JP2015203786A - レンズ鏡筒および光学機器 - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
104 磁石
106 回転角度センサ
107 レンズホルダー
Claims (7)
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014083377A JP2015203786A (ja) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | レンズ鏡筒および光学機器 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=54597262
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JP2014083377A Pending JP2015203786A (ja) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | レンズ鏡筒および光学機器 |
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Cited By (1)
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KR20180135786A (ko) * | 2017-04-04 | 2018-12-21 | 가부시키가이샤후지쿠라 | 광섬유 절단 시스템 |
-
2014
- 2014-04-15 JP JP2014083377A patent/JP2015203786A/ja active Pending
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KR20180135786A (ko) * | 2017-04-04 | 2018-12-21 | 가부시키가이샤후지쿠라 | 광섬유 절단 시스템 |
KR101970422B1 (ko) * | 2017-04-04 | 2019-04-18 | 가부시키가이샤후지쿠라 | 광섬유 절단 시스템 |
US10591673B2 (en) | 2017-04-04 | 2020-03-17 | Fujikura Ltd. | Optical fiber cutting system |
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