JP2001201311A - 回転検出装置及び回転検出装置を有するレンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化及び低コスト化を図ることができる回
転検出装置及び回転検出装置を備えるレンズ鏡筒を提供
すること。 【解決手段】 対象物３１を回転する際に回転の位置と
回転の方向を検出する回転検出装置１００であり、対象
物３１を保持して第１方向Ｒ１と第１方向Ｒ１とは反対
の第２方向Ｒ２に回転自在な回転体１２０と、回転体１
２０の回転中心ＯＬを中心とするサークル９９に沿って
所定間隔をおいて回転体１２０に配列されている複数の
マグネット１３０と、マグネット１３０の磁気を検出す
る磁気検出センサ１５０と、を備え、各マグネット１３
０の第１方向Ｒ１側の端部１４６と各マグネット１３０
の第２方向Ｒ２側の端部１４８とは傾斜角度が異なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズのような対
象物を回転する際に回転の位置と回転の方向を検出する
回転検出装置及び回転検出装置を有するレンズ鏡筒に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器として、ビデオカメラレコーダ
を例に挙げると、ビデオカメラレコーダのレンズ鏡筒は
ズームレンズ、アイリス及びフォーカスレンズ等を有し
ており、さらに必要に応じてマニュアル操作方式のフォ
ーカスレンズを有している。この種のマニュアルフォー
カスレンズは、ユーザが手でレンズ鏡筒のリング部分を
回転することにより手動式でフォーカス合わせを行うよ
うになっている。この種のフォーカスレンズの回転量の
検出及び回転方向を検出するためには、図１５に示すよ
うな回転検出装置が用いられている。図１５に示す回転
検出装置１０００は、回転体１０１０を有しており、回
転体１０１０には、複数の突起１０１２が等間隔をおい
て円形状に設けられている。

【０００３】２つのセンサ１０２０，１０２２が回転体
１０１０に対面して設けられている。これらのセンサ１
０２０，１０２２は、図１６に示すように発光部１０３
０と受光部１０３４をそれぞれ有している。回転体１０
１０の突起１０１２が発光部１０３０と受光部１０３４
の間に入ることで、発光部１０３０の光が受光部１０３
４に届かなくなる。これにより、センサ１０２０あるい
はセンサ１０２２が突起１０１２の通過を検出すること
ができる。図１７は、センサ１０２０とセンサ１０２２
が出力する出力パルス例を示しており、この出力パルス
Ｋ１とＫ２を認識することで、回転体１０１０が矢印１
０４０の方向に回転しているかあるいは矢印１０５０の
方向に回転しているかを判別するとともに、出力パルス
Ｋ１とＫ２のパルス数をカウントすることで、回転体１
０１０の回転量を検出することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の回転
検出装置は、２つのセンサ１０２０，１０２２が必要で
あるとともに、複数の突起１０１２を回転体１０１０上
に突出して設ける必要があるので、回転検出装置１００
０の小型化を図ることができず、コストアップになって
いるとともに、部品点数が多いために測定の信頼性の低
下につながっている。また、センサ１０２０，１０２２
は、発光部１０３０を必要とするので、消費電力が大き
いという問題もある。そこで本発明は上記課題を解消
し、小型化及び低コスト化を図ることができる回転検出
装置及び回転検出装置を備えるレンズ鏡筒を提供するこ
とを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、対象
物を回転する際に回転量と回転の方向を検出する回転検
出装置であり、前記対象物を保持して第１方向と前記第
１方向とは反対の第２方向に回転自在な回転体と、前記
回転体の回転中心を中心とするサークルに沿って所定間
隔をおいて前記回転体に配列されている複数のマグネッ
トと、前記マグネットの磁気を検出する磁気検出センサ
と、を備え、各前記マグネットの前記第１方向側の端部
と各前記マグネットの前記第２方向側の端部とは傾斜角
度が異なることを特徴とする回転検出装置である。

【０００６】請求項１では、回転体は対象物を保持して
第１方向と第２方向に回転自在である。複数のマグネッ
トは、回転体の回転中心を中心とするサークルに沿って
所定間隔をおいて回転体に配列されている。磁気検出セ
ンサはマグネットの磁気を検出する。マグネットの第１
方向側の端部とマグネットの第２方向側の端部とは傾斜
角度が異なっている。このことから、磁気検出センサ
は、マグネットの第１方向側の端部と第２方向側の端部
を検出する際の検出波形の形状が異なるので、回転体及
び対象物の回転方向を検出することができる。しかも磁
気検出センサに通過するマグネットの磁気を検出するこ
とで対象物及び回転体の回転量と回転方向を検出するこ
とができる。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載の回転
検出装置において、各前記マグネットは、同極に着磁さ
れている。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１に記載の回転
検出装置において、前記対象物は、レンズ鏡筒に配置さ
れてマニュアル操作用のフォーカスレンズである。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１に記載の回転
検出装置において、前マグネットは、プラスチックに磁
性体を含ませて着磁させたものである。

【００１０】請求項５の発明は、請求項１に記載の回転
検出装置において、前記マグネットは、ラバーに磁性体
を含ませて着磁させたものである。

【００１１】請求項６の発明は、請求項１に記載の回転
検出装置において、前記マグネットは、焼結マグネット
である。

【００１２】請求項７の発明は、請求項１に記載の回転
検出装置において、前記回転体には凹部が形成されてお
り、前記凹部には液状のマグネットを入れて固めた後に
着磁することで前記マグネットが形成されている。

【００１３】請求項８の発明は、請求項１に記載の回転
検出装置において、各前記マグネットの前記第１方向側
の端部は前記サークルの接線に対して直角であり、各前
記マグネットの前記第２方向側の端部は前記サークルの
接線に対して傾斜している。

【００１４】請求項９の発明は、請求項１に記載の回転
検出装置において、前記磁気検出センサは、前記マグネ
ットの磁力を電位に変換し、前記磁気検出センサが検出
する各前記マグネットの前記第１方向側の端部での電位
と、前記磁気検出センサが検出する各前記マグネットの
前記第２方向側の端部での電位の違いにより前記回転体
の回転方向を検出する信号処理部を有する。請求項９で
は、信号処理部が、マグネットの第１方向側の端部での
磁気検出センサの電位と、マグネットの第２方向側の端
部での磁気検出センサの電位の違いにより、回転体の回
転方向を検出するようになっている。

【００１５】請求項１０の発明は、請求項１に記載の回
転検出装置において、前記信号処理部は、前記回転体が
前記第１方向に回転する際に前記磁気検出センサが出力
する第１検出出力、あるいは前記回転体が前記第２方向
に回転する際に前記磁気検出センサが出力する第２検出
出力を受けて、前記マグネットの前記第２方向側の端部
に対応する前記第１検出出力の傾き部分であるかあるい
は前記マグネットの前記第２方向側の端部に対応する前
記第２検出出力の傾き部分であるかを検出するための電
圧比較部と、前記電圧比較部からの比較信号に基づいて
前記回転体が前記第１方向に回転しているかあるいは前
記第２方向に回転しているかを判断する判断部と、を有
する。

【００１６】請求項１０では、電圧比較部は、第１検出
出力あるいは第２検出出力を受けて、第１検出出力の傾
き部分であるか第２検出出力の傾き部分であるかを検出
する。判断部は、電圧比較部からの比較信号に基づい
て、回転体が第１方向に回転しているかあるいは第２方
向に回転しているかを判断する。これにより、１つの磁
気検出センサからの第１検出出力あるいは第２検出出力
に基づいて、回転体が第１方向に回転しているのか第２
方向に回転しているのかを確実に検出することができ
る。回転体のマグネットと、１つの磁気検出センサを用
いれば回転体の回転方向が分かるので、回転検出装置の
小型化（低容積化）や薄型化及び部品点数の削減に基づ
くコストダウンと高信頼性化が図れる。

【００１７】請求項１１の発明は、請求項１０に記載の
回転検出装置において、前記電圧比較部は、前記第１検
出出力と前記第２検出出力を受ける第１電圧比較器と第
２電圧比較器を有し、前記第１電圧比較器には前記第１
検出出力の傾き部分あるいは前記第２検出出力の傾き部
分と電圧比較するための第１参照電圧を与え、前記第２
電圧比較器には前記第１検出出力の傾き部分あるいは前
記第２検出出力の傾き部分と電圧比較するための第２参
照電圧を与え、前記第１電圧比較器の第１参照電圧は、
前記第２電圧比較器の第２参照電圧よりも高い。請求項
１１では、第１電圧比較器の第１参照電圧と、第２電圧
比較器の第２参照電圧を用いることで、第１検出出力の
傾き部分であるか第２検出出力の傾き部分であるかを傾
斜方向を判断することで検出することができる。

【００１８】請求項１２の発明は、請求項１１に記載の
回転検出装置において、前記第１電圧比較器が出力する
前記第１比較信号の周期または前記第２電圧比較器が出
力する前記第２比較信号の周期により前記回転体の回転
スピードを検出する。請求項１２では、第１電圧比較器
が出力する第１比較信号または第２電圧比較器が出力す
る第２比較信号の周期により回転体の回転スピードを検
出することができる。

【００１９】請求項１３の発明は、請求項１０に記載の
回転検出装置において、前記磁気検出センサはホール素
子である。

【００２０】請求項１４の発明は、レンズを回転する際
に回転量と回転の方向を検出する回転検出装置を有する
レンズ鏡筒であり、前記回転検出装置は、前記レンズを
保持して第１方向と前記第１方向とは反対の第２方向に
回転自在な回転体と、前記回転体の回転中心を中心とす
るサークルに沿って所定間隔をおいて前記回転体に配列
されている複数のマグネットと、前記マグネットの磁気
を検出する磁気検出センサと、を備え、各前記マグネッ
トの前記第１方向側の端部と各前記マグネットの前記第
２方向側の端部とは傾斜角度が異なることを特徴とする
回転検出装置を有するレンズ鏡筒である。

【００２１】請求項１４では、回転体は対象物を保持し
て第１方向と第２方向に回転自在である。複数のマグネ
ットは、回転体の回転中心を中心とするサークルに沿っ
て所定間隔をおいて回転体に配列されている。磁気検出
センサはマグネットの磁気を検出する。マグネットの第
１方向側の端部とマグネットの第２方向側の端部とは傾
斜角度が異なっている。このことから、磁気検出センサ
は、マグネットの第１方向側の端部と第２方向側の端部
を検出する際の検出波形の形状が異なるので、回転体及
び対象物の回転方向を検出することができる。しかも磁
気検出センサに通過するマグネットの磁気を検出するこ
とで対象物及び回転体の回転量と回転方向を検出するこ
とができる。

【００２２】請求項１５の発明は、請求項１４に記載の
回転検出装置を有するレンズ鏡筒において、各前記マグ
ネットは、同極に着磁されている。

【００２３】請求項１６の発明は、請求項１４に記載の
回転検出装置を有するレンズ鏡筒において、各前記マグ
ネットの前記第１方向側の端部は前記サークルの接線に
対して直角であり、各前記マグネットの前記第２方向側
の端部は前記サークルの接線に対して傾斜している。

【００２４】請求項１７の発明は、請求項１４に記載の
回転検出装置を有するレンズ鏡筒において、前記信号処
理部は、前記回転体が前記第１方向に回転する際に前記
磁気検出センサが出力する第１検出出力、あるいは前記
回転体が前記第２方向に回転する際に前記磁気検出セン
サが出力する第２検出出力を受けて、前記マグネットの
前記第２方向側の端部に対応する前記第１検出出力の傾
き部分であるかあるいは前記マグネットの前記第２方向
側の端部に対応する前記第２検出出力の傾き部分である
かを検出するための電圧比較部と、前記電圧比較部から
の比較信号に基づいて前記回転体が前記第１方向に回転
しているかあるいは前記第２方向に回転しているかを判
断する判断部と、を有する。

【００２５】請求項１７では、電圧比較部は、第１検出
出力あるいは第２検出出力を受けて、第１検出出力の傾
斜部分であるか第２検出出力の傾斜部分であるかを検出
する。判断部は、電圧比較部からの比較信号に基づい
て、回転体が第１方向に回転しているかあるいは第２方
向に回転しているかを判断する。これにより、１つの磁
気検出センサからの第１検出出力あるいは第２検出出力
に基づいて、回転体が第１方向に回転しているのか第２
方向に回転しているのかを確実に検出することができ
る。回転体のマグネットと、１つの磁気検出センサを用
いれば回転体の回転方向が分かるので、回転検出装置の
小型化（低容積化）や薄型化及び部品点数の削減に基づ
くコストダウンと高信頼性化が図れる。

【００２６】請求項１８の発明は、請求項１７に記載の
回転検出装置を有するレンズ鏡筒において、前記電圧比
較部は、前記第１検出出力と前記第２検出出力を受ける
第１電圧比較器と第２電圧比較器を有し、前記第１電圧
比較器には前記第１検出出力の傾き部分あるいは前記第
２検出出力の傾き部分と電圧比較するための第１参照電
圧を与え、前記第２電圧比較器には前記第１検出出力の
傾き部分あるいは前記第２検出出力の傾き部分と電圧比
較するための第２参照電圧を与え、前記第１電圧比較器
の第１参照電圧は、前記第２電圧比較器の第２参照電圧
よりも高い。請求項１８では、第１電圧比較器の第１参
照電圧と、第２電圧比較器の第２参照電圧を用いること
で、第１検出出力の傾き部分であるか第２検出出力の傾
き部分であるかを傾斜方向を判断することで検出するこ
とができる。

【００２７】請求項１９の発明は、請求項１８に記載の
回転検出装置を有するレンズ鏡筒において、前記第１電
圧比較器が出力する前記第１比較信号または前記第２電
圧比較器が出力する前記第２比較信号の周期により前記
回転体の回転スピードを検出する。請求項１９では、第
１電圧比較器が出力する第１比較信号または第２電圧比
較器が出力する第２比較信号の周期により回転体の回転
スピードを検出することができる。

【００２８】請求項２０の発明は、請求項１４に記載の
回転検出装置を有するレンズ鏡筒において、前記磁気検
出センサはホール素子である。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００３０】図１と図２は、本発明の回転検出装置を有
するレンズ鏡筒の好ましい実施の形態を備える電子機器
の一例を示している。図１と図２において、電子機器は
ビデオカメラレコーダである。ビデオカメラレコーダ１
０は、たとえばデジタルビデオカメラレコーダであり、
ボディ１２を有しており、このボディ１２には、ビデオ
カセットの収容部１４を有している。この収容部１４の
中にはビデオカセットを着脱可能に装填することができ
る。ボディ１２の上部１６の中には、レンズ鏡筒１８が
収容されている。上部１６にはステレオマイク２０や液
晶モニター２２が設けられている。この液晶モニター２
２は、図１と図２に示すように所望の方向に向けること
で、たとえば撮影しているカラー画像を表示したり、再
生する際のカラー画像を表示したりすることができる。
レンズ鏡筒１８の前側にはマニュアル式のフォーカスレ
ンズ３１が配置されており、レンズ鏡筒１８の後側には
カラービューファインダー３２が設けられている。その
他、ボディ１２の横にはバッテリーパック３４が着脱可
能に取り付けられている。

【００３１】図３は、上述したレンズ鏡筒１８の内部構
造例を示している。レンズ鏡筒１８は、たとえば直方体
形状や円筒形状である。レンズ鏡筒１８は、マニュアル
操作式のフォーカスレンズ３１、対物レンズ３０、ズー
ムレンズ４０、アイリス４２、フォーカスレンズ４４、
ガイドバー６２，６４等を有している。レンズ鏡筒１８
の後側には、ＣＣＤ（電荷結合素子）５２が固定されて
いる。このＣＣＤ５２は、マニュアル操作式のフォーカ
スレンズ３１、対物レンズ３０、ズームレンズ４０、ア
イリス４２、そしてフォーカスレンズ４４を通過した画
像を受光する画像受光部である。

【００３２】ガイドバー６２，６４は、レンズ鏡筒１８
の光軸ＯＬと平行に固定されている。これらのガイドバ
ー６２には、ズームレンズ４０のホルダー７０が配置さ
れており、このズームレンズ４０のホルダー７０は、駆
動部７２を作動させることにより、ガイドバー６２，６
４に沿って、所定のストロークの間で移動して位置決め
可能である。アイリス４２は、対物レンズ３０から入射
してくる光の光量を絞るためのものであり、駆動部７６
の作動により、光の絞り量を変えることができる。アイ
リス４２は、レンズ鏡筒１８の中央部１８Ａにおいて、
光軸ＯＬを中心として設けられている。

【００３３】フォーカスレンズ４４は、対物レンズ３
０、ズームレンズ４０およびアイリス４２を通ってきた
被写体からの光をフォーカスするためのレンズである。
フォーカスレンズ４４は駆動部１９９の作動によりガイ
ドバー６２，６４に沿って移動する。ＣＣＤ５２で受光
された画像は、画像処理部１３０で所定の処理がなされ
た後に、コンピュータ４００に情報を送ったり、カラー
ビューファインダー３２で表示することができる。ユー
ザはこのカラービューファインダー３２を見ることで画
像を確認する。

【００３４】図３に示すように、マニュアル操作式のフ
ォーカスレンズ３１は、ユーザが手で光軸ＯＬを中心と
して回転させるものであり、回転検出装置１００を有し
ている。この回転検出装置１００は、図４に示すような
構造を有しており、マニュアル操作式のフォーカスレン
ズ３１はリング１１０により保持されている。リング１
１０は回転体１２０と一体になっている。回転体１２０
の中央には円形の穴１２４が形成されている。回転体１
２０は円板であり、たとえばプラスチックあるいはアル
ミニウムあるいはセラミックス等の磁性を有しない材料
により作られている。

【００３５】図５（Ａ）に示すように、複数の凹部１２
６が、サークル９９に沿って等間隔をおいて形成されて
いる。この凹部１２６は、図４と図５（Ａ）では、図示
の簡単化のために４つ形成されているが、必要とする数
であるたとえば４５個形成されている。この凹部１２６
にはそれぞれ図４に示すようにマグネット１３０が埋め
込んで配置されている。各マグネット１３０は、サーク
ル９９に沿って等間隔をおいて配置されていることにな
る。サークル９９は、光軸ＯＬを中心とする円であり、
光軸ＯＬは穴１２４の中心にある。各マグネット１３０
は、図５（Ｂ）に示すように光軸ＯＬを中心として特有
の形状を有している。各マグネット１３０は同じ形状を
有しており、外周部１４０、内周部１４２、第１端部１
４６、第２端部１４８を有している。外周部１４０と内
周部１４２は、光軸ＯＬを中心とする円弧形状部分であ
る。外周部１４０の長さは、内周部１４２よりも長くな
っている。

【００３６】第１端部１４６は、光軸ＯＬを中心とする
半径方向に沿っている。すなわち第１端部１４６は、光
軸ＯＬおよびサークルの接線９９に対して直角またはほ
ぼ直角に形成されている。これに対して第２端部１４８
は、サークル９９の接線に対して所定の角度θ分傾斜し
て形成されている。すなわち第１端部１４６と第２端部
１４８の傾斜角度は互いに異なるように形成されてい
る。第１端部１４６は、回転体１２０の第１方向Ｒ１方
向側の端部であり、第２端部１４８は、回転体１２０の
第２方向Ｒ２側の端部である。

【００３７】図６は、このマグネット１３０が回転体１
２０の凹部１２６に埋め込まれた様子を示している。図
４の１つの磁気検出センサ１５０は、回転体１２０から
わずかに離すようにして、図３のレンズ鏡筒１８側に固
定されている。この磁気検出センサ１５０は、たとえば
ホール素子や磁気抵抗素子あるいはインダクターを用い
ることができる。磁気検出センサ１５０は、回転体１２
０の回転に伴い、順次マグネット１３０が通過していく
時にそのマグネット１３０の磁気を検出するセンサであ
る。図４の回転体１２０は、ユーザがリング１１０を手
で回転操作することにより、第１方向Ｒ１あるいは第２
方向Ｒ２に沿って、回転自在である。

【００３８】図７は、回転体１２０をユーザが第１方向
Ｒ１に回転した場合における磁気検出センサ１５０の検
出波形例を示している。図８は、ユーザが回転体１２０
を第２方向Ｒ２に回転した場合における磁気検出センサ
１５０の検出波形例を示している。各マグネット１３０
は図５（Ｂ）に示すような特有の形状を有していること
から、図７においては、磁気検出センサ１５０は、第１
検出出力Ｓ１を出力する。すなわち回転体１２０が第１
方向Ｒ１に回転した場合には、磁気検出センサ１５０
は、図５のマグネット１３０の第１端部１４６を先ず検
出する。第１端部１４６を検出すると、磁気検出センサ
１５０は図７の垂直部分１８０を出力し、さらに回転体
１２０が第１方向Ｒ１に回転すると磁気検出センサ１５
０はマグネット１３０の中央部分を検出してストレート
部分１９０を出力する。そしてさらに回転体１２０が第
１方向Ｒ１に回転すると、磁気検出センサ１５０は第２
端部１４８を検出し、磁気検出センサ１５０は図７の傾
き部分２００を出力する。このように図７に示すような
第１検出出力Ｓ１は各マグネット１３０が磁気検出セン
サ１５０を通過する毎に出力される。

【００３９】これに対して、図８に示す場合には、回転
体１２０が第２方向Ｒ２に回転することから、磁気検出
センサ１５０は第２検出出力Ｓ２を出力する。すなわ
ち、回転体１２０が第２方向Ｒ２に回転すると、磁気検
出センサ１５０は、まず図５（Ｂ）に示す第２端部１４
８を検出する。この場合には、傾き部分２１０を出力す
る。そして磁気検出センサ１５０はマグネット１３０の
中央部分を検出することからストレート部分２２０を検
出する。そして磁気検出センサ１５０は第１端部１４６
を検出し、磁気検出センサ１５０は垂直部分２３０を出
力する。このように図８の検出出力Ｓ２は図７に示す検
出出力Ｓ１とは形状的に左右対称形状のものを出力す
る。そして回転体１２０が第２方向Ｒ２に回転していく
と、磁気検出センサ１５０は順次通過していくマグネッ
ト１３０に応じて図８に示す第２検出出力Ｓ２を出力す
る。

【００４０】図７と図８に示すような磁気検出センサ１
５０の第１検出出力Ｓ１と第２検出出力Ｓ２は、図３と
図１１に示す信号処理部３００に送られる。信号処理部
３００は、図７あるいは図８の第１検出出力Ｓ１あるい
は第２検出出力Ｓ２を受け取ることにより、図４に示す
回転体１２０が第１方向Ｒ１に回転しているのか第２方
向Ｒ２に回転しているかを判断するとともに、磁気検出
センサ１５０を通過するマグネット１３０の数をカウン
トすることで、回転体１２０の第１方向Ｒ１あるいは第
２方向Ｒ２の回転の位置すなわち回転量を検出する。こ
のような回転体１２０の回転方向および回転体１２０の
回転の位置（回転量）の情報は、コンピュータ４００に
情報として供給される。回転体１２０に必要とするマグ
ネット１３０の数は、その性能に応じて必要とする波数
分だけ設ければよい。この場合において各マグネット１
３０の間隔は同じである。

【００４１】マグネット１３０の着磁の種類は、たとえ
ばＳ極に統一するのが望ましいが、Ｎ極に統一しても構
わない。磁気検出センサ１５０として用いられるホール
素子は、磁電変換素子で、磁気量を電気量（ホール出
力）に変換するものであり、ＩｎＡＳ系、ＧａＡＳ系、
ＩｎＳｂ系などがある。また磁気検出センサ１５０とし
て用いられる磁気抵抗素子とは、磁界によって半導体中
の電子の移動距離が長くなり電気抵抗が変わるものであ
る。さらに磁気検出センサ１５０として用いられるイン
ダクターとは、コイルとも呼ばれ、インダクタンスを与
える部品である。つまり、通過する磁束の変化を妨げる
ように電圧を発生する。マグネット１３０としては、た
とえばラバーに磁性体を含ませて着磁させたものや、プ
ラスチックに磁性体を含ませて着磁させたもの、あるい
は焼結マグネットのようなものを採用することができ
る。さらに、マグネットとしては、液状のマグネットを
用いることもできる。この液状のマグネットは、図５
（Ａ）に示すような凹部１２６に対して注入するもので
ある。注入した後の液状のマグネットは、冷却により固
めた後に、たとえばセンサ面側にＳ極に着磁を行う。液
状のマグネットは、たとえば希土類マグネットであり、
この液状のマグネットの特徴としては、着磁が容易で、
薄型化が簡単であるとともに、金属リングと併用するこ
とにより機械的強度が強い等のメリットがある。

【００４２】図９と図１０は本発明の別の実施の形態を
示している。図９の例では、回転体１２０全体をリング
状の磁性体で作り、このリング状の回転体１２０の必要
な部分に対して着磁部分１３０Ａを形成することによ
り、図４に示すマグネット１３０と同等なものを作るこ
とができる。この場合でも第１端部１４６と第２端部１
４８の傾斜角度は互いに異なる。

【００４３】図１０に示す実施の形態では、各マグネッ
ト１３０の第１端部１４６と第２端部１４８の傾斜角度
がサークル９９の接線に対して両方とも傾斜している例
を示している。すなわち第１端部１４６は、サークル９
９の接線に対してθ１の角度分傾いているとともに、第
２端部１４８はサークル９９の接線に対してθ分傾いて
いる。いずれにしても、第１端部１４６と第２端部１４
８の傾斜角度を異ならせることにより、その傾斜角度の
違いを磁気検出センサ１５０が捉えることで、図７と図
８に示すような異なる検出出力波形を得ることができる
ので、磁気検出センサは回転体１２０の回転方向を検出
できる。

【００４４】次に、図１２〜図１４を参照しながら、図
４に示す回転体１２０が第１方向Ｒ１に回転しているの
か、第２方向Ｒ２に回転しているのかを判断する形態に
ついてより詳しく説明する。図１２は、磁気検出センサ
１５０が出力する第１検出出力Ｓ１と第２検出出力Ｓ２
の例を示している。図１３は図３で示した信号処理部３
００の構成例を示している。図１４は、回転体１２０が
第１方向Ｒ１に回転する場合と、回転体１２０が第２方
向Ｒ２に回転する場合の判断方式を示している。

【００４５】図１２では、磁気検出センサ１５０は、回
転体１２０の回転方向により、第１検出出力Ｓ１あるい
は第２検出出力Ｓ２を出力する。この第１検出出力Ｓ１
が、図４の回転体１２０が第１方向Ｒ１に回転する場合
に、磁気検出センサ１５０が出力する出力波形である。
第２検出出力Ｓ２は、図４の回転体１２０が第２方向Ｒ
２に回転する場合の磁気検出センサ１５０が出力する検
出出力である。図１２では、図４の回転体１２０が第１
方向Ｒ１に回転する場合を正転と呼び、回転体１２０が
第２方向Ｒ２に回転する場合を逆転と呼んでいる。図１
２の第１検出出力Ｓ１は図７に詳しく示しており、図１
２の第２検出出力Ｓ２は図８に詳しく示している。

【００４６】図１３は、図３の信号処理部３００の構成
例を示している。信号処理部３００は、受信部３１０、
電圧比較部３２０、判断部３３０を有している。この電
圧比較部３２０と判断部３３０は、たとえば１チップの
ＣＰＵ（中央処理装置）にしてもよいしあるいは別々の
部品を用いてもよい。または、電圧比較器の代わりにア
ナログ／デジタル変換器に入力して電圧をデジタル値に
変換しても実現できる。信号処理部３００は、比較用の
電源Ｖ２と、接地部３４０に接続されている。信号処理
部３００は、第１電圧比較器３５０と第２電圧比較器３
６０及び、３つの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を有している。
第１電圧比較器３５０の＋入力端子と第２電圧比較器３
６０の＋入力端子は、受信部３１０に接続されている。

【００４７】３つの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、比較用の
電源Ｖ２と接地部３４０の間で直列に接続されている。
第１電圧比較器３５０の−入力端子は抵抗Ｒ１とＲ２の
間に接続されている。第２電圧比較器３６０の−入力端
子は抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の間に接続されている。これに
より、第１参照電圧ＶＨと第２参照電圧ＶＬの電圧設定
は、第１電圧比較器３５０と第２電圧比較器３６０に対
して外付けで取り付けられている３つの抵抗Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３の値を調整することで得られる。第１電圧比較
器３５０の−入力端子には、第１参照電圧ＶＨが入力さ
れる。第２電圧比較器３６０の−入力端子には、第２参
照電圧ＶＬが入力される。たとえば第１参照電圧ＶＨ
は、第２参照電圧ＶＬに比べて高く設定されている。第
１参照電圧ＶＨは、たとえばＶＨ＝Ｖ２×２／３であ
り、第２参照電圧ＶＬは、たとえばＶＬ＝Ｖ２×１／３
である。この場合の比較用の電源Ｖ２は、たとえばＣＰ
Ｕの電源電圧（３．３Ｖ等）である。

【００４８】第１電圧比較器３５０の出力端子からは、
第１比較信号ＲＳ１が判断部３３０の入力部ＩＮ１に入
力される。第２電圧比較器３６０の出力端子からは、第
２比較信号ＲＳ２が判断部３３０の入力部ＩＮ２に入力
される。判断部３３０は、たとえばＣＰＵ（中央処理装
置）を用いることができる。図１３の破線で囲む信号処
理部３００は、すでに述べたように、１チップのＣＰＵ
で構成することも可能である。

【００４９】次に、図１３と図１４を参照しながら、図
４の回転体１２０が第１方向Ｒ１に回転しているかある
いは第２方向Ｒ２に回転しているかを判断するプロセス
について説明する。まず図４の回転体１２０が第１方向
Ｒ１に回転している場合には、磁気検出センサ１５０は
第１検出出力Ｓ１を図１３の受信部３１０に供給する。
受信部３１０に供給された第１検出出力Ｓ１は、図１４
（Ａ）に示している。第１検出出力Ｓ１は、電圧比較部
３２０の第１電圧比較器３５０と第２電圧比較器３６０
のそれぞれの＋入力端子に供給される。そして、第１電
圧比較器３５０は、この第１検出出力Ｓ１と、第１参照
電圧ＶＨと電圧比較を行い、図１４（Ａ）に示す第１比
較信号ＲＳ１を出力する。同様にして第２電圧比較器３
６０は第１検出出力Ｓ１と第２参照電圧ＶＬを電圧比較
して、図１４（Ａ）に示す第２比較信号ＲＳ２を出力す
る。

【００５０】図１４（Ａ）に示すように、回転体１２０
が第１方向Ｒ１に回転している場合には、第１検出出力
Ｓ１の傾き部分２００が第１検出出力Ｓ１の波形の後側
に発生している。この傾き部分２００における第１比較
信号ＲＳ１は第２比較信号ＲＳ２よりも先に立ち下がる
ことから、第１比較信号ＲＳ１と第２比較信号ＲＳ２の
間には時間ｔ２が生じる。判断部３３０が、第１比較信
号ＲＳ１が先に立ち下がり、第２比較信号ＲＳ２が後で
立ち下がる状態を判断することにより、回転体１２０が
第１方向Ｒ１、すなわち正転していることを判断するこ
とができる。

【００５１】一方、図４の回転体１２０が第２方向Ｒ２
に回転している場合には、図１４（Ｂ）のような磁気検
出センサ１５０は第２検出出力Ｓ２を出力する。図１３
の第２検出出力Ｓ２は受信部３１０を通り、第１電圧比
較器３５０の＋入力端子と第２電圧比較器３６０の＋入
力端子に入力される。第２検出出力Ｓ２の傾き部分２１
０は第２検出出力Ｓ２の波形の前側に発生している。第
１電圧比較器３５０は図１４（Ｂ）に示す第２検出出力
Ｓ２と第１参照電圧ＶＨと電圧比較をして第１比較信号
ＲＳ１を出力する。第２電圧比較器３６０は第２検出出
力Ｓ２と第２参照電圧ＶＬを電圧比較して、第２比較信
号ＲＳ２を出力する。図１４（Ｂ）において、第２検出
出力Ｓ２の傾き部分２１０では、第２比較信号ＲＳ２が
第１比較信号ＲＳ１よりも先に立ち上がる。第２比較信
号ＲＳ２と第１比較信号ＲＳ１の立ち上がる際の差の時
間ｔ１が生じる。

【００５２】図１３の判断部３３０は、第２比較信号Ｒ
Ｓ２が先に立ち、第１比較信号ＲＳ１が後に立ち上がる
のを判断することで、回転体１２０が第２方向Ｒ２に回
転すること、すなわち逆転していることを判断すること
ができる。また判断部３３０は、図１４（Ａ）の第１検
出出力Ｓ１の周期Ｔ１を、第１比較信号ＲＳ１と第２比
較信号ＲＳ２の一方または両方の周期Ｔ１を見ること
で、回転体１２０が第１方向Ｒ１に回転する回転スピー
ドを検出することができる。同様にして、判断部３３０
は、図１４（Ｂ）における第２検出出力Ｓ２の周期Ｔ２
あるいは第１比較信号ＲＳ１あるいは第２比較信号ＲＳ
２の周期Ｔ２を見ることで、回転体１２０が第２方向Ｒ
２に回転している場合の回転スピードを判断することが
できる。このような回転体１２０の回転方向及び回転ス
ピードの判断信号ＳＳは図１３に示すようにコンピュー
タ４００に供給される。

【００５３】このように、１つのホール素子のような磁
気検出センサ１５０を用いるとともに、回転体１２０に
複数のマグネット１３０を配置することで、回転体の回
転方向及び回転スピードを検出することができる。そし
てこのような回転検出装置の構成にすることで、回転検
出装置の小型化、すなわち低容積化及び薄型化を図るこ
とができる。また１つの磁気検出センサと回転体を用い
るだけで済むので、部品点数の削減に基づくコストダウ
ン及び回転検出の高信頼性化を図ることができる。

【００５４】以上のようにして、回転体１２０に必要と
する回転方向に沿った必要とする分解能に応じた数のマ
グネット１３０を等間隔で設定するとともに、マグネッ
ト１３０の第１端部と第２端部の傾斜形態を異ならせる
ことにより、たとえば図７と図８に示すような別々の形
状を有する検出出力波形を得ることができる。このこと
から、回転体１２０とマニュアル操作式のフォーカスレ
ンズの回転方向および回転角度（回転量、回転の位置）
および回転スピード等を、図１１の信号処理部３００が
検出することができる。なお、磁気検出センサ１５０と
回転体１２０のマグネット１３０とのギャップは、次の
ような要領で設定する。ギャップが狭すぎるとバラツキ
によりマグネットとセンサが当たる危険性が生じ、広す
ぎると検出しずらくなったり、占有容積が大きくなると
いう問題が生じる。よって、ギャップは０．３ｍｍ〜
０．８ｍｍ程度に設定するのが望ましい。

【００５５】本発明の実施の形態では、従来と異なり１
つの磁気検出センサ１５０を用いるとともに、マグネッ
ト１３０は回転体１２０に埋め込むような形態を取って
いるので、マグネットは回転体から突出していない。こ
のことから、部品点数を減らし、回転検出装置１００と
レンズ鏡筒１８の小型化および低コスト化を図ることが
できる。特に従来のような発光部と受光部を有するセン
サを用いないので、低コスト化が図れる。しかも部品点
数を減らすことができるので、測定の高信頼性を得るこ
とができるとともに低消費電力化も図れる。

【００５６】ところで本発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではない。本実施の形態では、上述したマニュ
アル操作式のフォーカスレンズの回転方向および回転角
度等が回転検出装置１００により検出できるようになっ
ている。しかしこれに限らず回転検出装置１００で回転
検出する対象としては、マニュアル操作式のフォーカス
レンズに限らず、他のものであってもよい。この対象物
としては、たとえばマウスのようなポインティングデバ
イスの位置検出やスピンドルモータの周波数発生（Ｆ
Ｇ）検出等であってもよい。また、レンズ鏡筒はビデオ
カメラレコーダに搭載するものに限らず、他の電子機
器、たとえばデジタルスチルカメラやノート型のコンピ
ュータ、電話、ゲーム機器等のレンズを搭載する機器に
適用することができる。また、ジョグダイヤルのような
回転方向を検出する必要のある入力デバイスにも応用で
きる。また、マグネット１３０は図６（Ｂ）のように回
転体１２０に設けてもよい。マグネット１３０は、図６
（Ｃ）のような形状でもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転検出装置とレンズ鏡筒の小型化及び低コスト化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転検出装置を有するレンズ鏡筒を備
える電子機器の一例を示す斜視図。

【図２】図１の電子機器の後側から見た斜視図。

【図３】レンズ鏡筒の構造例を示す断面図。

【図４】本発明の回転検出装置の好ましい実施の形態を
示す斜視図。

【図５】回転検出装置のマグネット等の形態を示す図。

【図６】回転体に対してマグネットを埋め込んだ構造例
を示す断面図。

【図７】回転体が第１方向に回転した場合の検出出力例
を示す図。

【図８】回転体が第２方向に回転した場合の検出出力例
を示す図。

【図９】本発明の回転体の別の実施の形態を示す図。

【図１０】本発明の回転体のさらに別の実施の形態を示
す図。

【図１１】信号処理系統を示す図。

【図１２】センサが出力する第１検出出力と第２検出出
力の例を示す図。

【図１３】信号処理部の構成例を示す図。

【図１４】回転体が第１方向に回転しているか第２方向
に回転しているのかを判別する例を示す図。

【図１５】従来の回転検出装置を示す斜視図。

【図１６】図１５の回転検出装置のセンサを示す図。

【図１７】従来におけるセンサが出力する波形の例を示
す図。

【符号の説明】

１８・・・レンズ鏡筒、９９・・・サークル、１００・
・・回転検出装置、１２０・・・回転体、１３０・・・
マグネット、１４６・・・マグネットの第１端部、１４
８・・・マグネットの第２端部、１５０・・・磁気検出
センサ、ＯＬ・・・回転中心（光軸）、Ｒ１・・・第１
方向、Ｒ２・・・第２方向

フロントページの続き (72)発明者 遠間 孝顕 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 片岡 安弘 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 2F063 AA35 AA37 BA30 BC02 CA34 DA01 DB07 DD05 GA52 GA68 GA72 GA79 LA02 LA23 MA03 MA05 ZA01

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物を回転する際に回転量と回転の方
   向を検出する回転検出装置であり、 前記対象物を保持して第１方向と前記第１方向とは反対
   の第２方向に回転自在な回転体と、 前記回転体の回転中心を中心とするサークルに沿って所
   定間隔をおいて前記回転体に配列されている複数のマグ
   ネットと、 前記マグネットの磁気を検出する磁気検出センサと、を
   備え、 各前記マグネットの前記第１方向側の端部と各前記マグ
   ネットの前記第２方向側の端部とは傾斜角度が異なるこ
   とを特徴とする回転検出装置。
2. 【請求項２】 各前記マグネットは、同極に着磁されて
   いる請求項１に記載の回転検出装置。
3. 【請求項３】 前記対象物は、レンズ鏡筒に配置されて
   いるマニュアル操作用のフォーカスレンズである請求項
   １に記載の回転検出装置。
4. 【請求項４】 前記マグネットは、プラスチックに磁性
   体を含ませて着磁させたものである請求項１に記載の回
   転検出装置。
5. 【請求項５】 前記マグネットは、ラバーに磁性体を含
   ませて着磁させたものである請求項１に記載の回転検出
   装置。
6. 【請求項６】 前記マグネットは、焼結マグネットであ
   る請求項１に記載の回転検出装置。
7. 【請求項７】 前記回転体には凹部が形成されており、
   前記凹部には液状のマグネットを入れて固めた後に着磁
   することで前記マグネットが形成されている請求項１に
   記載の回転検出装置。
8. 【請求項８】 各前記マグネットの前記第１方向側の端
   部は前記サークルの接線に対して直角であり、各前記マ
   グネットの前記第２方向側の端部は前記サークルの接線
   に対して傾斜している請求項１に記載の回転検出装置。
9. 【請求項９】 前記磁気検出センサは、前記マグネット
   の磁力を電位に変換し、前記磁気検出センサが検出する
   各前記マグネットの前記第１方向側の端部での電位と、
   前記磁気検出センサが検出する各前記マグネットの前記
   第２方向側の端部での電位の違いにより前記回転体の回
   転方向を検出する信号処理部を有する請求項１に記載の
   回転検出装置。
10. 【請求項１０】 前記信号処理部は、 前記回転体が前記第１方向に回転する際に前記磁気検出
    センサが出力する第１検出出力、あるいは前記回転体が
    前記第２方向に回転する際に前記磁気検出センサが出力
    する第２検出出力を受けて、前記マグネットの前記第２
    方向側の端部に対応する前記第１検出出力の傾き部分で
    あるかあるいは前記マグネットの前記第２方向側の端部
    に対応する前記第２検出出力の傾き部分であるかを検出
    するための電圧比較部と、 前記電圧比較部からの比較信号に基づいて前記回転体が
    前記第１方向に回転しているかあるいは前記第２方向に
    回転しているかを判断する判断部と、を有する請求項１
    に記載の回転検出装置。
11. 【請求項１１】 前記電圧比較部は、前記第１検出出力
    と前記第２検出出力を受ける第１電圧比較器と第２電圧
    比較器を有し、 前記第１電圧比較器には前記第１検出出力の傾き部分あ
    るいは前記第２検出出力の傾き部分と電圧比較するため
    の第１参照電圧を与え、前記第２電圧比較器には前記第
    １検出出力の傾き部分あるいは前記第２検出出力の傾き
    部分と電圧比較するための第２参照電圧を与え、 前記第１電圧比較器の第１参照電圧は、前記第２電圧比
    較器の第２参照電圧よりも高い請求項１０に記載の回転
    検出装置。
12. 【請求項１２】 前記第１電圧比較器が出力する前記第
    １比較信号の周期または前記第２電圧比較器が出力する
    前記第２比較信号の周期により前記回転体の回転スピー
    ドを検出する請求項１１に記載の回転検出装置。
13. 【請求項１３】 前記磁気検出センサはホール素子であ
    る請求項１０に記載の回転検出装置。
14. 【請求項１４】 レンズを回転する際に回転量と回転の
    方向を検出する回転検出装置を有するレンズ鏡筒であ
    り、 前記回転検出装置は、 前記レンズを保持して第１方向と前記第１方向とは反対
    の第２方向に回転自在な回転体と、 前記回転体の回転中心を中心とするサークルに沿って所
    定間隔をおいて前記回転体に配列されている複数のマグ
    ネットと、 前記マグネットの磁気を検出する磁気検出センサと、を
    備え、 各前記マグネットの前記第１方向側の端部と各前記マグ
    ネットの前記第２方向側の端部とは傾斜角度が異なるこ
    とを特徴とする回転検出装置を有するレンズ鏡筒。
15. 【請求項１５】 各前記マグネットは、同極に着磁され
    ている請求項１４に記載の回転検出装置を有するレンズ
    鏡筒。
16. 【請求項１６】 各前記マグネットの前記第１方向側の
    端部は前記サークルの接線に対して直角であり、各前記
    マグネットの前記第２方向側の端部は前記サークルの接
    線に対して傾斜している請求項１４に記載の回転検出装
    置を有するレンズ鏡筒。
17. 【請求項１７】 前記信号処理部は、 前記回転体が前記第１方向に回転する際に前記磁気検出
    センサが出力する第１検出出力、あるいは前記回転体が
    前記第２方向に回転する際に前記磁気検出センサが出力
    する第２検出出力を受けて、前記マグネットの前記第２
    方向側の端部に対応する前記第１検出出力の傾き部分で
    あるかあるいは前記マグネットの前記第２方向側の端部
    に対応する前記第２検出出力の傾き部分であるかを検出
    するための電圧比較部と、 前記電圧比較部からの比較信号に基づいて前記回転体が
    前記第１方向に回転しているかあるいは前記第２方向に
    回転しているかを判断する判断部と、を有する請求項１
    ４に記載の回転検出装置を有するレンズ鏡筒。
18. 【請求項１８】 前記電圧比較部は、前記第１検出出力
    と前記第２検出出力を受ける第１電圧比較器と第２電圧
    比較器を有し、 前記第１電圧比較器には前記第１検出出力の傾き部分あ
    るいは前記第２検出出力の傾き部分と電圧比較するため
    の第１参照電圧を与え、前記第２電圧比較器には前記第
    １検出出力の傾き部分あるいは前記第２検出出力の傾き
    部分と電圧比較するための第２参照電圧を与え、 前記第１電圧比較器の第１参照電圧は、前記第２電圧比
    較器の第２参照電圧よりも高い請求項１７に記載の回転
    検出装置を有するレンズ鏡筒。
19. 【請求項１９】 前記第１電圧比較器が出力する前記第
    １比較信号または前記第２電圧比較器が出力する前記第
    ２比較信号の周期により前記回転体の回転スピードを検
    出する請求項１８に記載の回転検出装置を有するレンズ
    鏡筒。
20. 【請求項２０】 前記磁気検出センサはホール素子であ
    る請求項１４に記載の回転検出装置を有するレンズ鏡
    筒。