(57)【要約】【課題】複雑かつ大型化することなく、二次元的な運動をする被検出部材の現在位置を検出可能にする位置検出装置を提供する。【解決手段】隣接して並置される二つのフォトインタラプタ１０９ａ，１０９ｂと、平面内を二次元的な運動をする被検出部材１０１に一体的に具備され、二つのフォトインタラプタそれぞれの発光部と受光部の間の隙間への侵入状態に応じてそれぞれのスリット部２０３ａ，２０３ｂを通過する光の遮蔽する量を変化させる一つの遮光板１１１とを有し、二つの受光部からの出力に基づいて被検出部材の位置を検出する位置検出装置であって、前記遮光板が、前記二つのフォトインタラプタのそれぞれのスリット部に対して異なる方向に傾斜した角度で交差する端部１１１ａ，１１１ｂを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、スリット部と、該スリット部を通過する前記発光部からの光を受光する受光部とにより構成され、隣接して並置される二つのフォトインタラプタと、
平面内を二次元的な運動をする被検出部材に一体的に具備され、前記二つのフォトインタラプタそれぞれの発光部と受光部の間の隙間への侵入状態に応じてそれぞれのスリット部を通過する光の遮蔽する量を変化させる一つの遮光板とを有し、
前記二つの受光部からの出力に基づいて前記被検出部材の位置を検出する位置検出装置であって、
前記遮光板は、前記二つのフォトインタラプタそれぞれのスリット部に対して異なる方向に傾斜した角度で交差する端部を有することを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の位置検出装置を有し、
前記被検出部材が、光軸に直交する平面内で移動して像振れを補正する補正手段であることを特徴とする振れ補正装置。
【請求項３】
請求項２に記載の振れ補正装置を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣接して並置される二つのフォトインタラプタと一つの遮光板とを有する位置検出装置、該位置検出装置を有する振れ補正装置および撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フォトインタラプタと遮光板を利用した位置検出装置は知られている。フォトインタラプタは、発光部と、スリット部と、該スリット部を通過する前記発光部からの光を受光する受光部とにより構成される。また、遮光板は、平面内を二次元方向に移動する被検出部材に一体的に具備され、前記フォトインタラプタの発光部と受光部の間の隙間への侵入状態に応じてスリット部を通過する光の遮蔽する量（面積）を異ならせる形状をしている。例えば、特許文献１に開示された位置検出装置では、フォトインタラプタの発光部と受光部の間の隙間への進入位置に応じて発光部からの光を遮蔽する範囲（面積）が異なるような三角形状をした遮光板を有している。そして、受光部からの出力に基づいて前記被検出部材の位置を検出する構造となっている。
【特許文献１】特開２００５−１４７９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に開示された位置検出装置では、遮光板の一次元的な運動の位置検出についてしか言及しておらず、平面内を二次元的に運動する部材の位置検出については示されていない。
【０００４】
（発明の目的）
本発明の目的は、複雑かつ大型化することなく、二次元的な運動をする被検出部材の現在位置を検出することのできる位置検出装置、振れ補正装置および撮像装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、発光部と、スリット部と、該スリット部を通過する前記発光部からの光を受光する受光部とにより構成され、隣接して並置される二つのフォトインタラプタと、平面内を二次元的な運動をする被検出部材に一体的に具備され、前記二つのフォトインタラプタそれぞれの発光部と受光部の間の隙間への侵入状態に応じてそれぞれのスリット部を通過する光の遮蔽する量を変化させる一つの遮光板とを有し、前記二つの受光部からの出力に基づいて前記被検出部材の位置を検出する位置検出装置であって、前記遮光板が、前記二つのフォトインタラプタのそれぞれのスリット部に対して異なる方向に傾斜した角度で交差する端部を有する位置検出装置とするものである。
【０００６】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記位置検出装置を有し、前記被検出部材が、光軸に直交する平面内で移動して像振れを補正する補正手段である振れ補正装置とするものである。
【０００７】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記振れ補正装置を有する撮像装置とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複雑かつ大型化することなく、二次元的な運動をする被検出部材の現在位置を検出することができる位置検出装置、振れ補正装置または撮像装置を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に示す通りである。
【実施例】
【００１０】
図１ないし図５を用いて、本発明の一実施例に係わる位置検出装置を有する、撮像装置に具備される振れ補正装置について説明する。
【００１１】
図１は振れ補正装置の斜視図である。図１において、１０１は補正レンズであり、光軸に直交する方向に変位することで撮影光を変位させる。詳しくは、図示しない振れ検出器からの信号を基に手振れ等の振れと反対方向に撮影光を変位させる。これにより、振れによる像振れを補正することができる。１０２はレンズホルダーであり、内側に補正レンズ１０１が固定されている。１０３は地板であり、部品配置の基礎部材となっている。
【００１２】
レンズホルダー１０２と地板１０３にはそれぞればね掛け部１０２ａ，１０３ａが３箇所ずつあり、その間に引っ張りコイルばね１０４がそれぞれ掛かっている。そのうちの２個の引っ張りコイルばね１０４が光軸に直交する方向にレンズホルダー１０２を付勢して支持しており、２個の引っ張りコイルばね１０４の作用線上に補正レンズ１０１の中心がくるように配置されている。よって、自由状態で補正レンズ１０１の中心がほぼ光軸中心にくるようになる。もう１個の引っ張りコイルばね１０４は光軸方向に前記レンズホルダー１０２を付勢して支持している。
【００１３】
１０５は永久磁石であり、レンズホルダー１０２に固定されている。１０６はコイルであり、細い銅線を回巻きしたものをボビン１０７に固定してユニット化した後、地板１０３に固定してある。コイル１０６に通電すると磁極が発生し、永久磁石１０５が吸引または離反する力を受け、レンズホルダー１０２が光軸と直交する方向に変位する、所謂ムービングマグネット方式による補正レンズ駆動機構となる。地板１０３には、３個のコロ１０８が配置され、レンズホルダー１０２に当接して、移動可能にしている。
【００１４】
１０９ａ，１０９ｂはフォトインタラプタであり、後述の遮光板１１１に対向して、隣接して配置されている。地板１１０は地板１０３に図示されないビスで固定されている。１１１はフォトインタラプタ１０９ａ，１０９ｂの発光部側からの光を遮蔽する遮光板であり、フォトインタラプタ１０９ａ，１０９ｂに対向してレンズホルダー１０２に固定されている。
【００１５】
図２は、図１に示すフォトインタラプタ１０９ｂの詳細を示す斜視図である。なお、フォトインタラプタ１０９ａも同様の構成となっているので、その詳細は省略する。
【００１６】
フォトインタラプタ１０９ｂは、図２に示されるように、発光部２０１ｂと、スリット部２０３ｂと、該スリット部２０３ｂを通過する前記発光部２０１ｂからの光を受光する受光部２０２ｂとにより構成される。そして、発光部２０１ｂと受光部２０２ｂとの間に、後述の遮光板１１１が通過する隙間が設けられている。スリット部２０３ｂは、受光部２０２ｂ側に所定方向（図２では上下方向）に延在して一定の幅方向の幅Ｗｓと長さ方向の幅Ｈｓを有している。発光部２０１ｂは例えば発光ダイオードであり、受光部２０２ｂは例えばフォトダイオードである。
【００１７】
次に、図３を用いて、振れ補正装置に具備される位置検出装置について詳細に説明する。なお、位置検出装置は、フォトインタラプタ１０９ａ，１０９ｂおよび遮光板１１１により構成される。
【００１８】
遮光板１１１は、平面内を二次元方向に移動する被検出部材であるレンズホルダー１０２（補正レンズ１０１）に一体的に具備される。そして、フォトインタラプタ１０９ａ，１０９ｂの発光部２０１ａ，２０１ｂと受光部２０２ａ，２０２ｂの間の隙間への侵入状態に応じてスリット部２０３ａ，２０３ｂを通過する光の遮蔽する量（面積）を変化させる形状をしている。詳しくは、２箇所の端部１１１ａ，１１１ｂ（図１及び図３参照）がスリット部２０３ａ，２０３ｂに対して異なる方向に傾斜した角度、詳しくは４５度の角度で交差する形状をしている。スリット部２０３ａ，２０３ｂはその長さ方向が互いに直交する。
【００１９】
したがって、レンズホルダー１０２（補正レンズ１０１）が振れに応じて変位させられると、光軸に直交する平面においてそれぞれＸ方向、Ｙ方向に対して、遮光板１１１の端部１１１ａ，１１１ｂがスリット部２０３ａ，２０３ｂを覆う。このように遮光板１１１が覆い始めてから覆い終わるまでの該スリット部２０３ａ，２０３ｂを通過する光の遮蔽する量（面積）を検出することで現在の変位位置を検出できる。さらに詳しくは、フォトインタラプタ１０９の受光部２０２からの出力は、スリット部２０３を覆う遮光面積（発光部２０２からの光を遮蔽する面積）に比例して増減する。このことから、遮光板１１１とフォトインタラプタ１０９の相対的な位置関係を検出する。そして、フォトインタラプタ１０９の出力をそれぞれＸ座標値、Ｙ座標値に変換して光軸に直交する平面におけるレンズホルダー１０２の現在の変位位置を検出することが可能となる。
【００２０】
ここで、位置検出装置の遮光板の形状が、本発明の技術範囲外であり、図４の１１１ａ’，１１１ｂ’で示すように矩形形状であったとする。なお、図４において、１０９ａ’，１０９ｂ’はフォトインタラプタ、２０３ａ’，２０３ｂ’はスリット部であり、矩形形状の遮光板１１１ａ’と１１１ｂ’に対応して設けられたものである。このような位置検出装置の場合、被検出部材であるレンズホルダー１０２の位置検出範囲はスリット部２０３ａ’，２０３ｂ’の幅Ｗｓ、高さＨｓにより制限されてしまう。そこで、本実施例の遮光板１１１では、図１及び図３に示すように、フォトインタラプタ１０９ａ，１０９ｂのスリット部２０３ａ，２０３ｂに対して傾斜を持つ角度（この例では４５度の角度）を有する形状にしている。
【００２１】
上記のように遮光板１１１を、スリット部２０３ａ，２０３ｂに対して傾斜を持つ角度を有する形状としている。よって、遮光板１１１の位置検出範囲がスリット部２０３ａ，２０３ｂの幅Ｗｓ、高さＨｓに制限されることなく、より広範囲で位置検出することが可能になる。
【００２２】
図５は、図４に示すように矩形形状の遮光板１１１ａ’と１１１ｂ’を使用した場合と本実施例の遮光板１１１を使用した場合における各遮光板の移動距離に対するフォトインタラプタ１０９ａ，１０９ｂの出力電圧の変化を示す図である。
【００２３】
図５に示すように、出力変化の開始直後と終了直前はフォトインタラプタの受光部側における光漏れの影響が大きいため、緩やかな曲線になっているが、その他の矢印Ｂ，Ｃの範囲においては、ほぼ直線になっている。矢印Ｂは矩形形状の遮光板１１１ａ’，１１１ｂ’を使用した場合の線形範囲、矢印Ｃは本実施例の遮光板１１１を使用した場合の線形範囲である。
【００２４】
図５から明らかなように、本実施例の遮光板１１１は、矩形形状の遮光板１１１ａ’，１１１ｂ’に比べて位置検出範囲も広く、直線性を得られる範囲も広くなることがわかる。
【００２５】
なお、矩形形状の遮光板１１１ａ’，１１１ｂ’に比べて、スリット部２０３ａ，２０３ｂに対して傾斜した角度を有する遮光板１１１を持つ位置検出装置の問題として、以下のことがある。
【００２６】
例えば、矩形形状の遮光板１１１ａ’，１１１ｂ’がＸ方向に移動する場合、フォトインタラプタ１０９ａ’の出力電圧は移動距離に比例して増減する。これに対し、フォトインタラプタ１０９ｂ’の出力電圧は、遮光板１１１ｂ’の形状が矩形形状でフォトインタラプタ１０９ｂ’に対向していることから、変化しない。しかし、本実施例の遮光板１１１が同様の動作をした場合、フォトインタラプタ１０９ａの出力電圧のみならず、フォトインタラプタ１０９ｂの出力電圧も変化することになる。そのため、フォトインタラプタ１０９ａ，１０９ｂの出力電圧から容易にレンズホルダー１０２の現在位置を検出することが難しいので、以下の計算式が別途必要になる。
【００２７】
つまり、レンズホルダー１０２（遮光板１１１）の移動距離Δｘ，Δｙに対するフォトインタラプタ１０９ａ，１０９１ｂのスリット部２０３ａ，２０３ｂの遮光面積の変化Δａ，Δｂを、図６及び以下の式（１）に示す。
【００２８】
・スリット部２０３ａの遮光面積の変化量Δａ
Δａ＝（−Δｘ−Δｙ・ｔａｎφ）×Ｗｓ
Δｘ＝（−Δａ＋Δｂｔａｎφ）／{（１＋ｔａｎφ・ｔａｎθ）×Ｗｓ}
・スリット部２０３ｂの遮光面積の変化量Δｂ
Δｂ＝（Δｘ・ｔａｎθ−Δｙ）×Ｗｓ
Δｙ＝（−Δａ・ｔａｎθ−Δｂ）／{（１＋ｔａｎφ・ｔａｎθ）×Ｗｓ}
………………（１）
図６及び上記（１）式から分かるように、Ｘ方向、Ｙ方向のそれぞれの遮光面積の変化分を合わせた面積がスリット部２０３ａ，２０３ｂの遮光面積の変化量Δａ，Δｂになる。二つのスリット部２０３ａ，２０３ｂの遮光面積の変化、すなわちフォトインタラプタ１０９ａ，１０９ｂの出力電圧からＸ方向の変位、Ｙ方向の変位を計算して、光軸に直交する平面内におけるレンズホルダー１０２の現在位置を検出することができる。
【００２９】
なお、上記実施例では、遮光板１１１の端部１１１ａ，１１１ｂの形状はフォトインタラプタ１０９ａ，１０９ｂのスリット部２０３ａ，２０３ｂに対して、どちらも４５度の角度で交差していた。しかし、互いに平行ではない任意の傾斜した角度であれば、上記（１）式を適用することができ、現在位置を検出することが可能なので、図中に示した角度に限定されるものではない。
【００３０】
本実施例においては、フォトインタラプタ１０９ａ，１０９ｂを隣接して配置している。さらに、遮光板１１１を、２箇所の端部１１１ａ，１１１ｂがフォトインタラプタ１０９ａ，１０９ｂのスリット部２０３ａ，２０３ｂに対して４５度の角度で交差する形状としている。
【００３１】
よって、フォトインタラプタ１０９ａ，１０９ｂおよび遮光板１１１の配置スペースの効率化、また、フォトインタラプタ１０９ａ，１０９ｂに配線する基板またはフレキシブル基板の形状を単純化できる。よって、複雑かつ大型化することなく、二次元的な運動をする被検出部材の現在位置を検出することができる位置検出装置及び該位置検出装置を有する振れ補正装置とすることができる。さらには、このような振れ補正装置を有する撮像装置とすることができる。
【００３２】
上記実施例では、位置検出装置により検出される被検出部材として、補正レンズ１０１を例示しているが、光軸と直交する平面内で移動される撮像素子等であってもよい。さらには、位置検出を必要とされる、平面内を移動する物体であれば、本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例に係る振れ補正装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の位置検出装置に具備されるフォトインタラプタの外観構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例に係る振れ補正装置を示す正面図である。
【図４】矩形形状の遮光板を有する本発明の技術範囲外の振れ補正装置を示す正面図である。
【図５】矩形形状と三角形状の遮光板を使用した場合の、各遮光板の移動距離に対するフォトインタラプタの出力電圧の変化を示した図である。
【図６】本実施例に係わるレンズホルダーの移動距離に対する各フォトインタラプタのスリット部の遮光面積変化を示した図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０１                補正レンズ
１０２                レンズホルダー
１０３                地板
１０５                永久磁石
１０６                コイル
１０９ａ，１０９ｂ    フォトインタラプタ
１１０                地板
１１１                遮光板
１１１ａ，１１１ｂ    端部
２０１ａ，２０１ｂ    発光部
２０２ａ，２０２ｂ    受光部
２０３ａ，２０３ｂ    スリット部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008241389.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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