被検出体)の幅
Y 間隙部の幅方向
X 間隙部の幅方向と垂直な方向

Claims (3)

  1. 所定幅の間隙部を画定する本体、前記間隙部を挟んだ両側の位置に配置された発光部及び受光部を有する透過型のフォトインタラプタと、前記フォトインタラプタを固定するベースと、前記ベースに固定されたガイドシャフトと、前記ベースに対して移動自在に支持されると共に前記ガイドシャフトに案内されて前記間隙部に進入し得る被検出体とを備え、前記被検出体が前記発光部から発せられる光を遮光することで、前記被検出体の位置を検知する位置検出装置であって、
    前記ベースは、前記間隙部に嵌合されて前記フォトインタラプタの位置決めを行なうべく一体的に形成された位置決め部を有
    前記被検出体は、レンズを保持すると共に前記ガイドシャフトにより前記ベースに対して光軸方向に移動自在に支持されたレンズ保持部材に一体的に形成されている、
    ことを特徴とする位置検出装置。
  2. 前記位置決め部の幅は、前記間隙部の所定幅以下でかつ前記被検出体の幅よりも大きい、
    ことを特徴とする請求項1記載の位置検出装置。
  3. 前記ベースは、前記間隙部の幅方向と垂直な方向において前記本体の端面に当接する当接部を有し、
    前記位置決め部は、前記当接部に連続して形成されている、
    ことを特徴とする請求項2記載の位置検出装置。
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