(57)【要約】【課題】簡単な構成で、光学的性能に影響を受けることなく、確実に光学部品を保持することが可能となる位置検出装置、該位置検出装置を有する光学装置を提供する。【解決手段】投光手段及び受光手段と、反射手段８と、前記反射手段を支持して移動する支持部材４ｄとを備え、前記投光手段からの光を前記反射手段で反射し、その反射光を前記受光手段で受光し、前記受光手段からの出力に基づいて前記支持部材の移動位置を検出する位置検出装置において、前記支持部材には、前記反射手段への光入射範囲内に、前記反射手段と所定距離だけ離間された平面部４ｊが前記反射手段の光入射側の反対側に形成されると共に、前記反射手段への光入射範囲外に、前記反射手段を固定するための固定部４ｅ，ｆ，ｇ，ｈが形成された構成とする。【選択図】            図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光手段及び受光手段と、反射手段と、前記反射手段を支持して移動する支持部材とを備え、前記投光手段からの光を前記反射手段で反射し、その反射光を前記受光手段で受光し、前記受光手段からの出力に基づいて前記支持部材の移動位置を検出する位置検出装置において、
前記支持部材には、前記反射手段への光入射範囲内に、前記反射手段と所定距離だけ離間された平面部が前記反射手段の光入射側の反対側に形成されると共に、前記反射手段への光入射範囲外に、前記反射手段を固定するための固定部が形成されていることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記固定部は、前記反射手段を保持する篏合部と、前記篏合部と間隔を隔てた前記支持部材の端面部で接着剤が塗布される凹部と、前記篏合部と前記凹部間で前記反射手段と前記支持部材の平面部との間に所定の間隔を設けて形成された非接触部と、を有す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】
前記接着剤が塗布される凹部の断面積は、前記反射手段の断面積より小さく設定されていることを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記支持部材が、レンズを保持する鏡筒であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記鏡筒が、フォーカスレンズを保持する鏡筒であることを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置検出装置を有することを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置検出装置、該位置検出装置を有する光学装置に関するものであり、特に、投光素子からの光を移動部材に設けた検出部材で反射し、受光素子で検出するようにした位置検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動部材の位置を検出する装置として、例えば図６に示すような、固定部に設けた投光素子からの赤外光を、移動部材に設けた検出部材で反射し、受光素子で検出することによって、位置検出を行う位置検出装置が知られている。図６において、１０１は投光素子１０１ａ及び受光素子１０１ｂを一つのチップに集積したセンサ、１０２は透明ガラスで構成されたスケールである。投光素子１０１ａからの赤外光は、スケール１０２の底面にある反射部１０２ａで反射し受光素子１０１ｂに入射する。ここで、反射部１０２ａは図６に示すように、９０°より若干開いた角度の平面を山形に並べたパターンを、移動方向に所定の間隔をおいて並べた形状で構成され、ガラス基板の表面にレプリカ層で成型されている。投光素子からの赤外光は各山形の平面で反射しすべて受光素子へ導かれるよう角度が設定されている。反射部１０２ａは移動方向に等間隔のピッチで連続的に配置され、移動量に応じて光量の強弱が略サイン波状に繰り返され、この波数を数えることによって移動量が検出される。
【０００３】
ところで、従来において、上記したスケール等による光学部品を保持部材に固定する手段として、板ばねや接着剤等が用いられていた。
また、このような接着剤による場合には、接着剤の回り込みによって接着剤が反射面へ付着するため、例えば特許文献１のように光学部品の固定部の周囲に溝を設け、あるいは特許文献２のように余分な接着剤が溜まる溝を設けて、接着剤が反射面へ付着するのを防止し、光学特性が害されないようにする提案がなされている。
【特許文献１】特開２００３−１８５８９８号公報
【特許文献２】特開２００１−２５５４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例の板ばねによる場合には、部品点数が増え、あるいはばねによるスペースを必要とすることとなる。
また、上記従来例の特許文献１や特許文献２のように接着剤を用いる場合において、固定部の周囲に溝を設けたり、余分な接着剤が溜まる溝を設けるだけでは、安定した光量を得る上で必ずしも十分なものではない。
特に、投光手段からの光を移動可能な支持部材に設けられた検出部材の反射部で反射し、該反射光による出力を受光手段で検出して、前記支持部材の移動位置を検出する位置検出装置等では、前記検出部材を保持する保持部材に反射した光が前記受光素子に入射する恐れがあり、それにより光量安定性に影響を受けることになる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、簡単な構成で、光学的性能に影響を受けることなく、確実に光学部品を保持することが可能となる位置検出装置、該位置検出装置を有する光学装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を達成するために、以下のように構成した位置検出装置、該位置検出装置を有する光学装置を提供するものである。
すなわち、本発明の位置検出装置は、投光手段及び受光手段と、反射手段と、前記反射手段を支持して移動する支持部材とを備え、前記投光手段からの光を前記反射手段で反射し、その反射光を前記受光手段で受光し、前記受光手段からの出力に基づいて前記支持部材の移動位置を検出する位置検出装置において、
前記支持部材には、前記反射手段への光入射範囲内に、前記反射手段と所定距離だけ離間された平面部が前記反射手段の光入射側の反対側に形成されると共に、前記反射手段への光入射範囲外に、前記反射手段を固定するための固定部が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の光学装置は、上記した位置検出装置を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡単な構成で、光学的性能に影響を受けることなく、確実に光学部品を保持することが可能となる位置検出装置、該位置検出装置を有する光学装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
上記構成により、本発明の課題を達成することができるが、本発明の実施の形態においては、具体的にはつぎのように構成することができる。
本実施の形態における位置検出装置は、投光手段からの光を反射させる反射部が形成された光透過性材料からなる検出部材と、前記検出部材を保持し所定方向に移動可能な支持部材と、前記検出部材の反射部で反射された光が受光手段で電気信号に変換されることによって、前記支持部材と受光手段の相対的な位置検出を行うように構成されている。
前記支持部材には、前記検出部材への光の入射する範囲内に、反射部と一定距離を保つ平面部が、該反射部の光入射側の反対側に形成されている。
また、前記支持部材には、前記検出部材への光が入射する範囲外に、前記検出部材を保持する篏合部と、該篏合部と間隔を隔てた該支持部材の端面部に形成された接着剤が塗布される凹部と、該篏合部と該凹部間における前記検出部材と前記支持部材の平面部との間に所定の間隔を設けて形成された非接触部とが、それぞれ設けられている。
【０００９】
本実施の形態によれば、以上の構成により、検出部材保持のために新たな部品を必要とすることがなく、簡単な構成でコンパクトな位置検出装置を提供することが可能となる。また、非接触部の構成により接着剤の回り込みを防止することができ、光が入射する範囲において検出部材との距離を一定に保った平面を有することによって、保持部から反射される光が受光手段に届くことによって光量が不安定になることを防止することが可能となる。これにより、精度の良い位置検出装置が実現できる。
【実施例】
【００１０】
以下に、本発明の実施例について説明する。本実施例は本発明を適用してズームレンズ鏡筒を構成したものである。
図１に、本実施例におけるズームレンズ鏡筒の断面図を示す。
図１において、１は１群鏡筒、２は固定鏡筒、３は２群鏡筒、４は４群鏡筒である。
１群鏡筒１は固定レンズである第１群レンズＬ１を保持し、固定鏡筒２にビスで固定されている。
２群鏡筒３はズーミングを行う第２群レンズＬ２を保持し、光軸方向に移動可能に保持されている。光軸方向の案内手段としては、後述する４群鏡筒同様のガイドバーとスリーブで構成され、駆動手段としては周知のステッピングモータ等で駆動されるものである。
【００１１】
第３群レンズＬ３は固定レンズで、固定鏡筒２に保持されている。
４群鏡筒４はフォーカスレンズＬ４を保持し、光軸方向に移動することで、フォーカシングを行う。
５はＣＣＤホルダを示し、図示しないローパスフィルタ、撮像素子であるＣＣＤを保持し、固定鏡筒２にビスで固定される。６は絞りユニットを示し、鏡筒上側から挿入し図示しないビスで固定されている。
７は投光素子と受光素子及び受光量に応じて電気的信号に変換する回路を含むセンサで、固定鏡筒２に設けた開口部２ａに前記投光素子と受光素子が位置するように取り付けられている。
センサ７は基板７ａに実装され、基板７ａと共に固定鏡筒２にビス７ｂで固定されている。８はセンサ７の投光素子からの赤外光を反射するスケールを示し、４群鏡筒４に接着固定されている。
【００１２】
図２は本実施例における位置検出手段であるスケール８を保持した４群鏡筒の斜視図であり、図３は図２の４群鏡筒の分解斜視図である。
これらの図において４群鏡筒４はスリーブ４ａを有し、一端を固定鏡筒２、他端をＣＣＤホルダ５に保持されたガイドバー９が貫通することによって光軸方向に移動可能に保持されている。また光軸を挟んで反対側には、同様に固定鏡筒２とＣＣＤホルダ５によって保持されたガイドバー１０がＵ字状の溝４ｂに篏合することで回り止めを行っている。
【００１３】
次に、図３を用いて、４群鏡筒４の駆動機構について説明する。
１１はコイルを示し、４群鏡筒の保持枠部４ｃに篏合し接着剤にて固定される。１２はマグネットを示し、光軸方向に２極に着磁され、鉄板でできたヨーク１３に磁力で吸着された状態で固定鏡筒２の内壁に固定保持される。したがって、マグネット１２によって発生した磁界中にコイルを配置し電流を流すことでムービングコイル型アクチュエータを構成している。コイルの配線は図示しないフレキシブルプリント基板によって、４群鏡筒４の移動を妨げないように鏡筒外に引き出され、制御回路に接続されている。位置検出のためのスケール８は４群鏡筒４のスケール保持部４ｄに篏合させ接着剤にて固定される。
【００１４】
次に本実施例におけるスケールの保持構造について説明する。
図４はスケールの保持部の詳細図であり、図４（ａ）はスケール上面から見た図、図４（ｂ）はＡ−Ａでの断面図、図４（ｃ）はＢ方向からの矢視図である。
図５はスケール保持部の分解斜視図である。
スケール８の保持部４ｄにはリブ状の篏合部４ｅが２ヵ所形成されている。このリブ状の篏合部４ｅの側面部がスケール８の側面と篏合し、リブ状の篏合部４ｅの底面部が反射面８ａに接している。
４ｆは保持部４ｄの端面であり、この保持部の端面４ｆでスケール８の光軸方向の端面は篏合し、スケール８はこれらのリブ状の篏合部４ｅと保持部の端面４ｆで位置決めされる。
【００１５】
また、篏合部４ｅと間隔を隔てた保持部４ｄの光軸方向の端面部には接着凹溝４ｇが設けられており、このスペースに接着剤１４を塗布しスケール８を固定する。この接着凹溝４ｇの断面積はスケール８の断面積より小さく設定しており、接着凹溝４ｇの周囲を篏合部で囲むことによって接着剤の流れる隙間を無くし、接着剤を接着凹溝４ｇ内に納めるようにしている。
しかしながら、接着剤は僅かな隙間を毛細管現象によって進入していくため、回り込んだ接着剤がそれ以上進行しないように、篏合部４ｅと接着凹溝４ｇ間におけるスケール８と保持部４ｄの平面部との間に所定の間隔を設けて非接触溝４ｈが形成される。これによって接着剤の塗布量に多少のばらつきがあっても接着剤の回り込みを防止し、接着剤の塗布量管理を容易に行うことが可能となる。
【００１６】
図４に示すＣ−Ｃの範囲は、４群鏡筒４が移動中に投光素子からの赤外光が入射する範囲を示している。
リブ４ｅ、非接触溝４ｈはＣ−Ｃの範囲外にありスケールの反射光に影響を与えることは無い。
また、４ｊは保持部４ｄの形成された平面部であり、該平面部４ｊはＣ−Ｃの範囲内において、スケールの反射面８ａから一定の間隔を有した平面で構成されている。
スケールの反射面を透過した光がスケールの保持部で反射し受光素子に入射することがあるため、反射面近傍に凹凸があると受光素子に入射する光量が不安定になり、誤った位置検出することがある。
本実施例では、保持部での反射光があっても移動範囲内で均一な光量が入射するよう反射面８ａ近傍では均一な平面としている。これによって精度の良い位置検出を実現している。
【００１７】
本実施例では反射面８ａは反射部と透過部を細かいピッチでならべた集合体として構成されており、それによって受光素子には、４群鏡筒４の移動に伴い略サイン波形状の出力が発生する。受光素子は反射部のピッチから４分の１ピッチずれた位置にもう１つ配置され、２つの受光素子からの信号により移動方向を判別し、波の数を計数することで移動量を検出できるものである。絶対的な位置としては４群鏡筒４をメカ端につきあてリセット動作を行うことによって初期位置を設定するよう制御している。したがって本実施例では駆動手段としてムービングコイルを用いているが、他のＤＣモータ、超音波モータ等で駆動しても同様な効果を奏するものである。なお、上記実施例においてはズームレンズ鏡筒の位置検出について説明したが、本発明はこのようなズームレンズ鏡筒にかぎらず、他の光学装置においても好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例におけるズームレンズ鏡筒の構成を示す断面図。
【図２】本発明の実施例における位置検出手段であるスケールを保持した４群鏡筒の斜視図。
【図３】図２の４群鏡筒の分解斜視図。
【図４】本発明の実施例におけるスケール保持部を説明する図であり、（ａ）はスケール上面から見た図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ方向からの矢視図。
【図５】本発明の実施例におけるスケール保持部の分解斜視図。
【図６】従来例における位置検出装置の構成を説明する図。
【符号の説明】
【００１９】
４：４群鏡筒（支持部材）
４ｄ：保持部
４ｅ：リブ状の篏合部
４ｆ：保持部の端面
４ｇ：接着凹溝
４ｈ：非接触溝
４ｊ：平面部
７：センサ（投光手段、受光手段）
８：スケール（検出部材）
【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】
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