磁気抵抗素子を用いた位置検出装置及びこれを用いたレンズユニット
【課題】組立・調整作業が容易で良好な出力特性が得られる小型の位置検出装置およびこれを用いたレンズユニットを提供する。
【解決手段】磁気抵抗素子３を保持するホルダ５は、一端に磁気抵抗素子３の感受面と略平行且つ移動方向と直交する方向に突出した凸部を有し、ベース７は、前記凸部が挿入される凹部と、光軸と平行な方向に配設され、互いに平行な２つの平面部２５を有する２つの突出部２１と、ベース７を鏡筒に取り付ける位置決め手段とを備え、シムは、突出部２１に設けられた平面部２５と前記鏡筒との間に挿入され、ベース７を前記位置決め手段によって前記鏡筒に取り付ける際に、ベース７が突出部２１を基点として湾曲することにより、磁気記録媒体と磁気抵抗素子３の間隔を調整し、前記シムは、その厚みを変更することで前記ベース７の前記鏡筒に対する距離が調整され、磁気抵抗素子３の前記磁気記録媒体に対する倒れが補正される。
【解決手段】磁気抵抗素子３を保持するホルダ５は、一端に磁気抵抗素子３の感受面と略平行且つ移動方向と直交する方向に突出した凸部を有し、ベース７は、前記凸部が挿入される凹部と、光軸と平行な方向に配設され、互いに平行な２つの平面部２５を有する２つの突出部２１と、ベース７を鏡筒に取り付ける位置決め手段とを備え、シムは、突出部２１に設けられた平面部２５と前記鏡筒との間に挿入され、ベース７を前記位置決め手段によって前記鏡筒に取り付ける際に、ベース７が突出部２１を基点として湾曲することにより、磁気記録媒体と磁気抵抗素子３の間隔を調整し、前記シムは、その厚みを変更することで前記ベース７の前記鏡筒に対する距離が調整され、磁気抵抗素子３の前記磁気記録媒体に対する倒れが補正される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の位置を検出する位置検出装置に関し、特に、磁気抵抗（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ、ＭＲ）素子を用いた位置検出装置、およびこの位置検出装置を用いたスチルカメラ、ビデオカメラ等のレンズユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気抵抗素子は、インジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）等の半導体薄膜に磁界を加えた時に、その磁気抵抗値が変化する現象を活用した素子である。この種の磁気抵抗素子を用いた位置検出装置は、フェライトやプラスチックマグネットのような磁気記録媒体と組み合わせて、その磁気記録媒体の位置検出に広く用いられている。
【０００３】
この磁気抵抗素子は、磁気記録媒体が移動することによる磁界の変化を検出して、サインカーブ状の再生出力を得ることができる。この出力波形を処理することにより、磁気記録媒体の相対的あるいは絶対的位置を高精度に求めるようになっている。
【０００４】
磁気抵抗素子は、磁気記録媒体の移動を検出する際に、磁気記録媒体との間隔を適切に調整する必要がある。これは基準ギャップ量と呼ばれ、磁気記録媒体の仕様によって決定される。基準ギャップ量よりも間隔が広がると、位置検出装置の出力が急激に小さくなり、逆に間隔が狭くなると出力が歪んでサインカーブ状の再生出力が得られない。民生用・産業用機器に広く用いられている磁気抵抗素子は、この要求を満たすために主に２つに大別できる調整手段を備えている。
【０００５】
接触型の磁気抵抗素子は、非磁性体の樹脂等にインサート成形されており、その感受面には予め基準ギャップ量に相当する厚みの樹脂がスペーサーとして上乗せされている。そのため、磁気記録媒体に接触型の磁気抵抗素子を密着させ、磁気記録媒体が表面を摺動することで、常に基準ギャップ量を保つことができる。
【０００６】
この種の位置検出装置としては、例えば特許文献１に開示されており、回転する部材に貼り付けられた磁気記録媒体に、固定部材から板バネによって保持された磁気抵抗素子が密着された構造となっている。このような位置検出装置は、基準ギャップ量の調整が不要であるという利点を有する。
【０００７】
一方、非接触型の磁気抵抗素子は、磁気記録媒体と接触せずに位置検出が行うことができる構造のため、磁気記録媒体との摺動に伴う騒音や摩耗を無くすことができる利点を有する。しかしながら、基準ギャップ量の調整を個体ごとに実施する必要があるため、製造コストを引き上げる欠点がある。また、非接触型の磁気抵抗素子は接触型の磁気抵抗素子と同様に非磁性体の樹脂等にインサート成形されているが、取付けとギャップ量の調整のための機構が一体成形されている。
【０００８】
この種の位置検出装置としては、例えば特許文献２に開示されており、取付けとギャップ量の調整が行えるような構造となっている。
【０００９】
ところで、スチルカメラ、ビデオカメラ等に用いられるレンズユニットでは、ズーム動作又はフォーカス動作時にレンズをリニアモータで移動させるものが知られている。このモータを利用してレンズを移動させるときには、モータ自体が位置情報をもたないために、別に位置検出手段が必要となる。また、動作時に騒音を発しにくい構造のため、特に動画撮影時には好ましい特性から、先述した非接触式の磁気抵抗素子を用いた位置検出装置をレンズ位置の検出に用いる方法が知られている。
【００１０】
図７は、このようなリニアモータを用いたレンズユニット２００の構造を示している。このレンズユニット２００の内部には、フォーカスレンズ２０１が、レンズ枠２０３に保持されている。このレンズ枠２０３は、両端を鏡筒２９９とガイドシャフト受け２０６に固定された主軸２０９及び副軸２１１に沿って光軸方向に摺動自在に支持されている。このレンズ枠２０３を光軸方向に駆動するリニアモータは、固定子として駆動方向と垂直に磁化した駆動用マグネット２１３と、コの字型のメインヨーク２１５および板状のサイドヨーク２１７とを鏡筒２９９に設けている。一方、可動子としてコイル２１９が駆動用マグネット２１３と所定の空隙を有するようにレンズ枠２０３に固定されており、駆動用マグネット２１３の発生する磁束と直交する様にコイル２１９に電流を流すことで、レンズ枠２０３を光軸方向に駆動するしくみになっている。
【００１１】
次に位置検出装置について説明する。図７において、フェライト等の磁気記録媒体でできた磁気スケール２２３をレンズ枠２０３に設け、その表面はレンズ枠２０３の駆動方向である光軸方向に沿って１５０〜４００μｍ程度のピッチでＳ極とＮ極を交互に着磁している。そして、ホルダ５が鏡筒２９９に保持されており、磁気抵抗素子からなる感受面が磁気スケール２２３と所定の間隔を介して向かい合うようになっている。ホルダ５は、ピン１３を回動穴１５に挿入すると、これを中心として回動できる。そこでホルダ５を回動することによって、磁気スケール２２３と感受面の間隔を調整し、その後、長孔１７に通した傾き調整ネジ１９で固定する方法が一般に用いられている。
【００１２】
また、非接触式の磁気抵抗素子を用いた位置検出装置として、例えば特許文献３では、磁気記録媒体と対向した磁気抵抗素子を保持するホルダに、ほぼ一定の曲率の曲面を有する突出部を備えると共に、位置決め手段によってホルダを被取付け部材に取り付ける際に、ホルダが突出部の曲面の中心軸を中心として回動することにより、磁気スケールと感受面の間隔を調整する構成となっている。
【００１３】
また、非接触式の磁気抵抗素子を用いた位置検出装置として、例えば特許文献４では、磁気記録媒体と対向した磁気抵抗素子を保持するホルダに取付け孔を備えると共に、被取付け部材はホルダが取り付けられる枠部と締結用孔とを備え、ホルダと被取付け部材との間には弾性部材を備え、ネジ山のないガイド部とセルフタップネジ部とヘッド部とを有するネジ部材が取付け孔及び締結用孔に挿通され、ホルダがネジ部材と平行に動くことにより、磁気スケールと感受面の間隔を調整する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−２５０６３８号公報
【特許文献２】特開平１−２０３９２２号公報
【特許文献３】特開２０００−２５５９号公報
【特許文献４】特開２００３−２４１０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、先述のような構成の位置検出装置では、磁気記録磁気スケール２２３と感受面の間隔を調整する作業と、ホルダ５を固定する作業を別々に行わなければならず、組立作業が煩雑であり、装置の製造コストを引き上げる原因となっていた。
【００１６】
また、基準ギャップ量の調整は、例えば、磁気スケール２２３の着磁ピッチが２００μｍであるとき、基準ギャップ量は１００±２０μｍ程度の公差内で両者の間隔を設定する必要があるが、手作業でピン１３を中心としてホルダ５を回動し、このような微少な公差内の位置にホルダ５を位置決めする作業は、極めて困難であり、製造コストをさらに引き上げる要因となっていた。
【００１７】
また、ピン１３と、これを挿入する回動穴１５の間には、加工精度の関係から、数１０μｍ以上の隙間が存在する。このため、ホルダ５をピン１３を中心に回動するつもりでも、回動穴１５との隙間の分だけホルダ５が並進する場合が頻発する。このため、１０μｍといった微少な調整が非常に困難であった。
【００１８】
さらに、ホルダ５は一端に設けられたピン１３を中心として回動しながら磁気スケール２２３との間隔を変化させる。そのため、磁気スケール２２３と感受面９がある一点を除いて平行にはならない。そのため、光軸方向における磁気スケール２２３と感受面９との間隔は一様で無くなる場合がある。一般に感受面には、複数の磁気抵抗素子が光軸方向に向かってパターン状に配置されている。パターン方向に磁気スケール２２３と感受面の間隔が異なると、パターン毎に出力特性が異なることとなり、結果的に位置検出装置の出力特性が劣化するという欠点がある。
【００１９】
また、特許文献３に示すような構成の位置検出装置では、磁気スケールと感受面の間隔を調整する作業と、ホルダを固定する作業を同時にできる。しかしながら、特許文献３の図８及び図９に示されるように、磁気スケールと感受面との間隔の調整が極端に行われると、磁気スケールに対して感受面が倒れて平行でなくなり、両者の間隔が変化することになる。結果として、位置検出装置の出力特性が劣化するという欠点がある。
【００２０】
また、特許文献４に示すような構成の位置検出装置では、磁気スケールと感受面の間隔を調整する作業と、ホルダを固定する作業を同時にできるものの、磁気スケールと感受面の平行は、ホルダと被取付け部材とに形成された枠部の精度によるのみであり、特許文献３と同様に倒れを補正する術を持たない。そのため、成形の精度が確保できない場合には、磁気ス
ケールと感受面との間隔が一様で無くなり、結果として位置検出装置の出力特性が劣化するという欠点がある。
【００２１】
さらに、特許文献４に示すような構成の位置検出装置では、ホルダが取り付けられる枠部がレンズユニットの径方向に突出して形成されるため、レンズユニットの外径の拡大につながることとなる。
【００２２】
本発明は、組立・調整作業が容易で、磁気記録媒体と感受面との間隔を容易に調整可能であり、さらに磁気スケールに対する感受面の倒れを調整可能であり、良好な出力特性が得られる小型の位置検出装置およびこれを用いたレンズユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
そこで本発明は、以下のような手段により、上記の目的を達成する。なお、理解を容易にするために、本発明の一実施例を示す図面に対応する符号を付して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２４】
請求項１に示す発明は、所定のピッチでＮ，Ｓ極が着磁された磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体と所定の間隔を隔てて対抗配置した磁気抵抗素子と、前記磁気抵抗素子を保持するホルダと、前記ホルダを保持し、被取付け部材に取り付けられるベースと、前記被取付け部材に対する前記ベースの取り付け位置を調整するシムからなり、前記磁気抵抗素子の感受面で前記磁気記録媒体の移動量を検出する位置検出装置であって、前記ホルダは、一端に前記感受面と略平行且つ前記磁気抵抗素子の移動方向と直交する方向に突出した凸部を有し、前記ベースは、前記凸部が挿入される凹部と、光軸と平行な方向に配設され、互いに平行な２つの平面部を有する２つの突出部と、前記ベースを前記被取付け部材に取り付ける位置決め手段とを備え、前記シムは、前記突出部に設けられた平面部と前記被取付け部材との間に挿入され、前記ベースを前記位置決め手段によって前記被取付け部材に取り付ける際に、前記ベースが前記突出部を基点として湾曲することにより、前記磁気記録媒体と前記磁気抵抗素子の間隔を調整し、前記シムは、その厚みを変更することで前記ベースの前記被取付け部材に対する距離が調整され、前記磁気抵抗素子の前記磁気記録媒体に対する倒れが補正されることを特徴とする位置検出装置である。
【００２５】
請求項２に示す発明は、前記位置決め手段は、前記感受面とほぼ直角な方向に前記ベースを付勢する弾性部材と、前記ベースに設けた取付け穴と、これに通したネジから構成し、前記弾性部材の付勢力に逆らって、前記被取付け部材に前記ネジをねじ込むことによって前記ベースを湾曲させ、前記磁気抵抗素子を位置決めすることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置である。
【００２６】
請求項３に示す発明は、前記突出部と前記磁気抵抗素子を挟んで反対側に、前記位置決め手段を配置したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の位置検出装置である。
【００２７】
請求項４に示す発明は、鏡筒と、前記鏡筒内部に支持されたガイド軸と、前記ガイド軸に沿って光軸方向に移動する移動レンズ群と、前記移動レンズ群を保持し、前記ガイド軸によって光軸方向に摺動自在に保持されているレンズ保持手段と、前記レンズ保持手段を光軸方向に駆動する駆動手段とを備え、前記レンズ保持手段の光軸方向の位置を検出する位置検出手段として、請求項１乃至請求項３いずれかに記載の位置検出装置を用いたことを特徴とするレンズユニットである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、組立・調整作業が容易で、磁気記録媒体と感受面との間隔を容易に調整可能であり、さらに磁気スケールに対する感受面の倒れを調整可能であり、良好な出力特性が得られる小型の位置検出装置およびこれを用いたレンズユニットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例における位置検出装置１を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例における位置検出装置１を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例におけるレンズユニット１００を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例におけるレンズユニット１００を示す平面図である。
【図５】本発明の実施例におけるレンズユニット１００の図４におけるＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明の実施例におけるレンズユニット１００の図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図７】従来のレンズユニット２００を側面から見た断面図である。
【図８】従来例及び本発明の実施例における磁気抵抗素子３及びホルダ５を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に本発明の位置検出装置１およびこれを用いたレンズユニット１００の実施例について、図１乃至図６に基づいて説明する。図１と図２は位置検出装置１の斜視図、図３は位置検出装置１を用いたレンズユニット１００の分解斜視図、図４は位置検出装置１を用いたレンズユニット１００の平面図、図５はレンズユニット１００の図４におけるＡ−Ａ断面図、図６はレンズユニット１００の図４におけるＢ−Ｂ断面図、図７は従来のレンズユニット２００を側面から見た断面図、図８は従来例及び本発明の実施例における磁気抵抗素子３及びホルダ５を示す斜視図である。
【実施例】
【００３１】
まず、本発明の位置検出装置１の構造について、図１及び図２を用いて説明する。本発明の位置検出装置１は、図１及び図２に示す通り、磁気抵抗素子３が組み込まれたホルダ５をベース７が保持する構造となっている。
【００３２】
ホルダ５には、磁気抵抗素子３からなる感受面９と、磁気抵抗素子３への信号の入出力部材としてのリードフレーム１１がインサート成形等で一体的に固定されている。ここで、感受面９の磁気抵抗素子３は、感受面９と平行な方向に向かう磁場の変化を検出できるように、その薄膜パターンを形成しており、磁気記録媒体と向かい合わせて設置し、その位置検出に利用する。
【００３３】
ベース７には、ホルダ５がピン１３を回動穴１５に挿入し、これを中心として回動できる。そこでホルダ５を回動することによって、感受面９の磁気記録媒体に対する傾きを調整し、その後、長孔１７に通した傾き調整ネジ１９で固定することができる。
【００３４】
そしてベース７の両側面には、互いに平行な２つの平面を有する２つの突出部であるところの固定ピン２１を設けた。この固定ピン２１は、ベース７と一体的に樹脂成形により作成した。もちろん、金属などの別部材を圧入・ネジ止め等の方法により組み立てても良い。また固定ピン２１は、光軸と平行な方向に配設され、ほぼ同軸であるようにその形状を定めている。
【００３５】
ここで、固定ピン２１と被取付け部材との間に挿入されるシム２３について述べる。シム２３は、同じ形状で厚みが異なるものが予め複数用意されており、固定ピン２１の平面部２５と被取付け部材に設けられた取付け溝との間に挿入される。この時、固定ピン２１の互いに平行な２つの平面２５にそれぞれシム２３が挿入されるため、このシム２３の厚みを調整することによりベース７の取付け位置を調整することができる。なお、シム２３は厚みが同じものを複数挿入し、挿入する枚数で厚みを調整する構成でも良い。
【００３６】
一方ベース７には、ホルダ５を挟んで固定ピン２１の反対側に位置決め手段を構成する取付けバネ２７及び取付けネジ２９が挿入されるアーム部４１が設けられている。ベース７は、その一端に設けられた固定ピン２１が被取付け部材たる鏡筒９９に固定され、他端がアーム部４１に挿入された取付けバネ２７及び取付けネジ２９で位置決めされる。またアーム部４１の末端に設けられたガイドピン３１が被取付け部材たる鏡筒９９に設けられたレール部３３に挿入されて、取付けネジ２９の締め込みに伴って揺動できる形状となっている。
【００３７】
また、位置決め手段を構成する弾性部材であるところの取付けバネ２７は、板状のバネ材がコの字型に折り曲げられ、取付け部３５をベース７のアーム部４１に設けられた溝３７に差し込むことで取り付けられ、一端が被取付け部材に設けられた当接部に接して変形する構成とした。なお、取付け部のコの字型の折り曲げは、溝の部分の厚みよりも若干狭く構成しており、図１に示すように、取付けバネを差し込むだけで圧着保持できるようになっており、組立容易性を高めている。
【００３８】
そしてベース７は、取付けバネの弾性力に逆らって取付けネジを締め込むことで湾曲し、保持しているホルダ５と磁気記録媒体との間隔を変化させる。この時、ベース７に設けられたガイドピン３１が鏡筒９９に設けられたレール部３３に挿入されているため、ベース７はガイドピン３１がレール部３３に沿って移動するように湾曲することとなる。なお、ベース７にはホルダ５を保持するために箱形の形状が設けられており、ベース７の他の形状に比べて変形しにくい形状であることから、ベース７の湾曲によってホルダ５の保持が損なわれない形状となっている。
【００３９】
続いて、本発明の位置検出装置１を用いたレンズユニット１００の構造について説明する。図３は、以上のように構成した位置検出装置１を用いたレンズユニット１００の分解斜視図である。
【００４０】
このレンズユニット１００の内部には、移動レンズ群であるところのフォーカスレンズ１０１が、レンズ保持手段であるレンズ枠１０３に保持されている。このレンズ枠１０３は、両端を鏡筒９９と主軸受け１０５並びに副軸受け１０７に固定された主軸１０９並びに副軸１１１に沿って光軸方向に摺動自在に支持されている。なお、このレンズユニット１００には、図示しないズーム用レンズ群と前部レンズ鏡筒が、光軸方向に順に配置される。
【００４１】
このレンズ枠１０３を光軸方向に駆動する駆動手段としてのリニアモータは、固定子として駆動方向と垂直に磁化した駆動用マグネット１１３と、コの字型のメインヨーク１１５および板状のサイドヨーク１１７とを鏡筒９９に設けている。一方、可動子としてコイル１１９が駆動用マグネット１１３と所定の空隙を有するようにレンズ枠１０３に固定されており、フレキシブルプリントケーブル１２１を用いて、駆動用マグネット１１３の発生する磁束と直交する様にコイル１１９に電流を流すことで、レンズ枠１０３を光軸方向に駆動する仕組みになっている。
【００４２】
一方、磁気記録媒体としては、フェライト等の強磁性体でできた磁気スケール１２３をレンズ枠１０３に設け、その表面はレンズ枠１０３の駆動方向に沿って数百μｍのピッチでＳ極とＮ極を交互に着磁している。ここでは棒状の磁石がレンズ枠１０３に設けられた溝部にはめ込まれ、さらに側面の４点を紫外線硬化樹脂等によって接着される構成をとっている。
【００４３】
次に、位置検出装置１を鏡筒に組み付ける方法について説明する。図５は、図４に示すＡ−Ａの線に沿った断面図で、被取付け部材であるところの鏡筒９９には、先述の固定ピン２１に対応する形状の矩形溝１２５を、図５に示すように、光軸方向と平行な方向に設けている。また矩形溝１２５には、固定ピン２１を挟持するシム２３を保持する形状も併せて形成されており、シム２３の端面が固定ピン２１の平面部２５に接するよう、シム２３を光軸方向に互いにずらして保持する構成となっている。
【００４４】
初めに、取付けバネ２７を図に示すようにベース７に差し込む。ベース７には予めホルダ５を取り付けておき、ベース７に対する傾きを大まかに調整しておく。次に、矩形溝１２５の上方から、矩形溝１２５に、ベース７に設けた突出部であるところの固定ピン２１を挿入し、鏡筒９９と固定ピン２１との隙間にシム２３を挿入する。矩形溝１２５の幅は、シムを挿入することを前提としているため、固定ピン２１の厚みよりも広くなるように設定しているので、固定ピン２１をスムースに挿入することができる。鏡筒９９には、ベース７の幅よりもわずかに広い幅のガイド１２７を設けているので、このような組立作業が可能となっている。
【００４５】
固定ピン２１を矩形溝１２５に挿入し、さらにその両側にシム２３を挿入すると、鏡筒９９に設けたネジ穴１２９と、ベース７に設けた取付け穴３９が、ほぼ同軸位置になるので、取付けネジ２９をネジ穴１２９にねじ込んで、ベース７を鏡筒に固定する。すると、レンズユニットに設けた検出窓１３１を通して、ホルダ５の感受面９と、レンズ枠１０３に設けた磁気スケール１２３が向き合うようになっている。図６は、図４に示すＢ−Ｂの線に沿った断面図で、感受面９と磁気スケール１２３は、このように所定の間隔を隔てて、光軸方向に沿って、ほぼ平行な姿勢で向き合う。
【００４６】
なおホルダ５のリードフレーム１１には、外部回路と接続するために、図示しないジャンパ線やフレキシブルプリントケーブルがはんだ付けされる。この際、リードフレーム１１はベース７の箱形の部分から外径方向に突き出しており、ベース７のアーム部４１はさらに外径方向に形成されているので、フレキシブルプリントケーブルをアーム部４１と鏡筒９９との間に這わせることができる。そのため、リードフレームやフレキシブルプリントケーブルが鏡筒９９から飛び出るような構成とはならず、レンズユニット１００の小型化が一層可能となる。しかも、図示しないジャンパ線やフレキシブルプリントケーブルを、リードフレーム１１にはんだ付けした後であっても、ベース７を鏡筒９９に挿入、位置決めできる。
【００４７】
続いて、本発明の位置検出装置１の実際の調整工程について説明する。先述のように、磁気抵抗素子３には、基準ギャップ量よりも間隔が広がると、出力が急激に小さくなり、逆に間隔が狭くなると出力が歪むという特性がある。調整工程は、この特性を利用しており、以下に示すような方法で感受面９と磁気スケール１２３との間隔を調整する。
【００４８】
初めに、ホルダ５をベース７に取付ける。この時、ホルダ５を回動させて感受面がベース７に設けられた固定ピン２１と略平行になるように調整し、傾き調整ネジを締め込んで固定する。なお、この調整は、大まかな傾きの調整を目的としているため、目視で行うことができる他、取付け治具等を利用しても良い。
【００４９】
続いて、ホルダ５を取り付けたベース７を先述したように鏡筒９９に取り付ける。この時、ベース７の固定ピン２１と鏡筒９９の矩形溝１２５との間に挿入するシム２３は、厚みの違いで複数用意されたシム２３のうち、標準シム２３ａと呼ばれる中間的な厚み（例えば０．２ｍｍ）のものを４箇所全てに挿入しておく。
【００５０】
次に、レンズユニット１００の電子部品に予めはんだ付けしておいたフレキシブルプリントケーブル（不図示）に調整器具を接続する。フレキシブルプリントケーブルの末端はメイン基板（不図示）の表面に実装されたコネクタに接続するために、パターンが露出した構成となっており、調整器具のコネクタに接続されて、レンズユニット１００の駆動が行える構成となっている。
【００５１】
続いて、調整器具を操作し、フレキシブルプリントケーブルを介して、コイル１１９に電流を通電し、レンズ枠１０３を光軸方向に連続して往復移動させる。この時、リードフレーム１１を介して磁気抵抗素子３の出力を、調整器具に搭載されるオシロスコープ等で測定し、サインカーブ状の再生出力波形とそのピーク電圧をモニタする。この時、例えば感受面９と磁気スケール１２３との間隔が広い場合には、ピーク電圧は小さい。この状態から取付けネジ２９をねじ込むと、ベース７が湾曲して感受面９と磁気スケール１２３との間隔が狭くなって、再生出力のピーク電圧は急激に大きくなる。さらに取付けネジ２９をねじ込んで基準ギャップ量よりも間隔が狭くなると、ピーク電圧は増加しなくなる。そして、出力波形が歪んで、サインカーブから三角波に近づくようになる。
【００５２】
そこで、ピーク電圧の増加が終わったことを確認できる位置まで取付けネジ２９を締め付けた後、取付けネジ２９を緩めれば、感受面９と磁気スケール１２３との間隔を基準ギャップ量に設定することができる。
【００５３】
しかしこの時、以上のような調整を行ってもピーク電圧が安定せず、調整が完了しない場合がある。例えば、以上のような調整において取付けネジ２９の締め込み量が過度に多かったり、少なかったりした場合、磁気スケール１２３に対して感受面９が傾き、感受面と磁気スケール１２３との間隔が一様でなくなる場合がある。
【００５４】
このような場合、一度取付けネジ２９を緩めてベース７を湾曲させるために加わった応力を解く。そして、ベース７の２つの固定ピン２１それぞれに差し込まれている標準シム２３ａのうち、締め込み量過剰の場合は主軸に近い標準シム２３ａを、締め込み量過小の場合は主軸から遠い標準シム２３ａを取り外す。さらに、標準シム２３ａの半分の厚み（例えば０．１ｍｍ）を有する調整シム２３ｂを固定ピン２１の両側に各々挿入する。すなわち、ひとつの固定ピンの両側面に調整シム２３ｂが挿入され、一方にのみ標準シム２３ａも挿入されている状態となる。
【００５５】
この状態で再度間隔の調整を行う。ここで再び調整が完了しない場合には、さらに厚みが薄い微調整シム２３ｃ（例えば０．０５ｍｍ）を用いて再度シム２１を調整する。この時、調整が完了すれば、差し込まれたシム２１の上に接着剤や紫外線硬化樹脂を塗布し、シム２１が抜け落ちたりずれたりしないように固定する。
【００５６】
即ち、本発明は、組立・調整作業が容易で、磁気記録媒体と感受面との間隔を容易に調整可能であり、さらに磁気スケールに対する感受面の倒れを調整可能であり、良好な出力特性が得られる小型の位置検出装置およびこれを用いたレンズユニットを提供するという目的を、特に、磁気記録媒体１２３と、磁気抵抗素子３と、前記磁気抵抗素子３を保持するホルダ５と、前記ホルダ５を保持し、被取付け部材９９に取り付けられるベース７と、前記ベース７の前記被取付け部材９９に対する倒れを調整するシム２３からなり、前記ホルダ５は、一端に前記感受面９と略平行且つ前記磁気抵抗素子３の移動方向と直交する方向に突出した凸部１３を有し、前記ベース７は、前記凸部１３が挿入される凹部１５と、光軸と平行な方向に配設され、互いに平行な２つの平面部２５を有する２つの突出部２１と、前記ベース７を被取付け部材９９に取り付ける位置決め手段とを備え、前記位置決め手段によって前記被取付け部材に取り付ける際に、前記ベース７が前記突出部２１を基点として湾曲することにより、前記磁気記録媒体１２３と前記磁気抵抗素子３の間隔を調整し、前記ベース７が前記突出部２１の平面部２５と前記被取付け部材９９との間にシム２３が変更されて前記ベース７の前記被取付け部材９９に対する距離が調整されることにより、前記磁気抵抗素子３の前記磁気記録媒体１２３に対する倒れが補正される構成により実現した。
【００５７】
なお、本発明にかかる位置検出装置は、本発明が適用される撮像装置及び取り付けられるレンズユニットに応じて適宜変形、及び拡大縮小される。また、必要に応じて、装置の外寸法の変更による外観の変化、部材間の結合位置など、種々の変形や変更が可能であるが、いずれも本発明の均等の範囲内である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 位置検出装置
３ 磁気抵抗素子
５ ホルダ
７ ベース
９ 感受面
１１ リードフレーム
１３ ピン
１５ 回動穴
１７ 長穴
１９ 調整ネジ
２１ 固定ピン
２３ シム
２５ 平面部
２７ 取付けバネ
２９ 取付けネジ
３１ ガイドピン
３３ レール部
３５ 取付け部
３７ 溝
３９ 取付け穴
４１ アーム部
９９ 鏡筒
１００ レンズユニット
１０１ フォーカスレンズ
１０３ レンズ枠
１０５ 主軸押さえ
１０７ 副軸押さえ
１０９ 主軸
１１１ 副軸
１１３ 駆動用マグネット
１１５ メインヨーク
１１７ サイドヨーク
１１９ コイル
１２１ フレキシブルプリントケーブル
１２３ 磁気スケール
１２５ 矩形溝
１２７ ガイド
１２９ ネジ穴
１３１ 検出窓
２００ レンズユニット
２０１ フォーカスレンズ
２０３ レンズ枠
２０６ ガイドシャフト受け
２０９ 主軸
２１１ 副軸
２１３ 駆動用マグネット
２１５ メインヨーク
２１７ サイドヨーク
２１９ コイル
２２３ 磁気スケール
２９９ 鏡筒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の位置を検出する位置検出装置に関し、特に、磁気抵抗（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ、ＭＲ）素子を用いた位置検出装置、およびこの位置検出装置を用いたスチルカメラ、ビデオカメラ等のレンズユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気抵抗素子は、インジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）等の半導体薄膜に磁界を加えた時に、その磁気抵抗値が変化する現象を活用した素子である。この種の磁気抵抗素子を用いた位置検出装置は、フェライトやプラスチックマグネットのような磁気記録媒体と組み合わせて、その磁気記録媒体の位置検出に広く用いられている。
【０００３】
この磁気抵抗素子は、磁気記録媒体が移動することによる磁界の変化を検出して、サインカーブ状の再生出力を得ることができる。この出力波形を処理することにより、磁気記録媒体の相対的あるいは絶対的位置を高精度に求めるようになっている。
【０００４】
磁気抵抗素子は、磁気記録媒体の移動を検出する際に、磁気記録媒体との間隔を適切に調整する必要がある。これは基準ギャップ量と呼ばれ、磁気記録媒体の仕様によって決定される。基準ギャップ量よりも間隔が広がると、位置検出装置の出力が急激に小さくなり、逆に間隔が狭くなると出力が歪んでサインカーブ状の再生出力が得られない。民生用・産業用機器に広く用いられている磁気抵抗素子は、この要求を満たすために主に２つに大別できる調整手段を備えている。
【０００５】
接触型の磁気抵抗素子は、非磁性体の樹脂等にインサート成形されており、その感受面には予め基準ギャップ量に相当する厚みの樹脂がスペーサーとして上乗せされている。そのため、磁気記録媒体に接触型の磁気抵抗素子を密着させ、磁気記録媒体が表面を摺動することで、常に基準ギャップ量を保つことができる。
【０００６】
この種の位置検出装置としては、例えば特許文献１に開示されており、回転する部材に貼り付けられた磁気記録媒体に、固定部材から板バネによって保持された磁気抵抗素子が密着された構造となっている。このような位置検出装置は、基準ギャップ量の調整が不要であるという利点を有する。
【０００７】
一方、非接触型の磁気抵抗素子は、磁気記録媒体と接触せずに位置検出が行うことができる構造のため、磁気記録媒体との摺動に伴う騒音や摩耗を無くすことができる利点を有する。しかしながら、基準ギャップ量の調整を個体ごとに実施する必要があるため、製造コストを引き上げる欠点がある。また、非接触型の磁気抵抗素子は接触型の磁気抵抗素子と同様に非磁性体の樹脂等にインサート成形されているが、取付けとギャップ量の調整のための機構が一体成形されている。
【０００８】
この種の位置検出装置としては、例えば特許文献２に開示されており、取付けとギャップ量の調整が行えるような構造となっている。
【０００９】
ところで、スチルカメラ、ビデオカメラ等に用いられるレンズユニットでは、ズーム動作又はフォーカス動作時にレンズをリニアモータで移動させるものが知られている。このモータを利用してレンズを移動させるときには、モータ自体が位置情報をもたないために、別に位置検出手段が必要となる。また、動作時に騒音を発しにくい構造のため、特に動画撮影時には好ましい特性から、先述した非接触式の磁気抵抗素子を用いた位置検出装置をレンズ位置の検出に用いる方法が知られている。
【００１０】
図７は、このようなリニアモータを用いたレンズユニット２００の構造を示している。このレンズユニット２００の内部には、フォーカスレンズ２０１が、レンズ枠２０３に保持されている。このレンズ枠２０３は、両端を鏡筒２９９とガイドシャフト受け２０６に固定された主軸２０９及び副軸２１１に沿って光軸方向に摺動自在に支持されている。このレンズ枠２０３を光軸方向に駆動するリニアモータは、固定子として駆動方向と垂直に磁化した駆動用マグネット２１３と、コの字型のメインヨーク２１５および板状のサイドヨーク２１７とを鏡筒２９９に設けている。一方、可動子としてコイル２１９が駆動用マグネット２１３と所定の空隙を有するようにレンズ枠２０３に固定されており、駆動用マグネット２１３の発生する磁束と直交する様にコイル２１９に電流を流すことで、レンズ枠２０３を光軸方向に駆動するしくみになっている。
【００１１】
次に位置検出装置について説明する。図７において、フェライト等の磁気記録媒体でできた磁気スケール２２３をレンズ枠２０３に設け、その表面はレンズ枠２０３の駆動方向である光軸方向に沿って１５０〜４００μｍ程度のピッチでＳ極とＮ極を交互に着磁している。そして、ホルダ５が鏡筒２９９に保持されており、磁気抵抗素子からなる感受面が磁気スケール２２３と所定の間隔を介して向かい合うようになっている。ホルダ５は、ピン１３を回動穴１５に挿入すると、これを中心として回動できる。そこでホルダ５を回動することによって、磁気スケール２２３と感受面の間隔を調整し、その後、長孔１７に通した傾き調整ネジ１９で固定する方法が一般に用いられている。
【００１２】
また、非接触式の磁気抵抗素子を用いた位置検出装置として、例えば特許文献３では、磁気記録媒体と対向した磁気抵抗素子を保持するホルダに、ほぼ一定の曲率の曲面を有する突出部を備えると共に、位置決め手段によってホルダを被取付け部材に取り付ける際に、ホルダが突出部の曲面の中心軸を中心として回動することにより、磁気スケールと感受面の間隔を調整する構成となっている。
【００１３】
また、非接触式の磁気抵抗素子を用いた位置検出装置として、例えば特許文献４では、磁気記録媒体と対向した磁気抵抗素子を保持するホルダに取付け孔を備えると共に、被取付け部材はホルダが取り付けられる枠部と締結用孔とを備え、ホルダと被取付け部材との間には弾性部材を備え、ネジ山のないガイド部とセルフタップネジ部とヘッド部とを有するネジ部材が取付け孔及び締結用孔に挿通され、ホルダがネジ部材と平行に動くことにより、磁気スケールと感受面の間隔を調整する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−２５０６３８号公報
【特許文献２】特開平１−２０３９２２号公報
【特許文献３】特開２０００−２５５９号公報
【特許文献４】特開２００３−２４１０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、先述のような構成の位置検出装置では、磁気記録磁気スケール２２３と感受面の間隔を調整する作業と、ホルダ５を固定する作業を別々に行わなければならず、組立作業が煩雑であり、装置の製造コストを引き上げる原因となっていた。
【００１６】
また、基準ギャップ量の調整は、例えば、磁気スケール２２３の着磁ピッチが２００μｍであるとき、基準ギャップ量は１００±２０μｍ程度の公差内で両者の間隔を設定する必要があるが、手作業でピン１３を中心としてホルダ５を回動し、このような微少な公差内の位置にホルダ５を位置決めする作業は、極めて困難であり、製造コストをさらに引き上げる要因となっていた。
【００１７】
また、ピン１３と、これを挿入する回動穴１５の間には、加工精度の関係から、数１０μｍ以上の隙間が存在する。このため、ホルダ５をピン１３を中心に回動するつもりでも、回動穴１５との隙間の分だけホルダ５が並進する場合が頻発する。このため、１０μｍといった微少な調整が非常に困難であった。
【００１８】
さらに、ホルダ５は一端に設けられたピン１３を中心として回動しながら磁気スケール２２３との間隔を変化させる。そのため、磁気スケール２２３と感受面９がある一点を除いて平行にはならない。そのため、光軸方向における磁気スケール２２３と感受面９との間隔は一様で無くなる場合がある。一般に感受面には、複数の磁気抵抗素子が光軸方向に向かってパターン状に配置されている。パターン方向に磁気スケール２２３と感受面の間隔が異なると、パターン毎に出力特性が異なることとなり、結果的に位置検出装置の出力特性が劣化するという欠点がある。
【００１９】
また、特許文献３に示すような構成の位置検出装置では、磁気スケールと感受面の間隔を調整する作業と、ホルダを固定する作業を同時にできる。しかしながら、特許文献３の図８及び図９に示されるように、磁気スケールと感受面との間隔の調整が極端に行われると、磁気スケールに対して感受面が倒れて平行でなくなり、両者の間隔が変化することになる。結果として、位置検出装置の出力特性が劣化するという欠点がある。
【００２０】
また、特許文献４に示すような構成の位置検出装置では、磁気スケールと感受面の間隔を調整する作業と、ホルダを固定する作業を同時にできるものの、磁気スケールと感受面の平行は、ホルダと被取付け部材とに形成された枠部の精度によるのみであり、特許文献３と同様に倒れを補正する術を持たない。そのため、成形の精度が確保できない場合には、磁気ス
ケールと感受面との間隔が一様で無くなり、結果として位置検出装置の出力特性が劣化するという欠点がある。
【００２１】
さらに、特許文献４に示すような構成の位置検出装置では、ホルダが取り付けられる枠部がレンズユニットの径方向に突出して形成されるため、レンズユニットの外径の拡大につながることとなる。
【００２２】
本発明は、組立・調整作業が容易で、磁気記録媒体と感受面との間隔を容易に調整可能であり、さらに磁気スケールに対する感受面の倒れを調整可能であり、良好な出力特性が得られる小型の位置検出装置およびこれを用いたレンズユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
そこで本発明は、以下のような手段により、上記の目的を達成する。なお、理解を容易にするために、本発明の一実施例を示す図面に対応する符号を付して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２４】
請求項１に示す発明は、所定のピッチでＮ，Ｓ極が着磁された磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体と所定の間隔を隔てて対抗配置した磁気抵抗素子と、前記磁気抵抗素子を保持するホルダと、前記ホルダを保持し、被取付け部材に取り付けられるベースと、前記被取付け部材に対する前記ベースの取り付け位置を調整するシムからなり、前記磁気抵抗素子の感受面で前記磁気記録媒体の移動量を検出する位置検出装置であって、前記ホルダは、一端に前記感受面と略平行且つ前記磁気抵抗素子の移動方向と直交する方向に突出した凸部を有し、前記ベースは、前記凸部が挿入される凹部と、光軸と平行な方向に配設され、互いに平行な２つの平面部を有する２つの突出部と、前記ベースを前記被取付け部材に取り付ける位置決め手段とを備え、前記シムは、前記突出部に設けられた平面部と前記被取付け部材との間に挿入され、前記ベースを前記位置決め手段によって前記被取付け部材に取り付ける際に、前記ベースが前記突出部を基点として湾曲することにより、前記磁気記録媒体と前記磁気抵抗素子の間隔を調整し、前記シムは、その厚みを変更することで前記ベースの前記被取付け部材に対する距離が調整され、前記磁気抵抗素子の前記磁気記録媒体に対する倒れが補正されることを特徴とする位置検出装置である。
【００２５】
請求項２に示す発明は、前記位置決め手段は、前記感受面とほぼ直角な方向に前記ベースを付勢する弾性部材と、前記ベースに設けた取付け穴と、これに通したネジから構成し、前記弾性部材の付勢力に逆らって、前記被取付け部材に前記ネジをねじ込むことによって前記ベースを湾曲させ、前記磁気抵抗素子を位置決めすることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置である。
【００２６】
請求項３に示す発明は、前記突出部と前記磁気抵抗素子を挟んで反対側に、前記位置決め手段を配置したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の位置検出装置である。
【００２７】
請求項４に示す発明は、鏡筒と、前記鏡筒内部に支持されたガイド軸と、前記ガイド軸に沿って光軸方向に移動する移動レンズ群と、前記移動レンズ群を保持し、前記ガイド軸によって光軸方向に摺動自在に保持されているレンズ保持手段と、前記レンズ保持手段を光軸方向に駆動する駆動手段とを備え、前記レンズ保持手段の光軸方向の位置を検出する位置検出手段として、請求項１乃至請求項３いずれかに記載の位置検出装置を用いたことを特徴とするレンズユニットである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、組立・調整作業が容易で、磁気記録媒体と感受面との間隔を容易に調整可能であり、さらに磁気スケールに対する感受面の倒れを調整可能であり、良好な出力特性が得られる小型の位置検出装置およびこれを用いたレンズユニットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例における位置検出装置１を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例における位置検出装置１を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例におけるレンズユニット１００を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例におけるレンズユニット１００を示す平面図である。
【図５】本発明の実施例におけるレンズユニット１００の図４におけるＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明の実施例におけるレンズユニット１００の図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図７】従来のレンズユニット２００を側面から見た断面図である。
【図８】従来例及び本発明の実施例における磁気抵抗素子３及びホルダ５を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に本発明の位置検出装置１およびこれを用いたレンズユニット１００の実施例について、図１乃至図６に基づいて説明する。図１と図２は位置検出装置１の斜視図、図３は位置検出装置１を用いたレンズユニット１００の分解斜視図、図４は位置検出装置１を用いたレンズユニット１００の平面図、図５はレンズユニット１００の図４におけるＡ−Ａ断面図、図６はレンズユニット１００の図４におけるＢ−Ｂ断面図、図７は従来のレンズユニット２００を側面から見た断面図、図８は従来例及び本発明の実施例における磁気抵抗素子３及びホルダ５を示す斜視図である。
【実施例】
【００３１】
まず、本発明の位置検出装置１の構造について、図１及び図２を用いて説明する。本発明の位置検出装置１は、図１及び図２に示す通り、磁気抵抗素子３が組み込まれたホルダ５をベース７が保持する構造となっている。
【００３２】
ホルダ５には、磁気抵抗素子３からなる感受面９と、磁気抵抗素子３への信号の入出力部材としてのリードフレーム１１がインサート成形等で一体的に固定されている。ここで、感受面９の磁気抵抗素子３は、感受面９と平行な方向に向かう磁場の変化を検出できるように、その薄膜パターンを形成しており、磁気記録媒体と向かい合わせて設置し、その位置検出に利用する。
【００３３】
ベース７には、ホルダ５がピン１３を回動穴１５に挿入し、これを中心として回動できる。そこでホルダ５を回動することによって、感受面９の磁気記録媒体に対する傾きを調整し、その後、長孔１７に通した傾き調整ネジ１９で固定することができる。
【００３４】
そしてベース７の両側面には、互いに平行な２つの平面を有する２つの突出部であるところの固定ピン２１を設けた。この固定ピン２１は、ベース７と一体的に樹脂成形により作成した。もちろん、金属などの別部材を圧入・ネジ止め等の方法により組み立てても良い。また固定ピン２１は、光軸と平行な方向に配設され、ほぼ同軸であるようにその形状を定めている。
【００３５】
ここで、固定ピン２１と被取付け部材との間に挿入されるシム２３について述べる。シム２３は、同じ形状で厚みが異なるものが予め複数用意されており、固定ピン２１の平面部２５と被取付け部材に設けられた取付け溝との間に挿入される。この時、固定ピン２１の互いに平行な２つの平面２５にそれぞれシム２３が挿入されるため、このシム２３の厚みを調整することによりベース７の取付け位置を調整することができる。なお、シム２３は厚みが同じものを複数挿入し、挿入する枚数で厚みを調整する構成でも良い。
【００３６】
一方ベース７には、ホルダ５を挟んで固定ピン２１の反対側に位置決め手段を構成する取付けバネ２７及び取付けネジ２９が挿入されるアーム部４１が設けられている。ベース７は、その一端に設けられた固定ピン２１が被取付け部材たる鏡筒９９に固定され、他端がアーム部４１に挿入された取付けバネ２７及び取付けネジ２９で位置決めされる。またアーム部４１の末端に設けられたガイドピン３１が被取付け部材たる鏡筒９９に設けられたレール部３３に挿入されて、取付けネジ２９の締め込みに伴って揺動できる形状となっている。
【００３７】
また、位置決め手段を構成する弾性部材であるところの取付けバネ２７は、板状のバネ材がコの字型に折り曲げられ、取付け部３５をベース７のアーム部４１に設けられた溝３７に差し込むことで取り付けられ、一端が被取付け部材に設けられた当接部に接して変形する構成とした。なお、取付け部のコの字型の折り曲げは、溝の部分の厚みよりも若干狭く構成しており、図１に示すように、取付けバネを差し込むだけで圧着保持できるようになっており、組立容易性を高めている。
【００３８】
そしてベース７は、取付けバネの弾性力に逆らって取付けネジを締め込むことで湾曲し、保持しているホルダ５と磁気記録媒体との間隔を変化させる。この時、ベース７に設けられたガイドピン３１が鏡筒９９に設けられたレール部３３に挿入されているため、ベース７はガイドピン３１がレール部３３に沿って移動するように湾曲することとなる。なお、ベース７にはホルダ５を保持するために箱形の形状が設けられており、ベース７の他の形状に比べて変形しにくい形状であることから、ベース７の湾曲によってホルダ５の保持が損なわれない形状となっている。
【００３９】
続いて、本発明の位置検出装置１を用いたレンズユニット１００の構造について説明する。図３は、以上のように構成した位置検出装置１を用いたレンズユニット１００の分解斜視図である。
【００４０】
このレンズユニット１００の内部には、移動レンズ群であるところのフォーカスレンズ１０１が、レンズ保持手段であるレンズ枠１０３に保持されている。このレンズ枠１０３は、両端を鏡筒９９と主軸受け１０５並びに副軸受け１０７に固定された主軸１０９並びに副軸１１１に沿って光軸方向に摺動自在に支持されている。なお、このレンズユニット１００には、図示しないズーム用レンズ群と前部レンズ鏡筒が、光軸方向に順に配置される。
【００４１】
このレンズ枠１０３を光軸方向に駆動する駆動手段としてのリニアモータは、固定子として駆動方向と垂直に磁化した駆動用マグネット１１３と、コの字型のメインヨーク１１５および板状のサイドヨーク１１７とを鏡筒９９に設けている。一方、可動子としてコイル１１９が駆動用マグネット１１３と所定の空隙を有するようにレンズ枠１０３に固定されており、フレキシブルプリントケーブル１２１を用いて、駆動用マグネット１１３の発生する磁束と直交する様にコイル１１９に電流を流すことで、レンズ枠１０３を光軸方向に駆動する仕組みになっている。
【００４２】
一方、磁気記録媒体としては、フェライト等の強磁性体でできた磁気スケール１２３をレンズ枠１０３に設け、その表面はレンズ枠１０３の駆動方向に沿って数百μｍのピッチでＳ極とＮ極を交互に着磁している。ここでは棒状の磁石がレンズ枠１０３に設けられた溝部にはめ込まれ、さらに側面の４点を紫外線硬化樹脂等によって接着される構成をとっている。
【００４３】
次に、位置検出装置１を鏡筒に組み付ける方法について説明する。図５は、図４に示すＡ−Ａの線に沿った断面図で、被取付け部材であるところの鏡筒９９には、先述の固定ピン２１に対応する形状の矩形溝１２５を、図５に示すように、光軸方向と平行な方向に設けている。また矩形溝１２５には、固定ピン２１を挟持するシム２３を保持する形状も併せて形成されており、シム２３の端面が固定ピン２１の平面部２５に接するよう、シム２３を光軸方向に互いにずらして保持する構成となっている。
【００４４】
初めに、取付けバネ２７を図に示すようにベース７に差し込む。ベース７には予めホルダ５を取り付けておき、ベース７に対する傾きを大まかに調整しておく。次に、矩形溝１２５の上方から、矩形溝１２５に、ベース７に設けた突出部であるところの固定ピン２１を挿入し、鏡筒９９と固定ピン２１との隙間にシム２３を挿入する。矩形溝１２５の幅は、シムを挿入することを前提としているため、固定ピン２１の厚みよりも広くなるように設定しているので、固定ピン２１をスムースに挿入することができる。鏡筒９９には、ベース７の幅よりもわずかに広い幅のガイド１２７を設けているので、このような組立作業が可能となっている。
【００４５】
固定ピン２１を矩形溝１２５に挿入し、さらにその両側にシム２３を挿入すると、鏡筒９９に設けたネジ穴１２９と、ベース７に設けた取付け穴３９が、ほぼ同軸位置になるので、取付けネジ２９をネジ穴１２９にねじ込んで、ベース７を鏡筒に固定する。すると、レンズユニットに設けた検出窓１３１を通して、ホルダ５の感受面９と、レンズ枠１０３に設けた磁気スケール１２３が向き合うようになっている。図６は、図４に示すＢ−Ｂの線に沿った断面図で、感受面９と磁気スケール１２３は、このように所定の間隔を隔てて、光軸方向に沿って、ほぼ平行な姿勢で向き合う。
【００４６】
なおホルダ５のリードフレーム１１には、外部回路と接続するために、図示しないジャンパ線やフレキシブルプリントケーブルがはんだ付けされる。この際、リードフレーム１１はベース７の箱形の部分から外径方向に突き出しており、ベース７のアーム部４１はさらに外径方向に形成されているので、フレキシブルプリントケーブルをアーム部４１と鏡筒９９との間に這わせることができる。そのため、リードフレームやフレキシブルプリントケーブルが鏡筒９９から飛び出るような構成とはならず、レンズユニット１００の小型化が一層可能となる。しかも、図示しないジャンパ線やフレキシブルプリントケーブルを、リードフレーム１１にはんだ付けした後であっても、ベース７を鏡筒９９に挿入、位置決めできる。
【００４７】
続いて、本発明の位置検出装置１の実際の調整工程について説明する。先述のように、磁気抵抗素子３には、基準ギャップ量よりも間隔が広がると、出力が急激に小さくなり、逆に間隔が狭くなると出力が歪むという特性がある。調整工程は、この特性を利用しており、以下に示すような方法で感受面９と磁気スケール１２３との間隔を調整する。
【００４８】
初めに、ホルダ５をベース７に取付ける。この時、ホルダ５を回動させて感受面がベース７に設けられた固定ピン２１と略平行になるように調整し、傾き調整ネジを締め込んで固定する。なお、この調整は、大まかな傾きの調整を目的としているため、目視で行うことができる他、取付け治具等を利用しても良い。
【００４９】
続いて、ホルダ５を取り付けたベース７を先述したように鏡筒９９に取り付ける。この時、ベース７の固定ピン２１と鏡筒９９の矩形溝１２５との間に挿入するシム２３は、厚みの違いで複数用意されたシム２３のうち、標準シム２３ａと呼ばれる中間的な厚み（例えば０．２ｍｍ）のものを４箇所全てに挿入しておく。
【００５０】
次に、レンズユニット１００の電子部品に予めはんだ付けしておいたフレキシブルプリントケーブル（不図示）に調整器具を接続する。フレキシブルプリントケーブルの末端はメイン基板（不図示）の表面に実装されたコネクタに接続するために、パターンが露出した構成となっており、調整器具のコネクタに接続されて、レンズユニット１００の駆動が行える構成となっている。
【００５１】
続いて、調整器具を操作し、フレキシブルプリントケーブルを介して、コイル１１９に電流を通電し、レンズ枠１０３を光軸方向に連続して往復移動させる。この時、リードフレーム１１を介して磁気抵抗素子３の出力を、調整器具に搭載されるオシロスコープ等で測定し、サインカーブ状の再生出力波形とそのピーク電圧をモニタする。この時、例えば感受面９と磁気スケール１２３との間隔が広い場合には、ピーク電圧は小さい。この状態から取付けネジ２９をねじ込むと、ベース７が湾曲して感受面９と磁気スケール１２３との間隔が狭くなって、再生出力のピーク電圧は急激に大きくなる。さらに取付けネジ２９をねじ込んで基準ギャップ量よりも間隔が狭くなると、ピーク電圧は増加しなくなる。そして、出力波形が歪んで、サインカーブから三角波に近づくようになる。
【００５２】
そこで、ピーク電圧の増加が終わったことを確認できる位置まで取付けネジ２９を締め付けた後、取付けネジ２９を緩めれば、感受面９と磁気スケール１２３との間隔を基準ギャップ量に設定することができる。
【００５３】
しかしこの時、以上のような調整を行ってもピーク電圧が安定せず、調整が完了しない場合がある。例えば、以上のような調整において取付けネジ２９の締め込み量が過度に多かったり、少なかったりした場合、磁気スケール１２３に対して感受面９が傾き、感受面と磁気スケール１２３との間隔が一様でなくなる場合がある。
【００５４】
このような場合、一度取付けネジ２９を緩めてベース７を湾曲させるために加わった応力を解く。そして、ベース７の２つの固定ピン２１それぞれに差し込まれている標準シム２３ａのうち、締め込み量過剰の場合は主軸に近い標準シム２３ａを、締め込み量過小の場合は主軸から遠い標準シム２３ａを取り外す。さらに、標準シム２３ａの半分の厚み（例えば０．１ｍｍ）を有する調整シム２３ｂを固定ピン２１の両側に各々挿入する。すなわち、ひとつの固定ピンの両側面に調整シム２３ｂが挿入され、一方にのみ標準シム２３ａも挿入されている状態となる。
【００５５】
この状態で再度間隔の調整を行う。ここで再び調整が完了しない場合には、さらに厚みが薄い微調整シム２３ｃ（例えば０．０５ｍｍ）を用いて再度シム２１を調整する。この時、調整が完了すれば、差し込まれたシム２１の上に接着剤や紫外線硬化樹脂を塗布し、シム２１が抜け落ちたりずれたりしないように固定する。
【００５６】
即ち、本発明は、組立・調整作業が容易で、磁気記録媒体と感受面との間隔を容易に調整可能であり、さらに磁気スケールに対する感受面の倒れを調整可能であり、良好な出力特性が得られる小型の位置検出装置およびこれを用いたレンズユニットを提供するという目的を、特に、磁気記録媒体１２３と、磁気抵抗素子３と、前記磁気抵抗素子３を保持するホルダ５と、前記ホルダ５を保持し、被取付け部材９９に取り付けられるベース７と、前記ベース７の前記被取付け部材９９に対する倒れを調整するシム２３からなり、前記ホルダ５は、一端に前記感受面９と略平行且つ前記磁気抵抗素子３の移動方向と直交する方向に突出した凸部１３を有し、前記ベース７は、前記凸部１３が挿入される凹部１５と、光軸と平行な方向に配設され、互いに平行な２つの平面部２５を有する２つの突出部２１と、前記ベース７を被取付け部材９９に取り付ける位置決め手段とを備え、前記位置決め手段によって前記被取付け部材に取り付ける際に、前記ベース７が前記突出部２１を基点として湾曲することにより、前記磁気記録媒体１２３と前記磁気抵抗素子３の間隔を調整し、前記ベース７が前記突出部２１の平面部２５と前記被取付け部材９９との間にシム２３が変更されて前記ベース７の前記被取付け部材９９に対する距離が調整されることにより、前記磁気抵抗素子３の前記磁気記録媒体１２３に対する倒れが補正される構成により実現した。
【００５７】
なお、本発明にかかる位置検出装置は、本発明が適用される撮像装置及び取り付けられるレンズユニットに応じて適宜変形、及び拡大縮小される。また、必要に応じて、装置の外寸法の変更による外観の変化、部材間の結合位置など、種々の変形や変更が可能であるが、いずれも本発明の均等の範囲内である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 位置検出装置
３ 磁気抵抗素子
５ ホルダ
７ ベース
９ 感受面
１１ リードフレーム
１３ ピン
１５ 回動穴
１７ 長穴
１９ 調整ネジ
２１ 固定ピン
２３ シム
２５ 平面部
２７ 取付けバネ
２９ 取付けネジ
３１ ガイドピン
３３ レール部
３５ 取付け部
３７ 溝
３９ 取付け穴
４１ アーム部
９９ 鏡筒
１００ レンズユニット
１０１ フォーカスレンズ
１０３ レンズ枠
１０５ 主軸押さえ
１０７ 副軸押さえ
１０９ 主軸
１１１ 副軸
１１３ 駆動用マグネット
１１５ メインヨーク
１１７ サイドヨーク
１１９ コイル
１２１ フレキシブルプリントケーブル
１２３ 磁気スケール
１２５ 矩形溝
１２７ ガイド
１２９ ネジ穴
１３１ 検出窓
２００ レンズユニット
２０１ フォーカスレンズ
２０３ レンズ枠
２０６ ガイドシャフト受け
２０９ 主軸
２１１ 副軸
２１３ 駆動用マグネット
２１５ メインヨーク
２１７ サイドヨーク
２１９ コイル
２２３ 磁気スケール
２９９ 鏡筒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のピッチでＮ，Ｓ極が着磁された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体と所定の間隔を隔てて対抗配置した磁気抵抗素子と、
前記磁気抵抗素子を保持するホルダと、
前記ホルダを保持し、被取付け部材に取り付けられるベースと、
前記被取付け部材に対する前記ベースの取り付け位置を調整するシムからなり、
前記磁気抵抗素子の感受面で前記磁気記録媒体の移動量を検出する位置検出装置であって、
前記ホルダは、一端に前記感受面と略平行且つ前記磁気抵抗素子の移動方向と直交する方向に突出した凸部を有し、
前記ベースは、前記凸部が挿入される凹部と、光軸と平行な方向に配設され、互いに平行な２つの平面部を有する２つの突出部と、前記ベースを前記被取付け部材に取り付ける位置決め手段とを備え、
前記シムは、前記突出部に設けられた平面部と前記被取付け部材との間に挿入され、
前記ベースを前記位置決め手段によって前記被取付け部材に取り付ける際に、
前記ベースが前記突出部を基点として湾曲することにより、前記磁気記録媒体と前記磁気抵抗素子の間隔を調整し、
前記シムは、その厚みを変更することで前記ベースの前記被取付け部材に対する距離が調整され、前記磁気抵抗素子の前記磁気記録媒体に対する倒れが補正されることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記位置決め手段は、
前記感受面とほぼ直角な方向に前記ベースを付勢する弾性部材と、
前記ベースに設けた取付け穴と、
これに通したネジから構成し、
前記弾性部材の付勢力に逆らって、前記被取付け部材に前記ネジをねじ込むことによって前記ベースを湾曲させ、前記磁気抵抗素子を位置決めする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】
前記突出部と前記磁気抵抗素子を挟んで反対側に、前記位置決め手段を配置したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の位置検出装置。
【請求項４】
鏡筒と、
前記鏡筒内部に支持されたガイド軸と、
前記ガイド軸に沿って光軸方向に移動する移動レンズ群と、
前記移動レンズ群を保持し、前記ガイド軸によって光軸方向に摺動自在に保持されているレンズ保持手段と、
前記レンズ保持手段を光軸方向に駆動する駆動手段とを備え、
前記レンズ保持手段の光軸方向の位置を検出する位置検出手段として、
請求項１乃至請求項３いずれかに記載の位置検出装置を用いたことを特徴とするレンズユニット。
【請求項１】
所定のピッチでＮ，Ｓ極が着磁された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体と所定の間隔を隔てて対抗配置した磁気抵抗素子と、
前記磁気抵抗素子を保持するホルダと、
前記ホルダを保持し、被取付け部材に取り付けられるベースと、
前記被取付け部材に対する前記ベースの取り付け位置を調整するシムからなり、
前記磁気抵抗素子の感受面で前記磁気記録媒体の移動量を検出する位置検出装置であって、
前記ホルダは、一端に前記感受面と略平行且つ前記磁気抵抗素子の移動方向と直交する方向に突出した凸部を有し、
前記ベースは、前記凸部が挿入される凹部と、光軸と平行な方向に配設され、互いに平行な２つの平面部を有する２つの突出部と、前記ベースを前記被取付け部材に取り付ける位置決め手段とを備え、
前記シムは、前記突出部に設けられた平面部と前記被取付け部材との間に挿入され、
前記ベースを前記位置決め手段によって前記被取付け部材に取り付ける際に、
前記ベースが前記突出部を基点として湾曲することにより、前記磁気記録媒体と前記磁気抵抗素子の間隔を調整し、
前記シムは、その厚みを変更することで前記ベースの前記被取付け部材に対する距離が調整され、前記磁気抵抗素子の前記磁気記録媒体に対する倒れが補正されることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記位置決め手段は、
前記感受面とほぼ直角な方向に前記ベースを付勢する弾性部材と、
前記ベースに設けた取付け穴と、
これに通したネジから構成し、
前記弾性部材の付勢力に逆らって、前記被取付け部材に前記ネジをねじ込むことによって前記ベースを湾曲させ、前記磁気抵抗素子を位置決めする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】
前記突出部と前記磁気抵抗素子を挟んで反対側に、前記位置決め手段を配置したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の位置検出装置。
【請求項４】
鏡筒と、
前記鏡筒内部に支持されたガイド軸と、
前記ガイド軸に沿って光軸方向に移動する移動レンズ群と、
前記移動レンズ群を保持し、前記ガイド軸によって光軸方向に摺動自在に保持されているレンズ保持手段と、
前記レンズ保持手段を光軸方向に駆動する駆動手段とを備え、
前記レンズ保持手段の光軸方向の位置を検出する位置検出手段として、
請求項１乃至請求項３いずれかに記載の位置検出装置を用いたことを特徴とするレンズユニット。
【図１】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１１４７７（Ｐ２０１３−１１４７７Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４３２４６（Ｐ２０１１−１４３２４６）
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（０００１３１３２６）株式会社シグマ (167)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（０００１３１３２６）株式会社シグマ (167)
【Ｆターム（参考）】
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