JP2015203786A - レンズ鏡筒および光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】省スペースな構成で、レンズの絶対位置を高精度で検出するのに有利なレンズ鏡筒等を提供する。【解決手段】一軸方向に移動するレンズの位置を検出するレンズ位置検出装置を備えたレンズ鏡筒であって、レンズ位置検出装置は、レンズを保持し、固定部材１０１に対して相対動作することにより一軸方向にレンズを移動させるレンズホルダー１０７と、磁力線を発生する磁石１０４と、磁力線の方向を検出する回転角度センサ１０６と、を備え、磁石はレンズホルダーの動作に応動して回転することで磁力線の方向が変化するように、固定部材に対して回転可能に支持されており、磁石から発生する磁力線の方向の変化を、回転角度センサで検出することによりレンズホルダーの位置を検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ位置検出装置を備えたレンズ鏡筒および光学機器に関する。

従来、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの光学機器に交換レンズなどとして用いられるレンズ鏡筒には、その内部でレンズ（光学素子）を光軸方向に移動可能とする機構を有する。特許文献１は、このレンズの移動位置を検出するために、フレキシブル基板に設けられたグレイコードパターンにブラシを接触させてグレーコードを読み取ることによって、レンズの位置情報を取得するレンズ鏡筒を開示している。また、特許文献２は、グレイコードパターンで粗い絶対位置を検出し、そこにパルス板とフォトインタラプタ、あるいは光学式エンコーダと反射スケールによる検出をするレンズ鏡筒を開示している。これらを併用することによってインクリメンタル信号を取得し、レンズの位置検出をしている。

実公平６−３１５５８号公報 特開２００７−６４６６５号公報

しかしながら、上述の特許文献１のようにグレイコードパターンにブラシを接触させてグレーコードを検出するものでは、グレイコードパターンのエリアを狭くすることに限界がある。また高精度の位置検出を可能とするためには、多ビット化して情報量を増やす必要がある。ところが、情報量を増やすほどグレイコードパターンのエリアも広くなり、フレキシブル基板の幅も広くなってしまう。これらは省スペース化の妨げになる。また、ブラシなどをグレイコードパターンに直接接触させるため、そのブラシなどがグレイコードパターンの段差に乗り上げることでチャタリングが生じてしまう問題もある。さらに、その接触する部分の耐久性も考慮しなければならないという問題もある。また、上述の特許文献２のようにインクリメンタル信号を併用することにより細かい位置検出を行うものでは、２種類の検出手段が必要であり、その設置スペースを必要とするため、レンズ鏡筒を小型化する際の妨げとなる。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、例えば、省スペースな構成で、レンズの絶対位置を高精度で検出するのに有利なレンズ鏡筒等を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、一軸方向に移動するレンズの位置を検出するレンズ位置検出装置を備えたレンズ鏡筒であって、レンズ位置検出装置は、レンズを保持し、基準部材に対して相対動作することにより一軸方向にレンズを移動させるレンズ保持部材と、磁力線を発生する磁気発生部と、磁力線の方向を検出する磁気検出部と、を備え、磁気発生部は、レンズ保持部材の動作に応動して回転することで磁力線の方向が変化するように、基準部材に対して回転可能に支持されており、磁気発生部から発生する磁力線の方向の変化を、磁気検出部で検出することによりレンズ保持部材の位置を検出することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、省スペースな構成で、レンズの絶対位置を高精度で検出するのに有利なレンズ鏡筒等を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るレンズ位置検出装置を備えたレンズ鏡筒を適用可能な撮像装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態におけるレンズ鏡筒の具体的構成を示す一部断面図である。 図２に示す振動波モータの拡大断面図である。 第１実施形態におけるレンズ鏡筒のレンズ位置検出装置の構成例を示す斜視図である。 図４に示すレンズ位置検出装置の構成例を示す図である。 図５（ａ）に示すレンズ位置検出装置のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第２実施形態に係るレンズ鏡筒のレンズ位置検出装置の構成例を示す斜視図である。 図７に示すレンズ位置検出装置のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第３実施形態に係るレンズ鏡筒のレンズ位置検出装置の構成例を示す斜視図である。 図９に示すレンズ位置検出装置の構成例を示す図である。 図１０（ａ）に示すレンズ位置検出装置のＣ−Ｃ断面図である。 本発明の第４実施形態に係るレンズ鏡筒のレンズ位置検出装置の構成例を示す斜視図である。 図１２に示すレンズ位置検出装置のＤ−Ｄ断面図である。 本発明の第５実施形態に係るレンズ鏡筒のレンズ位置検出装置の構成例を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係るレンズ位置検出装置を備えたレンズ鏡筒を適用可能な撮像装置（光学機器）について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。なお、本実施形態を示す図面においては、説明に必要なフォーカス（レンズの移動）に係わる構成を表しており、他の構成は省略している。図１に示すように、撮像装置は、撮像装置本体１と、この撮像装置本体１に接続されるレンズ鏡筒３を備える。レンズ鏡筒３は、一例として、撮像素子を備えたデジタルスチルカメラ、または銀塩フィルムを使用するスチルカメラなどの撮像装置（光学機器）に対して着脱可能な交換レンズとする。具体的には、撮像装置本体１にはカメラマウント部を備え、このカメラマウント部に対していわゆるバヨネット結合で機械的に接続可能なレンズマウント部をレンズ鏡筒３に備える。ただし、レンズ鏡筒３は、撮像装置に内蔵するものであってもよいし、撮像装置に限らず、例えば、いわゆるプロジェクタなどの投射装置に着脱する交換レンズ、または投射装置に内蔵するものであってもよい。具体的には、本実施形態に係るレンズ鏡筒３は、一眼レフカメラ、コンパクトカメラ、監視用カメラ、ＴＶカメラ、液晶プロジェクタ、ＡＦ機能搭載の双眼鏡等の様々な光学機器に適用可能である。

図１に示すように、レンズ鏡筒３は、これを制御するレンズ制御部１１を備え、撮像装置本体１は、撮像装置全体を制御する本体制御部１９を備える。撮像装置本体１とレンズ鏡筒３との間には、通信用接点２が設けられる。レンズ制御部１１は、例えばレンズマイコン（レンズシステム制御用マイクロコンピュータ）で構成される。レンズ鏡筒３は、振れ補正系１２、フォーカス駆動系１３、絞り駆動系１４等を備える。レンズ制御部１１は、撮像装置本体１側から通信用接点２を通じて通信を受け、その指令値によって、これら振れ補正系１２、フォーカス駆動系１３、絞り駆動系１４等の動作を制御する。

振れ補正系１２は、振れ補正駆動系１５とロック・アンロック駆動系１６とを備える。振れ補正系１２は、振れを検知するセンサの出力を基にレンズ制御部１１にて算出された制御信号によって、補正レンズを駆動して振れ補正動作を行う。ロック・アンロック駆動系１６は、振れ補正駆動系１５と補正レンズとが駆動していない時に補正レンズをロックし、像ぶれ補正を行う時はロック解除を行う。フォーカス駆動系１３は、レンズ制御部１１からの指令値と位置検出装置の出力を基に焦点調節用のレンズを駆動してフォーカシングを行う。絞り駆動系１４は、レンズ制御部１１からの指令値によって、絞りを設定された位置まで絞る、または開放状態に復帰させるという動作を行う。また、レンズ制御部１１は、レンズ鏡筒３内の状態（ズーム位置、フォーカス位置、絞り値の状態等）や、レンズ鏡筒３に関する情報（開放絞り値、焦点距離、測距演算に必要なデータ等）を通信用接点２を介して撮像装置本体１側に伝達する。

レンズ鏡筒３は、振れ補正動作を選択するための防振スイッチ（ＩＳスイッチ）１７を備える。振れ補正動作を選択する場合は、この防振スイッチ１７をオンにする。またレンズ鏡筒３は、オートフォーカス（Ａ）とマニュアルフォーカス（Ｍ）のいずれかを選択するＡ／Ｍスイッチ１８を備える。なお、撮像装置本体１は、レリーズ動作を開始させる為のレリーズスイッチ２０を備える。

ここで、このようなレンズ鏡筒３の具体的構成例について説明する。図２は、本実施形態に係るレンズ鏡筒の具体的構成例を示す図である。図２は、レンズ鏡筒をその光軸を含む平面で切断した断面図である。図３は、振動波モータの拡大断面図であり、図２の断面図の一部拡大図に相当する。図４は、第１実施形態に係るレンズ鏡筒のレンズ位置検出装置の構成例を示す斜視図である。ここではまず、このレンズ鏡筒３に設けられる振動波モータ装置の構造について説明する。図３に示すように振動波モータ装置は、断面形状が台形を成した環状の振動部材（ステータとしての弾性体）１１１と、この振動部材１１１の一端面に物理的に接合された電歪素子１１２を備える。電歪素子１１２の表面には、フェルト等から成る環状の振動吸収体１１３が圧接されている。振動吸収体１１３は、環状のバネ部材１１４によって、振動部材１１１の方へ押圧されるようになっている。バネ部材１１４による押力は、環状の保持部材１１５によって固定部材１０１との間で保持される。そして、振動波モータ装置は、振動波モータのロータユニットである環状の周方向移動部材１１６と、この周方向移動部材１１６と一体的に回転可能な回転筒１１７とを備える。この回転筒１１７と周方向移動部材１１６との間には、ゴム環１１８が密着して挟まれている。ゴム環１１８は、周方向移動部材１１６の軸方向移動（すなわち、ビビリ振動）を回転筒１１７に伝達させないようにするものである。図３に示す振動部材回転止め１１９は、レンズ鏡筒３のレンズマウント部に一体的に固定される固定部材１０１の一部であって、振動部材１１１の溝１１１ａの内に挿入されて振動部材１１１自体の回転を阻止する。振動部材回転止め１１９は、３箇所等分で配置されている。このような振動波モータは、後述するように、電歪素子１１２の電気−機械変換作用により振動部材１１１に発生した周方向進行波振動によって、周方向移動部材１１６、回転筒１１７およびゴム環１１８を一体的に光軸を中心として回転させる。

次に、図４を参照して、振動波モータの回転筒１１７の端面に隣接して配置されたモータ軸受兼出力部材について説明する。レンズ鏡筒３のレンズマウント部に固定された固定部材１０１の外周面には、可動部材１０２が相対回転（相対動作）可能に嵌合されている。可動部材１０２には、その周方向の３ケ所において、ローラー支持軸１０２ａが設けられている。ローラー支持軸１０２ａは、可動部材１０２の軸線（振動波モータの軸線、すなわち光軸）に直交する放射方向に延びて、可動部材１０２の外周面から突出するように配置される。ローラー支持軸１０２ａには、ローラー１２０が回転可能に取り付けられ、ローラー１２０は、ローラー支持軸１０２ａから抜けないようにワッシャ１２１により係止されている。可動部材１０２は、振動波モータの出力部材を兼ねている。このように、可動部材１０２、ローラー１２０、ワッシャ１２１、およびローラー支持軸１０２ａにより、モータ軸受兼出力部材が構成される。

ローラー１２０の内側端面には、回転筒１１７の軸線方向端面に形成された突起部が係合し、回転筒１１７の回転時のラジアル方向のガタつきを防止している。ローラー１２０の外周面においては、回転筒１１７の端面と、マニュアル操作環１２２の回転トルクを入力させるためのマニュアル連結環１２３の端面とが接触している。なお、このローラー１２０の外周面と回転筒１１７の端面とマニュアル連結環１２３の端面との相互接触圧は、バネ部材１１４の加圧力によって決定される。固定部材１０１には、環状のマニュアルカラー１２４が固定されている。マニュアルカラー１２４は、摩擦力安定部材として用いられる。マニュアル連結環１２３は、一端面においてローラー１２０の外周面に接触し、他方の端面においてマニュアルカラー１２４の端面に接触している。また、マニュアル連結環１２３の外周縁部は、マニュアル操作環１２２の内周面の凹部に係合しており、マニュアル連結環１２３は、マニュアル操作環１２２と一体に回転するようになっている。

マニュアル連結環１２３は、マニュアルカラー１２４との間の摩擦抵抗よりも大きな駆動トルクがマニュアル操作環１２２から伝達された時のみ回転することができ、それ以外の時は回転しない。したがって、レンズ鏡筒の使用者がマニュアル連結環１２３とマニュアルカラー１２４との間の摩擦抵抗に打ち勝った回転トルクで、マニュアル操作環１２２を回動操作しない限り、マニュアル連結環１２３は回転しない。

次に、このようなレンズ鏡筒３の動作について説明する。使用者は、レンズホルダー１０７をマニュアルで駆動させようとする時には、マニュアル操作環１２２を指で光軸を中心とした回動操作を行う。するとマニュアル連結環１２３がマニュアルカラー１２４との摩擦抵抗に打ち勝って、光軸を中心として回動される。このときには、振動波モータが駆動されていないので、振動波モータの回転筒１１７は、振動部材１１１と周方向移動部材１１６との摩擦力により静止している。したがって、ローラー１２０は、マニュアル連結環１２３によってローラー支持軸１０２ａを中心に回転されつつ、回転筒１１７の端面に沿って転動する。その結果、ローラー支持軸１０２ａを介して可動部材１０２は、光軸を中心として回転される。このため、レンズホルダー１０７は、レンズホルダー駆動部材１０８の回転力を受け、回転駆動する。この力を不図示のカムの運動変換機構によりこの出力部材の回転運動をレンズの光軸方向運動に変換し、レンズホルダー１０７は、回転しながら光軸方向に移動する。こうして、マニュアルフォーカシングが行われる。

一方、使用者は、レンズホルダー１０７を振動波モータの力で駆動させようとする時には、Ａ／Ｍスイッチ１８を操作する。この操作で不図示の制御回路が動作することによって、電歪素子１１２に電圧が印加される。その結果、円周方向に進行する振動が振動部材１１１に生じる。この振動によって、周方向移動部材１１６、ゴム環１１８および回転筒１１７が光軸を中心として回転する。この回転によって、ローラー１２０は、回転筒１１７から回転トルクを受ける。このとき、マニュアル操作環１２２が回動操作されておらず、マニュアル連結環１２３も回転していない。このため、ローラー１２０は、ローラー支持軸１０２ａのまわりを回転しつつ、マニュアル連結環１２３の端面に沿って転動する。その結果、可動部材１０２は、ローラー支持軸１０２ａを介して光軸を中心として回転する。このため、レンズホルダー１０７は、レンズホルダー駆動部材１０８の回転力を受け、回転駆動する。この回転駆動力をカムの運動変換機構（不図示）により、レンズの光軸方向運動に変換することで、レンズホルダー１０７は、回転しながら光軸方向に移動する。こうして、オートフォーカシングが行なわれる。

次に、図４、図５（ａ）、（ｂ）、図６を参照して、本実施形態に係るレンズ鏡筒に設けられるレンズ位置検出装置の構成について説明する。図４は、本実施形態に係るレンズ位置検出装置の構成を示す図であり、具体的には図２における固定部材１０１と可動部材１０２とを抜き出して示したものである。図５は、図４に示すレンズ位置検出装置の上面図である。図５（ａ）は、フォーカシング時の無限端における上面図であり、図５（ｂ）は、フォーカシング時の至近端における上面図である。図６は、図５（ａ）に示すレンズ位置検出装置のＡ−Ａ断面図である。図４に示すように、レンズ鏡筒のレンズ位置検出装置は、固定部材１０１と可動部材１０２とを備える。本実施形態の固定部材１０１には、アーム部材１０３、磁石１０４、バネ部材１０５、回転角度センサ１０６が設けられている。アーム部材１０３と磁気発生部（磁力線発生部）としての磁石１０４は、一体的に取り付けられており、基準部材（基準枠）としての固定部材１０１に対して、同軸で回転可能に設けられている。ここでは、アーム部材１０３を、光軸に垂直な軸周りに回転するように、固定部材１０１の外周面に配置した場合を例に挙げる。具体的には図６に示すように、アーム部材１０３は、その基端部が固定部材１０１の外周面に軸支され、先端部が回転するように設けられる。磁石１０４は、アーム部材１０３の回転軸上に取り付けられ、アーム部材１０３とともに回転する。

磁気検出部としての回転角度センサ１０６は、磁力線の方向を検出することができる磁気センサ等で構成される。回転角度センサ１０６は、磁石１０４の上部に位置するように、固定部材１０１に固定されている。可動部材１０２は、レンズ保持部材（レンズ保持枠）としてのレンズホルダー１０７を光軸方向に駆動させる。可動部材１０２は、光軸方向の一方の端面に、光軸中心として光軸周りに回転するとともに、磁石１０４に対して光軸方向の相対位置が変化するカムリフト面を設けている。アーム部材１０３の先端部は、バネ部材１０５で可動部材１０２のカムリフト面に接触するように付勢されている。このような構成によれば、例えば図５（ａ）の位置から図５（ｂ）の位置まで回転すると、可動部材１０２の回転に応じてアーム部材１０３がカムリフト面と接する相対位置が変化するため、アーム部材１０３と磁石１０４は軸周りに回転する。

このような磁石１０４は、図６に示すように、光軸方向にＮ極、Ｓ極の二極を有しており、Ｎ極からＳ極に向けて発生する磁力線Φは回転角度センサ１０６を通過する。このため、回転角度センサ１０６を通過する磁力線Φは、可動部材１０２の回転角度に応じて回転する。これにより、回転角度センサ１０６から出力される電圧値によって、磁石１０４の回転角度を絶対角度で検出できる。すなわち、磁石１０４の回転は、可動部材１０２の回転に応動（回転角度に連動）しているので、レンズホルダー１０７の光軸方向の位置を絶対値で検出できる。

このような構成の本実施形態に係るレンズ鏡筒３によれば、１つのセンサでレンズ駆動の高精度な絶対値検出が行えるようになり、これにより省スペース化も実現できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るレンズ鏡筒のレンズ位置検出装置について説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係るレンズ位置検出装置の構成例を示す斜視図である。本実施形態に係るレンズ位置検出装置は、磁石の周囲にヨークが設けられる点で第１実施形態と異なる。このため、本実施形態のレンズ位置検出装置は、そのような磁石から発生する磁力線の方向が異なり、それに伴って回転角度センサの設置位置が異なる点で、第１実施形態と異なる。本実施形態においては、第１実施形態の構成要素と同一のものには同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、本実施形態のレンズ鏡筒自体の構成は、基本的には第１実施形態のレンズ鏡筒と同様であるので、レンズ位置検出装置に関連する部分以外についてはその詳細な説明を省略する。

本実施形態における固定部材２０１には、アーム部材２０３、磁石２０４、ヨーク２２５、バネ部材１０５、回転角度センサ１０６が設けられている。アーム部材２０３と磁気発生部としての磁石２０４、ヨーク２２５は一体的に取り付けられており、基準部材としての固定部材２０１に対し同軸で回転可能に設けられている。ここでは、第１実施形態と同様に、アーム部材２０３を、光軸に垂直な軸周りに回転するように、固定部材２０１の外周面に配置した場合を例に挙げる。具体的には図８に示すように、アーム部材２０３は、その基端部が固定部材２０１の外周面に軸支され、先端部が回転するように設けられる。ここでの磁石２０４は、第１実施形態と異なり、アーム部材２０３の基端部側面に取り付けられ、アーム部材２０３とともに回転する。

磁気検出部としての回転角度センサ１０６は、磁力線の方向を検出することができる。回転角度センサ１０６は、磁石２０４とヨーク２２５の一端との間に位置するように固定部材２０１に固定されている。可動部材１０２は、レンズ保持部材としてのレンズホルダー１０７を光軸方向に駆動させる。本実施形態における可動部材１０２は、光軸方向の一方の端面に、光軸中心に光軸周りを回転するとともに、磁石２０４に対して光軸方向の相対位置が変化するカムリフト面を設けている。アーム部材２０３の先端部は、バネ部材１０５で可動部材１０２のカムリフト面に接触するように付勢されている。このような構成によれば、可動部材１０２の回転に応じ、アーム部材２０３がカムリフト面と接する相対位置が変化する。これにより、アーム部材２０３と磁石２０４、ヨーク２２５は軸周りに回転する。このアーム部材２０３の回転により、磁石２０４から発生する磁力線方向の変化を、回転角度センサ１０６で検出する。これにより、可動部材１０２の回転位置を検出できるので、この回転位置に応じて光軸方向に進退するレンズホルダー１０７の光軸方向の位置を検出できる。

ここで、このような本実施形態におけるレンズ位置検出装置の動作について、回転角度センサ１０６の周囲の構成とともに説明する。図８は、図７に示すレンズ位置検出装置のＢ−Ｂ断面図である。本実施形態における磁石２０４は、図８に示すように、光軸方向にＮ極、Ｓ極の二極を有しており、ヨーク２２５が設けられている。具体的には、ヨーク２２５の一端は、磁石２０４のＳ極側に取り付けられ、他端は、Ｎ極側から離れた位置にあり、その間に回転角度センサ１０６が配置される。このような構成によれば、磁石２０４のＮ極からＳ極に向けて発生する磁力線Φは、回転角度センサ１０６を通過する。このため、回転角度センサ１０６を通過する磁力線Φは、可動部材１０２の回転角度に応じて回転する。これにより、回転角度センサ１０６から出力される電圧値によって磁石２０４の回転角度を絶対角度で検出できる。すなわち、磁石２０４の回転は、可動部材１０２の可動部材１０２の回転に応動（回転角度に連動）しているので、レンズホルダー１０７の光軸方向の位置を絶対値で検出できる。

このような構成の本実施形態に係るレンズ鏡筒のレンズ位置検出装置によれば、第１実施形態と同様に、１つのセンサでレンズ駆動の高精度な絶対値検出が行えるようになり、これにより省スペース化が実現できる。また、本実施形態に係るレンズ鏡筒のレンズ位置検出装置によれば、ヨーク２２５を用いることで磁気回路を閉じることができる。このため、周りへの磁束の漏れが少なく、また高い磁束が得られるため、より高精度な位置検出を行うことができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係るレンズ鏡筒のレンズ位置検出装置について説明する。図９は、本発明の第３実施形態に係るレンズ位置検出装置の構成例を示す斜視図である。本実施形態のレンズ位置検出装置は、可動部材のカムリフト面が円周方向に設けられ、アーム部や磁石、バネ部材、回転角度センサの設置位置が異なっている点で第１実施形態と異なる。本実施形態においては、第１実施形態の構成要素と同一のものには同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、本実施形態のレンズ鏡筒自体の構成は、基本的には第１実施形態のレンズ鏡筒と同様であるので、レンズ位置検出装置に関連する部分以外についてはその詳細な説明を省略する。

本実施形態における固定部材３０１には、アーム部材３０３、磁石３０４、バネ部材３０５、回転角度センサ１０６が設けられている。アーム部材３０３と磁気発生部としての磁石３０４は一体的に取り付けられており、基準部材としての固定部材３０１に対し同軸で回転可能に設けられている。ここでは、第１実施形態と異なり、アーム部材３０３を、光軸に沿った軸周りに回転するように、固定部材３０１の外周面に配置した場合を例に挙げる。具体的には図１１に示すように、アーム部材３０３は、その先端部が光軸に沿った軸周りに回転するように、その基端部が固定部材３０１の外周面に軸支される。ここでの磁石３０４は、アーム部材３０３の回転軸上に取り付けられ、アーム部材３０３とともに回転する。

磁気検出部としての回転角度センサ１０６は、磁力線の方向を検出することができる。回転角度センサ１０６は、磁石３０４の背面に位置するように固定部材３０１に固定されている。可動部材３０２は、レンズ保持部材としてのレンズホルダー１０７を光軸方向に駆動させる。本実施形態における可動部材３０２は、光軸方向の一方の端面に、光軸中心に光軸周りを回転するとともに、磁石３０４に対し円周方向の相対位置が変化するカムリフト面を設けている。アーム部材３０３の先端部は、バネ部材３０５で可動部材３０２のカムリフト面に接触するように付勢されている。このような構成によれば、可動部材３０２の回転に応じ、アーム部材３０３がカムリフト面と接する相対位置が変化する。これにより、アーム部材３０３と磁石３０４とは軸周りに回転する。このアーム部材３０３の回転により、磁石３０４から発生する磁力線方向の変化を、回転角度センサ１０６で検出する。これによって、可動部材３０２の回転位置を検出できるので、この回転位置に応じて光軸方向に進退するレンズホルダー１０７の光軸方向の位置を検出できる。

ここで、このような本実施形態におけるレンズ位置検出装置の動作について、回転角度センサ１０６の周囲の構成とともに説明する。図１０は、本実施形態に係るレンズ位置検出装置の動作説明図である。図１０（ａ）は、フォーカシング時の無限端におけるレンズ位置検出装置の背面図であり、図１０（ｂ）は、フォーカシング時の至近端におけるレンズ位置検出装置の背面図である。図１１は、図１０（ａ）に示すレンズ位置検出装置のＣ−Ｃ断面図である。本実施形態における磁石３０４は、図１１に示すように、光軸に対し略鉛直方向にＮ極、Ｓ極の二極を有している。このような磁石３０４のＮ極からＳ極に向けて発生する磁力線Φは、回転角度センサ１０６を通過する。このため、可動部材３０２の回転角度に応じて、回転角度センサ１０６を通過する磁力線Φは回転する。これにより、回転角度センサ１０６から出力される電圧値によって、磁石３０４の回転角度を絶対角度で検出できる。すなわち、磁石３０４の回転は、可動部材３０２の回転に応動（回転角度に連動）しているので、レンズホルダー１０７の光軸方向の位置を絶対値で検出できる。

このような構成の本実施形態に係るレンズ鏡筒のレンズ位置検出装置によれば、第１実施形態と同様に、１つのセンサでレンズ駆動の高精度な絶対値検出が行えるようになり、これにより省スペース化が実現できる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係るレンズ鏡筒のレンズ位置検出装置について説明する。図１２は、本発明の第４実施形態に係るレンズ位置検出装置の構成例を示す斜視図である。本実施形態に係るレンズ位置検出装置は、磁石の周囲にヨークが設けられる点で第３実施形態と異なる。このため、本実施形態のレンズ位置検出装置は、そのような磁石から発生する磁力線の方向が異なり、それに伴って回転角度センサの設置位置が異なる点で、第３実施形態と異なる。本実施形態においては、第３実施形態の構成要素と同一のものには同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、本実施形態のレンズ鏡筒自体の構成は、基本的には第１実施形態のレンズ鏡筒と同様であるので、レンズ位置検出装置に関連する部分以外についてはその詳細な説明を省略する。

本実施形態における固定部材４０１には、アーム部材４０３、磁石４０４、ヨーク４２５、バネ部材３０５、回転角度センサ１０６が設けられている。アーム部材４０３と磁気発生部としての磁石４０４、ヨーク４２５は、一体的に取り付けられており、基準部材としての固定部材４０１に対し同軸で回転可能に設けられている。ここでは第３実施形態と同様に、アーム部材４０３を、光軸に沿った軸周りに回転するように、固定部材４０１の外周面に配置した場合を例に挙げる。具体的には図１３に示すように、アーム部材４０３は、その先端部が光軸に沿った軸周りに回転するように、その基端部が固定部材４０１の外周面に軸支される。ここでの磁石４０４は、第３実施形態と異なり、アーム部材４０３の基端部側面に取り付けられ、アーム部材４０３とともに回転する。

磁気検出部としての回転角度センサ１０６は、磁力線の方向を検出することができる。回転角度センサ１０６は、磁石４０４とヨーク４２５の一端の間に位置するように固定部材４０１に固定されている。可動部材３０２は、レンズ保持部材としてのレンズホルダー１０７を光軸方向に駆動させる。本実施形態の可動部材３０２は、光軸方向の一方の端面に、光軸中心に光軸周りを回転するとともに磁石４０４に対し光軸方向の相対位置が変化するカムリフト面を設けている。アーム部材４０３の先端部は、バネ部材３０５で可動部材３０２のカムリフト面に接触するように付勢されている。このような構成によれば、可動部材３０２の回転に応じ、アーム部材４０３がカムリフト面と接する相対位置が変化する。これにより、アーム部材４０３と磁石４０４、ヨーク４２５は軸周りに回転する。このアーム部材４０３の回転により磁石４０４から発生する磁力線方向の変化を、回転角度センサ１０６で検出する。これにより、可動部材３０２の回転位置を検出できるので、この回転位置に応じて光軸方向に進退するレンズホルダー１０７の光軸方向の位置を検出できる。

ここで、このような本実施形態におけるレンズ位置検出装置の動作について、回転角度センサ１０６の周囲の構成とともに説明する。図１３は、図１２に示すレンズ位置検出装置のＤ−Ｄ断面図である。本実施形態における磁石４０４は、図１１に示すように、光軸に対し略水平方向にＮ極、Ｓ極の二極を有しており、ヨーク４２５が設けられている。具体的には、ヨーク４２５の一端は、磁石４０４のＳ極側に取り付けられ、他端は、Ｎ極側から離れた位置にあり、その間に回転角度センサ１０６が配置される。このような構成によれば、磁石４０４のＮ極からＳ極に向けて発生する磁力線Φは、回転角度センサ１０６を通過する。このため、回転角度センサ１０６を通過する磁力線Φは、可動部材３０２の回転角度に応じて回転する。これにより、回転角度センサ１０６から出力される電圧値によって、磁石４０４の回転角度を絶対角度で検出できる。すなわち、磁石４０４の回転は、可動部材３０２の可動部材１０２の回転に応動（回転角度に連動）しているので、レンズホルダー１０７の光軸方向の位置を絶対値で検出できる。

このような構成の本実施形態に係るレンズ鏡筒のレンズ位置検出装置によれば、第１実施形態と同様に、１つのセンサでレンズ駆動の高精度な絶対値検出が行えるようになり、これにより省スペース化が実現できる。また、本実施形態に係るレンズ鏡筒のレンズ位置検出装置によれば、ヨーク４２５を用いることで磁気回路を閉じ、周りへの磁束の漏れが少なく、また高い磁束が得られるため、より高精度な位置検出を行うことができる。

なお、上述した第１ないし第４実施形態では、固定部材に対する可動部材（レンズ保持部材）の相対動作として、光軸を中心に回転動作する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば後述するように、固定部材に対する可動部材（レンズ保持部材）が光軸を中心に進退動作（直進動作）する場合にも適用可能である。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態に係るレンズ鏡筒のレンズ位置検出装置について説明する。図１４は、本発明の第５実施形態に係るレンズ位置検出装置の構成例を示す斜視図である。本実施形態では、固定部材に対して可動部材（レンズ保持部材）自体が光軸方向に進退動作（直進動作）するようにした点で、上述した第１ないし第４実施形態と異なる。本実施形態においては、第１実施形態の構成要素と同一のものには同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、本実施形態のレンズ鏡筒自体の構成は、基本的には第１実施形態のレンズ鏡筒と同様であるので、レンズ位置検出装置に関連する部分以外についてはその詳細な説明を省略する。

本実施形態における可動部材は、レンズ保持部材としてのレンズホルダー５０７であり、固定部材５０１に対して進退可能に構成される。なお、この構成に限られるのものではなく、例えば可動部材は、レンズホルダー５０７と別個に設け、連動するように取り付けても良い。固定部材５０１は、レンズホルダー５０７を覆うように光軸方向に伸張する筒状に構成される。レンズホルダー５０７には、その円周部の一部に突起部としてのスライド部５０７ａが設けられている。スライド部５０７ａは、固定部材５０１に形成された長孔に貫通して挿入される。これにより、スライド部５０７ａは、レンズホルダー５０７の進退動作に応じて固定部材５０１の長孔に沿って光軸方向に進退（直進）する。本実施形態では、このスライド部５０７ａの移動に応じて回転するようにアーム部材５０３を配置する。具体的には、例えばアーム部材５０３の基端部を光軸に垂直な軸周りに回転可能に軸支する。そして、アーム部材５０３の先端部が不図示のバネ部材によってスライド部５０７ａの側面に接触するように付勢する。これにより、スライド部５０７ａの進退に応じてアーム部材５０３を回転させることができる。このアーム部材５０３と磁気発生部としての磁石５０４とは一体的に取り付けられており、基準部材としての固定部材５０１に対し同軸で回転可能に設けられている。磁気検出部としての回転角度センサ１０６は、磁力線の方向を検出することができ、磁石５０４の上部に位置するように固定部材５０１に固定されている。

このような構成によれば、レンズホルダー５０７を光軸方向に駆動すると、スライド部５０７ａがスライドする。これにより、スライド部５０７ａは、磁石５０４に対し光軸方向の相対位置が変化する。このように、レンズホルダー５０７の直進動作に応じてアーム部材５０３がスライド部５０７ａと接する相対位置が変化するため、アーム部材５０３と磁石５０４とは軸周りに回転する。磁石５０４は、光軸方向にＮ極、Ｓ極の二極を有しており、Ｎ極からＳ極に向けて発生する磁力線Φは、回転角度センサ１０６を通過する。このため、回転角度センサ１０６を通過する磁力線Φは、レンズホルダー５０７の直進動作に応じて回転する。これにより、回転角度センサ１０６から出力される電圧値によって磁石５０４の回転角度を絶対角度で検出できる。すなわち、磁石５０４の回転は、レンズホルダー５０７の進退動作に応動（連動）しているので、レンズホルダー５０７の光軸方向の位置を絶対値で検出できる。

このような構成の本実施形態に係るレンズ鏡筒３によれば、１つのセンサでレンズ駆動の高精度な絶対値検出が行えるようになり、これにより省スペース化が実現できる。また、本実施形態においても、第２実施形態と同様にヨークを用いてもよい。ヨークを用いることで磁気回路を閉じ、周りへの磁束の漏れが少なくなる。また高い磁束が得られるため、より高精度な位置検出を行うことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

例えば、上記各実施形態における磁気発生部としては、磁石を用いた場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、例えば電磁石等であってもよい。また、上記各実施形態ではレンズの駆動方向（一軸方向）を光軸方向としていたが、この方向に限られるものではなく、例えば鉛直方向等、他の方向の駆動に対して適応可能であることは言うまでもない。

３ レンズ鏡筒
１０４ 磁石
１０６ 回転角度センサ
１０７ レンズホルダー

Claims (7)

1. 一軸方向に移動するレンズの位置を検出するレンズ位置検出装置を備えたレンズ鏡筒であって、
   前記レンズ位置検出装置は、
   前記レンズを保持し、基準部材に対して相対動作することにより一軸方向に前記レンズを移動させるレンズ保持部材と、
   磁力線を発生する磁気発生部と、
   磁力線の方向を検出する磁気検出部と、を備え、
   前記磁気発生部は、前記レンズ保持部材の動作に応動して回転することで磁力線の方向が変化するように、前記基準部材に対して回転可能に支持されており、
   前記磁気発生部から発生する磁力線の方向の変化を、前記磁気検出部で検出することにより前記レンズ保持部材の位置を検出することを特徴とするレンズ鏡筒。
   
2. 前記レンズ保持部材は、前記基準部材に対して前記レンズの光軸を中心に回転動作することによって、前記レンズを一軸方向に移動させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記磁気発生部は、前記基準部材に対して回転可能に軸支されたアーム部材に取り付けられ、
   前記レンズ保持部材が光軸を中心に回転する位置によって、光軸方向の位置が変化するカムリフト面を設けられ、
   前記カムリフト面に、前記アーム部材が接触するように付勢することで、前記レンズ保持部材の回転動作に応じて前記磁気発生部の磁力線の方向を変化させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記レンズ保持部材は、前記基準部材に対して前記レンズの光軸に沿って進退動作することによって、前記レンズを一軸方向に移動させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記磁気発生部は、前記基準部材に対して回転可能に軸支されたアーム部材に取り付けられ、
   前記レンズ保持部材が光軸に沿って移動する位置によって、光軸方向の位置が変化する突起部を設けられ、
   前記突起部に、前記アーム部材が接触するように付勢することで、前記レンズ保持部材の回転動作に応じて前記磁気発生部の磁力線の方向を変化させるようにしたことを特徴とする請求項４に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記磁気発生部にヨークを設けて磁力線を通すようにしたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を有することを特徴とする光学機器。

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