(57)【要約】【課題】  デジタルカメラ等の光学機器に設けられる位置検出装置における検出の誤差を除去する。【解決手段】  固定部材３１の支持板にＬＥＤ５４とトーリックレンズ５５とミラー５６を取付ける。固定部材３１のミラー５６に対応した位置に、位置検出素子５７を設ける。位置検出素子５７は、撮像素子２３が設けられたステージの移動可能な範囲を超えた長さを有する。ステージに固定されたコイル基板２４にスリット５２を形成する。スリット５２はステージの移動方向に垂直な方向に延びる。トーリックレンズ５５は、ＬＥＤ５４から出力された光を平行ライン光に変換する。平行ライン光はミラー５６において反射し、スリット５２を通って位置検出素子５７に照射される。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材に対する可動部材の相対位置を検出する位置検出装置であって、
前記固定部材に設けられた光源と、
前記固定部材に設けられ、前記可動部材の移動可能な範囲を超えた長さを有する位置検出素子と、
前記固定部材に設けられ、前記光源から出力された光を、前記可動部材の移動範囲にわたって広がる平行ライン光に変換して前記位置検出素子に向けて出射する光学素子とを備え、
前記可動部材には開口が形成されており、前記光学素子から出射された前記平行ライン光は、前記開口を通って前記位置検出素子に照射されることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記開口が、前記可動部材の移動方向に対して垂直方向に延びるスリットであることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記光学素子がトーリックレンズであることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記光学素子が球面レンズであることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記光学素子がシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記光学素子が回折格子であることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記光源が前記可動部材の移動平面に対して平行に光を出射し、前記固定部材には、前記光学素子から出射された光を前記位置検出素子に向けて反射させるためのミラーが設けられることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記平行ライン光の幅が前記位置検出素子の長さ以上であることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばデジタルカメラの像ぶれ補正装置の一部として設けられ、撮影レンズの光軸に対する撮像素子の相対位置を検出する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来デジタルカメラ等において、撮像中に生じた手ぶれ量に応じて像ぶれ補正レンズまたは撮像素子を撮影レンズの光軸と垂直な平面上を移動させることにより撮像素子の結像面上での像ぶれを抑制する像ぶれ補正装置が提案されている。像ぶれ補正装置では、撮影レンズの光軸に対する撮像素子の相対位置を検出するために位置検出装置が設けられる（例えば特許文献１）。この位置検出装置は、ＬＥＤから照射された光が像ぶれ補正レンズに固定されたスリット板のスリットを通過して、スポット光となり、ラインセンサであるＰＳＤによって検出されるように構成されている。すなわち、ＰＳＤに対するスリット板の位置に応じて、ＰＳＤに照射されるスポット光の位置が変わり、スリット板あるいは像ぶれ補正レンズの位置が検出される。
【特許文献１】特開平１１−７２８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし従来の位置検出装置では、スリットの位置がＬＥＤの直下から離れるほど、ＰＳＤにおける受光位置がスリットから遠ざかる。例えば、スリットがＬＥＤの直下にあるとき、ＰＳＤには真上からスポット光が照射されるが、スリットがＬＥＤから離れると、ＰＳＤに入射するスポット光は斜めになり、スポット光の入射位置はスリットから遠く離れた部位になる。したがって、ＰＳＤの受光位置とスリット板の位置との関係は直線的ではなく、スリット板の移動量に応じて位置検出の値の誤差が大きくなる。
【０００４】
本発明は、デジタルカメラ等の光学機器に設けられる位置検出装置における検出の誤差を除去することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る位置検出装置は、固定部材に対する可動部材の相対位置を検出するものであって、固定部材に設けられた光源と、固定部材に設けられ、可動部材の移動可能な範囲を超えた長さを有する位置検出素子と、固定部材に設けられ、光源から出力された光を、可動部材の移動範囲にわたって広がる平行ライン光に変換して位置検出素子に向けて出射する光学素子とを備え、可動部材には開口が形成されており、光学素子から出射された平行ライン光は、開口を通って位置検出素子に照射されることを特徴としている。
【０００６】
開口は、好ましくは、可動部材の移動方向に対して垂直方向に延びるスリットである。これにより、可動部材が前記移動方向に垂直な方向に変位しても位置検出が可能となる。
【０００７】
光学素子は、例えばトーリックレンズ、球面レンズ、シリンドリカルレンズ、あるいは回折格子である。
【０００８】
好ましくは、光源が可動部材の移動平面に対して平行に光を出射し、固定部材に、光学素子から出射された光を位置検出素子に向けて反射させるためのミラーが設けられる。これにより、位置検出装置の構造を小型化することが可能になる。
【０００９】
平行ライン光の幅は位置検出素子の長さ以上であることが好ましく、これにより、位置検出できる範囲を極力広く確保することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、デジタルカメラ等の光学機器に設けられる位置検出装置における検出の誤差を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１〜図５は第１実施形態を示し、これは本発明をデジタルカメラに適用した例である。
【００１２】
図１を参照すると、カメラボディ１１内には撮影光学系であるレンズブロック１２が設けられ、レンズブロック１２の後方には、撮像素子（ＣＣＤ）２３を搭載した像ぶれ補正機構２０が配設される。像ぶれ補正機構２０のステージ２１は撮影光学系の光軸Ａに垂直な平面に沿って変位可能であり、この構成により、手ぶれに起因する像ぶれが補正される。
【００１３】
図２および図３を参照して像ぶれ補正機構２０の構成を説明する。像ぶれ補正の方法は周知であるので、その説明を省略する。
【００１４】
固定部材３１はカメラボディ内に設けられた支持枠（図示せず）に固定され、固定部材３１には、第１の支持部材３２と第２の支持部材３３と第１のヨーク３４と第２のヨーク３５とが設けられる。可動部材であるステージ２１にはベース板２２が取付けられ、ベース板２２の表面には撮像素子２３が、またベース板２２の裏面にはコイル基板２４がそれぞれ固定される。ステージ２１の外壁面に設けられた軸受部材２５、２６は、図２において左右方向に延びる一対の水平案内軸２７、２８により摺動自在に案内される。図２において水平案内軸２７、２８の左端部は垂直案内軸２９によって連結される。垂直案内軸２９は第１の支持部材３２によって、図２の上下方向に移動自在に支持される。なお、水平案内軸２７、２８の右端部は第２の支持部材３３によって上下方向に案内される。
【００１５】
したがってステージ２１、ベース板２２、撮像素子２３、コイル基板２４は、水平案内軸２７、２８に沿って図２の左右方向に変位自在である。またステージ２１等は、水平案内軸２７、２８および垂直案内軸２９とともに、図２の上下方向に変位自在である。なお本実施形態では、位置検出素子５７によるステージ２１等の左右方向の位置検出についてのみを説明するが、ステージ２１等の上下方向についても同様な構成により位置検出される。
【００１６】
第１および第２のヨーク３４、３５の内面には第１および第２の磁石３６、３７が取付けられる。コイル基板２４の表面には、シート状かつ渦巻き状のコイルパターンにより形成される第１および第２のコイル３８、３９が設けられる。第１のコイル３８は第１の磁石３６に対向し、第２のコイル３９は第２の磁石３７に対向する。
【００１７】
したがって、第１のコイル３８に供給される電流と第１の磁石３６が発生する磁界とに応じて、ステージ２１等は第１の支持部材３２に案内されて図２の上下方向に変位する。また、第２のコイル３９に供給される電流と第２の磁石３７が発生する磁界とに応じて、ステージ２１等は、水平案内軸２７、２８に案内されて図２の左右方向に変位する。
【００１８】
図３に示されるように、ステージ２１には、撮像素子２３に対向する位置に撮像素子２３と略同じ大きさの開口４１が形成される。またステージ２１の内側には光学ローパスフィルタ４２が設けられ、ローパスフィルタ４２は、撮像素子２３との間に設けられた押さえ部材４３によってステージ２１の内面に固定される。
【００１９】
コイル基板２４において、第１のコイル３８とは反対側には、図２において下方に延びる矩形状の膨出板５１が形成され、膨出板５１には上下方向すなわち垂直案内軸２９に平行に延びる開口すなわちスリット５２が穿設される。一方固定部材３１には、図３から理解されるように、膨出板５１に部分的に対向するように延びる支持板５３が形成される。支持板５３の膨出板５１側の面には、光源であるＬＥＤ５４と、光学素子であるトーリックレンズ５５と、ミラー５６が取付けられる。固定部材３１において、ミラー５６に対向した位置には位置検出素子５７が配設される。
【００２０】
ＬＥＤ５４から出力された光はトーリックレンズ５５により、水平案内軸２７、２８に平行すなわちステージ２１の左右への移動方向に沿った平行ライン光に変換され、ミラー５６に向けて出射される。平行ライン光はステージ２１の移動範囲にわたって広がり、ミラー５６において反射され、スリット５２を通過して位置検出素子５７に照射される。
【００２１】
図４はトーリックレンズ５５を示している。本実施形態のトーリックレンズ５５は上から見ると弓状を有し、ミラー５６に対向する出射面５５ａは円弧状に突出する。ＬＥＤ５４に対向するトーリックレンズ５５の入射面５５ｂは円弧状に突出する。すなわち出射面５５ａと入射面５５ｂは円筒面であるが、これらの円筒面の軸は相互に９０°に捩れている。また出射面５５ａと入射面５５ｂの曲率半径は出射面５５ａの方が大きい。
【００２２】
図５はＬＥＤ５４、トーリックレンズ５５、スリット５２、および位置検出素子５７の位置関係を示している。上述したように、ＬＥＤ５４から出力された光Ｂはトーリックレンズ５５によって平行ライン光Ｃに変換される。ＬＥＤ５４からの光Ｂと平行ライン光Ｃは、図３から理解されるように、ステージ２１の移動平面すなわちコイル基板２４に対して平行であり、ミラー５６によって９０°だけ屈折される。コイル基板２４上において、平行ライン光Ｃはスリット５２に対して垂直方向に延び、コイル基板２４がなければ、位置検出素子５７を縦断するように照射される。すなわち平行ライン光Ｃの幅は位置検出素子５７の長手方向に沿っており、位置検出素子５７の長さ以上である。
【００２３】
位置検出素子５７はラインPSDであり、図５から理解されるように線状の受光部を有する。位置検出素子５７の長さは、ステージ２１が図２において左右方向（図５では上下方向）に移動できる範囲を超えている。また、ステージ２１はスリット５２の長さ方向（すなわち垂直案内軸２９に沿って）にも移動可能であり、位置検出素子５７はステージ２１が垂直案内軸２９に沿って移動可能な距離以上の幅を有する。したがってステージ２１が図２において上下方向に変位したとしても、光Ｃは位置検出素子５７によって感知され、位置検出素子５７はステージ２１の変位を検出することができる。
【００２４】
以上のように本実施形態は、コイル基板２４の膨出板５１に、ステージ２１が位置検出する移動方向（図２では左右方向）に対して垂直方向に延びるスリット５２を形成し、また、移動方向に沿って延びる平行ライン光Ｃを、スリット５２を介して位置検出素子５７に照射するように構成されている。したがって光Ｃは位置検出素子５７に対して常に垂直に入射し、位置検出素子５７の受光面における入射位置は、固定部材３１に対するステージ２１の相対位置に正確に対応する。すなわち位置検出素子５７の受光位置とスリット５２の位置との関係は直線的であり、ステージ２１の固定部材３１に対する相対位置の検出における誤差は実質的に生じない。
【００２５】
図６は第２実施形態の要部を示している。
第１実施形態との違いは、ＬＥＤ５４、トーリックレンズ５５、およびミラー５６が支持板５３の上面に配設される点、トーリックレンズ５５とミラー５６の間に整形スリット６１が穿設された板部材６２が設けられる点、平行ライン光Ｃを通すための窓６３が膨出板５１に形成される点である。整形スリット６１はトーリックレンズ５５から出射される平行ライン光Ｃを整形するために設けられる。すなわち、トーリックレンズ５５だけでは平行ライン光Ｃが理想的な形状にならない場合に、余分な光を遮断するためである。窓６３は整形された平行ライン光Ｃが通過するために十分な大きさを有する。
【００２６】
その他の構成および作用は第１実施形態と同じである。
【００２７】
図７および図８は第３実施形態を示す。
第２実施形態との違いは、整形スリット６１が穿設された板部材６２が膨出板５３の下面であって窓６３と同じ位置に貼付される点である。その他の構成は同じであり、また図において、コイル基板２４は省略されている。
【００２８】
なお、トーリックレンズ５５は平行ライン光Ｃを位置検出素子５７に向けて出射する光学素子であれば、如何なるものであってもよい。例えば、シリンドリカルレンズなどのアナモルフィック系レンズや、球面レンズ（コリメータレンズ）、回折格子が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態を適用した位置検出装置を備えたデジタルカメラの概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】像ぶれ補正機構を示す平面図である。
【図３】像ぶれ補正機構の縦断面図である。
【図４】トーリックレンズを示す斜視図である。
【図５】ＬＥＤ、トーリックレンズ、スリット、および位置検出素子の位置関係を示す図である。
【図６】第２実施形態の要部を示す縦断面図である。
【図７】第３実施形態の要部を示す平面図である。
【図８】第３実施形態の要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
２１  ステージ（可動部材）
３１  固定部材
５２  スリット
５４  ＬＥＤ（光源）
５５  トーリックレンズ（光学素子）
５７  位置検出素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006119252.tif 000008
【図７】
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【図８】
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