JP4483950B2 - レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒および撮像装置に関し、特にフォーカスレンズやズームレンズ等の撮像光学系の位置を検出する位置検出機構を備えたレンズ鏡筒およびこれを用いた撮像装置に関する。

ビデオカメラ装置には、ズーム機能やオートフォーカス機能のために鏡筒内部にズーミング用可動レンズやフォーカシング用可動レンズが配置され、それらを光軸方向に移動させるための駆動手段が設けられている。この可動レンズを正確に駆動制御するためには、可動レンズの正確な位置検出が必要となる。

従来、このような可動レンズの位置検出は、図１５に示すように、固定部となる鏡筒４に取り付けられた位置検出素子６と、位置検出素子６に対向して光学レンズ３のレンズホルダ２に、該レンズホルダ２の移動方向に延在して取り付けられた位置検出用マグネット１とからなる位置検出センサにより行われている。
位置検出用マグネット１のＮ，Ｓ磁性は、図１６に示されるように、位置検出用マグネット１の延在方向に沿って交互に配列されるように着磁されている。
位置検出素子６には磁気式のＭＲセンサ（磁気抵抗素子）が用いられ、この磁気抵抗素子は磁界の変化に伴って抵抗値が変化する素子であるため、可動レンズの移動に伴って位置検出用マグネット１が移動すると、これに対向配置された位置検出素子６に作用する磁界が変化し磁気抵抗値が変化する。
これに伴い、位置検出素子６からは、図１７に示されるように、所定周期で正弦波状に変化するＡ相の検出信号Ａsinθと、Ａ相の検出信号に対してλ／４位相の異なる余弦波状に変化するＢ相の検出信号Ａcosθが出力される。この２つの検出信号に基づいて可動レンズの位置を検出している。
なお、レンズホルダ２は、鏡筒４内に光軸Ｌと平行に設けたガイド軸５によって鏡筒４内を光軸L方向に移動可能に支持されている。このレンズホルダ２にはリニアアクチュエータによって光軸L方向に駆動される。また、リニアアクチュエータは、駆動用コイル７、駆動用マグネット８、接地ヨーク９および対向ヨーク１０から構成されている。
特開２００６−１０５６８号公報 特開２００４−２２１５２７号公報 特許第３１７７９３１号

しかし、上述のような検出信号ＡsinθとＡcosθのみでは可動レンズの絶対位置を把握することはできない。
そこで、このような位置検出を行う場合は、測定位置を絶対値化するために基準となる位置（基準位置）を検出する必要がある。具体的には、特許文献１に示されているように、光学レンズと一体になって移動するレンズ保持部材に遮光部を設け、鏡筒等の固定部にフォトインタラプタのようなリセット用のセンサを配置する。
この構成の位置検出装置の場合、保持部材の移動に応じて遮光部がフォトインタラプタの光路を遮ることで、センサ出力がＨｉｇｈからＬｏｗ又はＬｏｗからＨｉｇｈに変化する。このセンサ出力が変化した時点での位置検出を行い、検出された位置を基準位置とする。この基準位置情報と位置検出素子からの出力のピーク値から保持部材の位置を検出する。

しかし、このような構成の位置検出装置では、位置検出センサ（位置検出素子６と位置検出用マグネット１）のほかに外部に基準位置検出のためのリセット用のセンサが必要となり、位置検出システム全体が大きくなってしまい、コストアップ等の問題がある。
そこで、このような問題を解決するために特許文献２に示す位置検出システムが知られている。この位置検出システムでは、保持部材をメカニカルストッパなどの機械的機構に当接させ、当接した位置を基準位置とする手法を示している。この手法であれば外部に基準位置検出用のリセット用センサ等を用いる必要がない。
しかし、特許文献１および２の手法では、どちらも基準位置の検出が必要不可欠であり、位置検出素子６からの出力信号のみからでは保持部材の絶対的な位置を把握することはできない。これでは起動中に外部からの衝撃等の力が加わった場合、保持部材の停止位置がずれ保持部材の正確な位置を見失い制御不能に陥る。また、再び正常な動作に戻すためには、基準位置を検出するためのリセット動作が必要不可欠となる。さらに、カメラの起動に際しても基準位置の検出作業を行う必要があるため、カメラの起動動作が遅くなるという問題がある。

本発明は、上記のような従来の問題を解決するためになされたもので、基準位置情報を得ることなくセンサ部の出力のみから撮像光学系の絶対位置を得ることができるレンズ鏡筒およびこれを用いた撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のレンズ鏡筒は、撮像光学系と、撮像光学系を収容する鏡筒と、撮像光学系を構成する少なくとも１枚のレンズを鏡筒内に撮像光学系の光軸方向に移動可能に保持する保持部材と、保持部材の移動量に応じてピーク値が変化する少なくとも１つの周期的な検出信号を出力するセンサ部と、検出信号の各ピーク値と保持部材の光軸方向の位置の関係を予め記憶する記憶部と、保持部材が移動した時にセンサ部で検出された検出信号のピーク値から、記憶部に記憶された関係に基づいて保持部材の光軸方向における位置を算出する演算処理部とを備えている。そして、センサ部は、鏡筒および保持部材の一方に設けられた位置検出用の発光素子と、鏡筒および保持部材の他方に発光素子に対向して設けられ検出信号を出力する光感応型の位置検出素子と、発光素子と位置検出素子との間に配置され、発光素子から位置検出素子へ入射される光を変化させることにより検出信号を保持部材の移動量に応じて周期的に変化させるとともに該検出信号のピーク値を保持部材の光軸方向への移動量に応じて減少もしくは増加するように変化させる光学式リニアスケールと、を備えることを特徴としている。
また、本発明の撮像装置は、レンズ鏡筒を有し、レンズ鏡筒は、撮像光学系と、撮像光学系を収容する鏡筒と、撮像光学系を構成する少なくとも１枚のレンズを鏡筒内に撮像光学系の光軸方向に移動可能に保持する保持部材と、保持部材の移動量に応じてピーク値が変化する少なくとも１つの周期的な検出信号を出力するセンサ部と、検出信号の各ピーク値と保持部材の光軸方向の位置の関係を予め記憶する記憶部と、保持部材が移動した時にセンサ部で検出された検出信号のピーク値から、記憶部に記憶された関係に基づいて保持部材の光軸方向における位置を算出する演算処理部とを備えている。そして、センサ部は、鏡筒および保持部材の一方に設けられた位置検出用の発光素子と、鏡筒および保持部材の他方に発光素子に対向して設けられ検出信号を出力する光感応型の位置検出素子と、発光素子と位置検出素子との間に配置され、発光素子から位置検出素子へ入射される光を変化させることにより検出信号を保持部材の移動量に応じて周期的に変化させるとともに該検出信号のピーク値を保持部材の光軸方向への移動量に応じて減少もしくは増加するように変化させる光学式リニアスケールと、を備えることを特徴としている。

本発明のレンズ鏡筒および撮像装置においては、センサ部が保持部材の移動量に応じて周期的に変化する少なくとも１つの検出信号を出力するとともに該検出信号のピーク値が前記保持部材の光軸方向への移動量に応じて減少もしくは増加するように変化する信号を出力する。そして、駆動部の起動時にセンサ部で最初に検出された検出信号のピーク値と記憶部に記録した各ピーク値とを演算処理部で比較し、この検出されたピーク値と一致した点を基準にして保持部材の光軸方向における位置、すなわち撮像光学系の位置を算出する。
よって、本発明のレンズ鏡筒および撮像装置によれば、従来のような基準位置検出作業を行うことなくセンサ部の出力のみから撮像光学系の絶対位置を把握し、撮像光学系の位置を検出することができる。

（第１の実施の形態）
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施の形態における撮像装置３０の斜視図、図２は本実施の形態における撮像装置３０の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施例の撮像装置３０はデジタルスチルカメラであり、外装を構成するケース１２を有している。なお、本明細書においては被写体側を前方としその反対側を後方とする。
ケース１２の前面右側部寄りの箇所には、撮像光学系１４、撮像光学系１４の駆動部１６、撮像光学系１４の位置検出に供されるセンサ部１８が組み込まれたレンズ鏡筒２０が設けられ、レンズ鏡筒２０の後端には撮像光学系１４によって導かれた被写体像を撮像する撮像素子１１１（図２参照）が設けられている。また、センサ部１８から出力される検出信号は、後述する制御部３８の演算処理部３８ａ（図２参照）に取り込まれるようになっている。
ケース１２の前面上部寄りの箇所には閃光を発光するフラッシュ部２２、光学式ファインダの対物レンズ２３などが設けられている。なお、本明細書において前方とは被写体側をいい、後方とは結像側をいうものとする。
ケース１２の上端面にはシャッタボタン２４が設けられ、ケース１２の後面には、前記光学式ファインダの接眼窓２５、電源のオンオフ、撮像モード、再生モードの切り替えなど種々の操作を行うための複数の操作スイッチ２６、撮像した映像を表示するディスプレイ２７（図２参照）などが設けられている。

図２に示すように、撮像装置３０は、撮像素子１１１、記憶媒体３２、画像処理部３４、表示処理部３６、制御部３８、記憶部３９などを備えている。
撮像素子１１１は撮像面１１１Ａ（図３参照）を有し、撮像光学系１４によって撮像面１１１Ａに結像された被写体像を撮像して撮像信号を生成するＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどで構成されている。
画像処理部３４は、撮像素子１１１から出力された撮像信号に基づいて画像データを生成し、記憶媒体３２に記録するものである。
記憶媒体３２は、ケース１２に設けられたメモリスロットに装脱されるメモリカード、あるいは、ケース１２に内蔵されたメモリなどで構成されている。
表示処理部３６は、画像処理部３４から供給される前記画像データをディスプレイ２７に表示させるものである。
制御部３８は、操作スイッチ２６やシャッタボタン２２の操作に応じて画像処理部３４、表示処理部３６、駆動部１６を制御するＣＰＵなどで構成されている。また、この制御部３８はセンサ部１８から出力される検出信号に基づいて撮像光学系１４の位置を算出する演算処理部３８ａを備える。また、記憶部３９はＲＯＭなどからなり、センサ部１８から撮像光学系１４の移動量に応じて周期的に出力される検出信号の各ピーク値および該ピーク値に関連付けた位置データなどのデータが格納される。

次に、レンズ鏡筒２０の構成について説明する。
図３はレンズ鏡筒２０の概略構成を示す説明図である。
レンズ鏡筒２０は、図３に示すように、撮像光学系１４、撮像光学系１４の駆動部１６、撮像光学系１４の位置検出に供されるセンサ部１８、固定式の鏡筒１０４などを備えている。
撮像光学系１４は鏡筒１０４内に収容されるもので、フォーカスレンズやズームレンズ等の光学レンズ１０３を少なくとも１枚有し、この光学レンズ１０３はレンズホルダ１０２（特許請求の範囲に記載した保持部材に相当する）に保持されている。レンズホルダ１０２は、鏡筒１０４内に光軸Ｌと平行に設けたガイド軸１０５，１０６によって、ガタつくことなく、かつ回転しないように鏡筒１０４内を光軸L方向に移動可能に支持されている。また、撮像光学系を含むレンズホルダ１０２はリニアアクチュエータ式の駆動部１６によって光軸L方向に駆動される構成になっている。
リニアアクチュエータ式の駆動部１６は、レンズホルダ１０２に固定された駆動用コイル１０７、駆動用コイル１０７との磁気的吸引および反発作用によりレンズホルダ１０２を光軸L方向に移動させる駆動用マグネット１０８、駆動用コイル１０７と駆動用コイル１０７との磁路を形成する接地ヨーク１０９および対向ヨーク１１０から構成されている。接地ヨーク１０９はマグネット１０８に対して駆動用コイル１０７と反対の面に配置されており、対向ヨーク１１０は環状に巻かれた駆動コイル１０７を貫通している。
また、光学レンズ１０３によって導かれた被写体像を撮像する撮像素子１１１が鏡筒１０４に設けられている。

センサ部１８は、図５に示すような光学レンズ１０３を含むレンズホルダ１０２の光軸L方向への移動量に応じて周期的に変化する正弦波状のＡ相の検出信号Ａsinθと、Ａ相の検出信号に対してλ／４位相の異なる余弦波状のＢ相の検出信号Ａcosθを出力する。また、この検出信号ＡsinθとＡcosθのピーク値はレンズホルダ１０２の光軸Ｌ方向への移動量に応じて減少または増加するように変化する。
このような検出信号を出力するセンサ部１８は、図３および図４に示すように、鏡筒１０４の内壁に設けられたＭＲ素子からなる磁気感応型の位置検出素子１００と、この位置検出素子１００に対向して、レンズホルダ１０２に、該レンズホルダ１０２の移動方向に沿い延在しに設けられた位置検出用マグネット１０１を備える。
位置検出用マグネット１０１のＮ，Ｓ磁性は、図１６に示す場合と同様に、位置検出用マグネット１０１の延在方向（光軸Lの方向）に沿って交互に配列されるように着磁されており、さらに、この位置検出用マグネット１０１は、光軸Lと平行な線（レンズホルダ１０２の移動方向）に対しレンズホルダ１０２の移動方向に所定の角度θ傾斜して配置されている。これに対して、位置検出用マグネット１０１と相対向する位置検出素子１００は光軸Lと平行に配置されている。

次に本実施の形態の動作について説明する。
駆動用コイル１０７に電流が流れると、対向ヨーク１１０と駆動用マグネット１０８との間を通る磁束により駆動用コイル１０７にはフレミングの左手の法則にしたがって光軸L方向に平行な推力が発生し、光学レンズ１０３を含むレンズホルダ１０２はガイド軸１０５，１０６に沿って光軸L方向へと駆動用コイル１０７とともに移動する。
一方、位置検出用マグネット１０１が光軸Lに対しレンズホルダ１０２の移動方向に角度θ傾斜して配置されているため、レンズホルダ１０２が光軸Lに沿って移動する際に、光軸方向における位置によって位置検出用マグネット１０１と位置検出素子１００との間隔に差が生じる。
すなわち、位置検出用マグネット１０１と位置検出素子１００との間隔が開くほど位置検出用マグネット１０１から位置検出素子１００への磁界は弱くなるため、位置検出素子１００からは、図５に示すように、レンズホルダ１０２の移動量に応じて周期的に変化する正弦波状の検出信号Ａsinθと余弦波状の検出信号Ａcosθを出力することができる。
そして、この検出信号ＡsinθとＡcosθの正側のピーク値ＨＰ１、ＨＰ２，・・・・および負側のピーク値ＬＰ１，ＬＰ２，・・・・はレンズホルダ１０２の光軸Ｌ方向への移動、すなわち光学レンズ１０３が光軸ＬのＬ１方向（ワイド方向）に移動するに従い減少するように変化し、また、光学レンズ１０３が光軸ＬのＬ２方向（テレ方向）に移動するに従い増加するように変化する。したがって、この検出信号ＡsinθとＡcosθの各ピーク値からレンズホルダ１０２の絶対位置を把握することができる。

以下、レンズホルダ１０２の絶対位置を把握する場合の詳細について図６を参照して説明する。
撮像開始に伴う撮像装置３０の起動時、レンズホルダ１０２の位置が図５に示すピーク値ＬＰ２とＨＰ３との間にあると仮定して述べる。
まず、レンズ鏡筒２０を含む撮像装置３０の工場出荷時などにレンズホルダ１０２を駆動部１６によりワイド方向またはテレ方向に実際に移動し、位置検出素子１００から出力される検出信号Ａsinθと検出信号Ａcosθの各ピーク値ＨＰ１、ＨＰ２，・・・・およびＬＰ１，ＬＰ２，・・・・を制御部３８の演算処理部３８ａに取り込む。そして、この各ピーク値ＨＰ１、ＨＰ２，・・・・およびＬＰ１，ＬＰ２，・・・・と、これらピーク値に対応して決められたレンズホルダ１０２の光軸Ｌ方向の位置データとを関連付けてテーブル化し、記憶部３９に格納しておく（ステップＳ１）。

次に、操作スイッチ２６などを操作する制御部３８を通して駆動部１６に起動指令を与えることにより駆動部１６を起動する。これにより、レンズホルダ１０２を図４に示す光軸ＬのＬ１方向（ワイド方向）またはＬ２方向（テレ方向）に移動し、図５に示す移動開始点Ｐ１から矢印方向に移動することにより、ピーク値ＬＰ２またはＨＰ３のどちらかのピーク値を位置検出素子１００で検出する（ステップＳ２）。
次に、位置検出素子１００で検出したピーク値を演算処理部３８ａに取り込んで、予め記憶部３９に格納しておいた各ピーク値ＨＰ１、ＨＰ２，・・・・およびＬＰ１，ＬＰ２，・・・・と比較する（ステップＳ３）。
次に、検出されたピーク値と一致した点、すなわち記憶部３９のピーク値に対応する光軸Ｌ方向の位置を基準にして、以降のレンズホルダ１０２の光軸Ｌ方向への光軸方向における位置を演算処理部３８ａにより算出する。
例えば、検出されたピーク値がＨＰ３であるとすると、このピーク値と一致した記憶部３９のピーク値ＨＰ３に対応する光軸Ｌ方向の位置データを基準にして、以降のレンズホルダ１０２の光軸Ｌ方向への移動に伴う位置を検出することができる。

このような本実施の形態によれば、位置検出素子１００から出力される検出信号ＡsinθとＡcosθのピーク値が光学レンズ１０３の光軸Ｌ方向への移動に従い減少または増加されるように構成され、そして、レンズ鏡筒の起動時に位置検出素子１００で最初に検出されたピーク値と一致した点、すなわち検出ピーク値が記憶部３９に予め記録されているピーク値と一致する光軸Ｌ方向の位置を基準にして、起動以降のレンズホルダ１０２の光軸Ｌ方向への光軸方向における位置を演算処理部３８ａにより算出するようにしたので、次のような効果が得られる。
ａ）位置検出を行う際に、測定位置を絶対値化するための基準位置を検出することなしに、レンズホルダ１０２の絶対位置を検出することができ、しかも測定位置を絶対値化するための基準位置を検出する回路が必要なくなる。
ｂ）測定位置を絶対値化するための基準位置を検出する必要がないため、鏡筒等の固定部にフォトインタラプタのようなリセット用のセンサを配置する必要がなくなり省スペース化および低コスト化が実現できる。
ｃ）測定位置を絶対値化するための基準位置を検出する必要がないため、レンズホルダ１０２に遮光部を設ける必要がなくなり、省スペース化が実現できるとともに軽量化が実現でき、レンズホルダ１０２を駆動させるための電力を低減することができる。
ｄ）従来のようにレンズホルダを一旦メカニカルストッパなどの機械的機構に押し当て基準位置とする作業が不要となるため早い起動動作が可能となる。
ｅ）基準位置を検出することなしに、レンズホルダ１０２の絶対位置を検出することができるため、外部からの衝撃等を受けた際にも現在位置を見失うことがなく、従来のようなリセット動作が不要となる。
ｆ）位置検出素子からの出力の各ピーク値を記録していくことで、絶対位置を検出していくため、両側のピーク値を読むことで移動方向も検知することができる。
ｇ）位置検出素子１００から位相差をもって出力される２つの検出信号ＡsinθとＡcosθを用いて光学レンズの位置を検出するようにしたので、光学レンズの位置検出の分解能を向上できる。

（第２の実施の形態）
次に本発明にかかるレンズ鏡筒２０の第２の実施の形態について図７および図８を参照して説明する。
なお、以下の実施の形態において、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、第１の実施の形態と異なる部分を重点に述べる。
この第２の実施の形態は、センサ部１８の構成が第１の実施の形態と異なっている。
すなわち、センサ部１８を構成する位置検出用マグネット１０１は、図７および図８から明らかなように、レンズホルダ１０２の移動方向（光軸Lの方向）と平行にしてレンズホルダ１０２に装着される。
そして、この位置検出用マグネット１０１のＮ，Ｓ磁性は、図１６に示す場合と同様に、位置検出用マグネット１０１の延在方向に沿って交互に配列されるように着磁されており、さらに、Ｎ，Ｓ磁性の磁界の強度は位置検出用マグネット１０１の延在方向の一端から他端に行くに従い増加または減少するように構成されている。

このような第２の実施の形態に示すレンズ鏡筒２０においては、位置検出用マグネット１０１の延在方向に沿って交互に着磁されたＮ，Ｓ磁性の磁界の強度が位置検出用マグネット１０１の延在方向の一端から他端に行くに従い増加または減少するように構成されているため、位置検出素子１００と位置検出用マグネット１０１と互いに平行な位置関係にあっても、位置検出素子１００に対する位置検出用マグネット１０１からの磁界の強度がレンズホルダ１０２の光軸方向における位置によって変化する。
その結果、図５に示す場合と同様に、位置検出素子１００から出力されるＡ相とＢ相の２つの検出信号ＡsinθとＡcosθのピーク値を光学レンズ１０３の光軸Ｌ方向への移動に従い減少または増加させることができる。これにより、上記第１の実施の形態と同様な効果が得られる。

（第３の実施の形態）
次に本発明のレンズ鏡筒に使用されるセンサ部の実施の形態について図９を参照して説明する。
この実施の形態に示すセンサ部２００は光学式リニアスケールからなるもので、図９に示すように、ＬＥＤなどからなる位置検出用の発光素子２０２、スリット板２０３、測定板２０４、フォトダイオードなどからなる一対の位置検出素子２０６、光学フィルタ２０７を備える。
発光素子２０２は、図示省略したレンズホルダに設けられている。また、一対の位置検出素子２０６は発光素子２０２に対向して、図示省略の鏡筒に取り付けられている。
スリット板２０３は、発光素子２０２寄りに発光素子２０２に対向して光軸Ｌ方向に延在して配設され、このスリット板２０３には、一対の位置検出素子２０６から出力されるＡ相およびＢ相の検出信号に、上記図５に示す周期的な変化を与えるための複数のスリット２０１が一定の間隔λをおいて形成されている。
測定板２０４は、位置検出素子２０６寄りに位置検出素子２０６に対向して光軸Ｌ方向に延在して配設され、この測定板２０４の位置検出素子２０６と対向する箇所には、一対のスリット２０５が一定の間隔λ／４をおいて形成されている。この一対のスリット２０５はスリット板２０３のスリット２０１を透過してくる光を一対の位置検出素子２０６へ導いて、位置検出素子２０６からＡ相およびＢ相の検出信号を出力するようになっている。
光学フィルタ２０７は、発光素子２０３と一対の位置検出素子２０６との間に光軸Ｌ方向に延在して配設されている。この光学フィルタ２０７は、レンズホルダの光軸Ｌ方向への移動量に応じて周期的に変化する検出信号のピーク値をレンズホルダの光軸Ｌ方向への移動に従って減少もしくは増加するように変化させるものである。このために、光学フィルタ２０７は、その光透過量が、光学フィルタ２０７の延在方向の一端から他端に行くに従い増加または減少するように構成されている。

このような光学式リニアスケール方式のセンサ部２００においては、発光素子２０２と一対の位置検出素子２０６との間にスリット板２０３および測定板２０４を配置し、さらにスリット板２０３と測定板２０４の間に介在された光学フィルタ２０７の光透過量がレンズホルダの光軸方向における位置で異なるようにしたので、上記第１の実施の形態に示す場合と同様に、一対の位置検出素子２０６から出力されるＡ相の検出信号とＢ相の検出信号を図５に示す検出信号Ａsinθおよび検出信号Ａcosθと同様な波形の信号とすることができる。
したがって、第３の実施の形態においても、上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

（第４の実施の形態）
次に本発明にかかるレンズ鏡筒２０の第４の実施の形態について図１０および図１１を参照して説明する。
この第４の実施の形態は、センサ部１８の構成が第１の実施の形態と異なっている。
すなわち、センサ部１８を構成する位置検出素子１００は、図１０および図１１から明らかなように、位置検出用マグネット１０１と同様にレンズホルダ１０２の移動方向（光軸Lの方向）に傾斜して鏡筒１０４に配設されている。

このような第４の実施の形態に示すレンズ鏡筒２０においては、位置検出素子１００が位置検出用マグネット１０１と同様にレンズホルダ１０２の移動方向に傾斜されていても、レンズホルダ１０２の光軸方向における位置によって位置検出用マグネット１０１と位置検出素子１００との間隔に差が生じ、位置検出用マグネット１０１から位置検出素子１００に作用する磁界の強さがレンズホルダ１０２の光軸方向における位置によって変化する。
このため、上記図５に示す場合と同様に、位置検出素子１００から光学レンズ１０３の移動に従いピーク値の減少または増加する、Ａ相とＢ相の２つの検出信号ＡsinθとＡcosθを出力することができる。これにより、上記第１の実施の形態と同様な効果が得られる。

（第５の実施の形態）
次に本発明にかかるレンズ鏡筒２０の第５の実施の形態について図１２を参照して説明する。
この第５の実施の形態は、センサ部１８の構成が第１の実施の形態と異なっている。
すなわち、センサ部１８を構成する位置検出用マグネット１０１は、図７および図８から明らかなように、光学レンズ１０３の光軸Lの方向と平行に配置され、さらに、この位置検出用マグネット１０１はレンズホルダ１０２が光軸L方向に移動されるのにつれて、位置検出素子１００に対し接近および離間する方向に移動できるようにレンズホルダ１０２のガイド軸と別のガイド部材１１２に支持されている。
このガイド部材１１２は光軸Lと平行に線に対して、レンズホルダ１０２の移動方向に角度θ傾斜されている。
位置検出用マグネット１０１のＮ，Ｓ磁性は、図１６に示す場合と同様に、位置検出用マグネット１０１の延在方向に沿って交互に配列されるように着磁されている。また、位置検出素子１００は位置検出用マグネット１０１のＮ，Ｓ磁性面に対し平行になるようにして鏡筒１０４に配設されている。

このような第５の実施の形態に示すレンズ鏡筒２０においては、位置検出用マグネット１０１がレンズホルダ１０２の光軸L方向への移動につれて位置検出素子１００に対し接近および離間する方向に移動できるように構成されているので、レンズホルダ１０２の光軸方向における位置によって位置検出用マグネット１０１と位置検出素子１００との間隔に差が生じ、位置検出用マグネット１０１から位置検出素子１００に作用する磁界の強さがレンズホルダ１０２の光軸方向における位置によって変化する。
このため、上記図５に示す場合と同様に、位置検出素子１００から光学レンズ１０３の移動に従いピーク値の減少または増加する、Ａ相とＢ相の２つの検出信号ＡsinθとＡcosθを出力することができる。これにより、上記第１の実施の形態と同様な効果が得られる。

（第６の実施の形態）
次に本発明にかかるレンズ鏡筒２０の第６の実施の形態について図１３および図１４を参照して説明する。
この第６の実施の形態は、センサ部１８の構成が第１の実施の形態と異なっている。
すなわち、センサ部１８を構成する位置検出素子１００は、図１３および図１４から明らかなように、Ａ相に相当する１相のみの検出信号Ａsinθを出力できるように構成されている。そして、位置検出用マグネット１０１は光軸Lと平行する線に対してレンズホルダ１０２の移動方向に角度θ傾斜してレンズホルダ１０２に配設されている。

このような第６の実施の形態に示すレンズ鏡筒２０においては、位置検出用マグネット１０１がレンズホルダ１０２の移動方向に傾斜されているため、レンズホルダ１０２の光軸方向における位置によって位置検出用マグネット１０１と位置検出素子１００との間隔に差が生じ、位置検出用マグネット１０１から位置検出素子１００に作用する磁界の強さがレンズホルダ１０２の光軸方向における位置によって変化する。
これに伴い、位置検出素子１００から図１４に示すような周期的に変化する正弦波状の検出信号Ａsinθを出力することができる。そして、この検出信号Ａsinθの正側のピーク値ＨＰ１、ＨＰ２，・・・・および負側のピーク値ＬＰ１，ＬＰ２，・・・・はレンズホルダ１０２の光軸Ｌ方向への移動、すなわち光学レンズ１０３が光軸ＬのＬ１方向（ワイド方向）に移動するに従い減少するように変化する。
したがって、この１相のみの検出信号Ａsinθの各ピーク値からレンズホルダ１０２の絶対位置および移動方向を把握することができる。これにより、検出信号が１相のセンサ部を用いて上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

なお、実施の形態では、撮像装置としてデジタルスチルカメラを例示したが、本発明はビデオカメラ、あるいは、カメラ付きの携帯電話機、ＰＤＡ、携帯用電子機器などさまざまな撮像装置に無論適用可能である。

本発明の第１の実施の形態における撮像装置３０の斜視図である。 本発明の第１の実施の形態における撮像装置３０の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態におけるレンズ鏡筒の概略断面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるレンズ鏡筒の要部の概略断面図である。 本発明の第１の実施の形態における位置検出素子から出力される検出信号の説明用波形図である。 本発明の第１の実施の形態における位置検出動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態におけるレンズ鏡筒の概略断面図である。 本発明の第２の実施の形態における位置検出用マグネットの着磁パターンと位置検出素子との関係を示す説明図である。 本発明の第３の実施の形態におけるレンズ鏡筒のセンサ部の構成を示す説明図である。 本発明の第４の実施の形態におけるレンズ鏡筒の概略断面図である。 本発明の第４の実施の形態におけるレンズ鏡筒の要部の概略断面図である。 本発明の第５の実施の形態におけるレンズ鏡筒の要部の概略断面図である。 本発明の第６の実施の形態におけるレンズ鏡筒の要部の概略断面図である。 本発明の第６の実施の形態における位置検出素子から出力される検出信号の説明用波形図である。 従来におけるレンズ鏡筒の要部の概略断面図である。 従来における位置検出用マグネットの着磁パターンと位置検出素子との関係を示す説明図である。 従来の位置検出素子から出力される検出信号の説明用波形図である。

符号の説明

１４……撮像光学系、１６……駆動部、１８……センサ部、２０……レンズ鏡筒、３０……撮像装置、３８……制御部、３８ａ……演算処理部、３９……記憶部、１００……位置検出素子、１０１……位置検出用マグネット、１０２……レンズホルダ、１０３……光学レンズ、１０４……鏡筒、１０５，１０６……ガイド軸、１０７……駆動用コイル、１０８……駆動用マグネット、１０９……接地ヨーク、１１０……対向ヨーク、１１１……受光素子、２００……センサ部、２０２……発光素子、２０３……スリット板、２０４……測定板、２０６……受光素子、２０７……光学フィルタ。

Claims (5)

1. 撮像光学系と、
   前記撮像光学系を収容する鏡筒と、
   前記撮像光学系を構成する少なくとも１枚のレンズを前記鏡筒内に前記撮像光学系の光軸方向に移動可能に保持する保持部材と、
   前記保持部材の移動量に応じてピーク値が変化する少なくとも１つの周期的な検出信号を出力するセンサ部と、
   前記検出信号の各ピーク値と前記保持部材の前記光軸方向の位置の関係を予め記憶する記憶部と、
   前記保持部材が移動した時に前記センサ部で検出された検出信号のピーク値から、前記記憶部に記憶された前記関係に基づいて前記保持部材の前記光軸方向における位置を算出する演算処理部と、
   を備え、
   前記センサ部は、
   前記鏡筒および前記保持部材の一方に設けられた位置検出用の発光素子と、
   前記鏡筒および前記保持部材の他方に前記発光素子に対向して設けられ前記検出信号を出力する光感応型の位置検出素子と、
   前記発光素子と前記位置検出素子との間に配置され、前記発光素子から前記位置検出素子へ入射される光を変化させることにより前記検出信号を前記保持部材の移動量に応じて周期的に変化させるとともに該検出信号のピーク値を前記保持部材の前記光軸方向への移動量に応じて減少もしくは増加するように変化させる光学式リニアスケールと、
   を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記検出信号のピーク値は、前記保持部材の移動量に応じて減少もしくは増加する、
   ことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
3. 前記光学式リニアスケールは、
   前記発光素子側に前記光軸方向に延在して配設されたスリット板と、
   前記スリット板に前記検出信号の周期に相当する間隔をおいて形成され前記検出信号に周期的な変化を与えるための複数のスリットと、
   前記位置検出素子側に前記光軸方向に延在して配設された測定板と、
   前記測定板に形成され前記スリット板のスリットを透過した光を前記位置検出素子へ導く透過用のスリットと、
   前記スリット板と前記測定板との間に前記光軸方向に延在して配設され前記検出信号のピーク値を前記保持部材の前記光軸方向への移動量に応じて減少もしくは増加するように変化させる光学フィルタと、
   を備えることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
4. 前記光学フィルタの光透過量は、前記光学フィルタの延在方向の一端から他端に行くに従い増加または減少するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項３記載のレンズ鏡筒。
5. レンズ鏡筒を有する撮像装置であって、
   前記レンズ鏡筒は、
   撮像光学系と、
   前記撮像光学系を収容する鏡筒と、
   前記撮像光学系を構成する少なくとも１枚のレンズを前記鏡筒内に前記撮像光学系の光軸方向に移動可能に保持する保持部材と、
   前記保持部材の移動量に応じてピーク値が変化する少なくとも１つの周期的な検出信号を出力するセンサ部と、
   前記検出信号の各ピーク値と前記保持部材の前記光軸方向の位置の関係を予め記憶する記憶部と、
   前記保持部材が移動した時に前記センサ部で検出された検出信号のピーク値から、前記記憶部に記憶された前記関係に基づいて前記保持部材の前記光軸方向における位置を算出する演算処理部と、
   を備え、
   前記センサ部は、
   前記鏡筒および前記保持部材の一方に設けられた位置検出用の発光素子と、
   前記鏡筒および前記保持部材の他方に前記発光素子に対向して設けられ前記検出信号を出力する光感応型の位置検出素子と、
   前記発光素子と前記位置検出素子との間に配置され、前記発光素子から前記位置検出素子へ入射される光を変化させることにより前記検出信号を前記保持部材の移動量に応じて周期的に変化させるとともに該検出信号のピーク値を前記保持部材の前記光軸方向への移動量に応じて減少もしくは増加するように変化させる光学式リニアスケールと、
   を備えることを特徴とする撮像装置。

Images