(57)【特許請求の範囲】
【請求項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し、
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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
0004823451.tif 000002
【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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【図７】
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