JP2010139761A - レンズ位置検出装置及びレンズ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトな構成でレンズの絶対位置を高精度に検出することができ、比較的大きな移動量にも対応した広い検出範囲を実現することができるレンズ位置検出装置及びこれを適用したレンズ装置を提供する。
【解決手段】レンズ枠(124)又は該レンズ枠の移動に連動する可動部に設けた第１のシートコイル(171)と、これに対面する第２のシートコイル(172)のいずれか一方を励磁コイル、他方を検出コイルとし、レンズ枠(124)の移動に伴い第１のシートコイル(171)が第２のシートコイル(172)との対面距離を保って移動することにより、当該移動位置に応じて検出コイルから出力される電気信号に基づきレンズの位置を検出する。また、レンズ枠(124)を光軸方向に案内するガイドバー(130)を利用して第１のシートコイル(171)の信号線を外部に取り出す。
【選択図】図４

Description

本発明はレンズ位置検出装置及びレンズ装置に係り、特に焦点調節または変倍機構を有するレンズ装置における可動レンズの位置検出に好適な位置検出技術及びこれを適用したレンズ装置に関する。

従来、レンズ位置を検出する手段として、レンズ駆動用モータの出力軸または動力伝達ギアの回転数を検出する方式が知られている（特許文献１）。この方式は、回転部に取り付けた円盤状のスリット板とフォトインタラプタによりパルス信号を発生させ、このパル数をカウントすることによりレンズ位置を検出する構成である。

しかし、当該方式は、移動対象であるレンズの位置を直接検出するものではなく、駆動機構の回転量から間接的にレンズの位置を把握するものであり、動力伝達系に多数のギアが存在するためバックラッシ等の機構的要因により高精度の検出が難しい。

また、他の検出手段として、レンズ鏡胴の固定枠部に発光素子と受光素子を配置する一方、移動枠部に回折格子を配置してパルス信号を発生させ、このパルス数をカウントする構成も提案されている（特許文献２）。

しかし、同文献２に記載の方式は、光学式であるため塵埃等の影響を受けやすく信頼性に欠けるとともに、回折格子の加工精度が検出精度に大きく影響し、高精度の検出を実現するための回折格子の製造が困難である。

更に、特許文献１、２に記載の方式はいずれも、パルス数のカウントによる相対的な位置検出であるため、絶対位置を検出するためには、一度、原点復帰を行う必要がある。或いはまた、絶対位置を検出するために、別途、絶対位置を検出するための機構が必要であり、小型化、低コスト化に不利である。

かかる課題に対し、平面インダクタ部材と導電部材との対面距離を変化させる構成により平面インダクタ部材から得られる電気信号の変化からレンズ位置を検出する方式が提案されている（特許文献３）。
特開平１−２１７４０８号公報 特開平２−７７７０８号公報 特許第４１２９４１１号公報

しかしながら、特許文献３に記載の方式は、平面インダクタ部材と導電部材との対面距離が大きくなるにつれて急激に信号が小さくなるため（同文献３の段落［００１７］及び図５参照）、レンズ位置を検出できる範囲が狭く、位置が遠くなると検出精度が悪くなるという問題がある。かかる欠点に対して、特許文献３では、複数の平面インダクタ部材を用いることで検出範囲を拡張する構成が開示されているものの、平面インダクタ部材の個数が増えて検出部の構成が複雑になる上、拡張できる範囲も２〜３倍程度であり、例えば、テレビカメラ用のレンズ装置などレンズ移動量が数十ミリというオーダーの移動量に対して検出範囲を確保することは実際に困難である。

また、特許文献３に記載の技術以外にレンズの位置を非接触で検出する手段として、磁気抵抗素子（ＭＲセンサ）を用いる態様も知られている。しかしながら、ＭＲセンサはマグネットとセンサ間のギャップが短く、両者を近接して配置（概ね１００μｍ程度の距離内に配置）する必要があるため、配置する場所が限定される。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、コンパクトな構成でレンズの絶対位置を高精度に検出することができ、比較的大きな移動量にも対応した広い検出範囲を実現することができるレンズ位置検出装置及びこれを適用したレンズ装置を提供することを目的とする。

本発明は前記目的を達成するために、固定枠に対し移動可能なレンズの位置を検出するレンズ位置検出装置であって、前記レンズを保持するレンズ枠又は該レンズ枠の移動に連動する可動部に設けられた第１のシートコイルと、前記第１のシートコイルに対向し、所定の対面距離を隔てて配置される第２のシートコイルと、前記第１のシートコイル及び前記第２のシートコイルのいずれか一方を励磁コイル、他方を検出コイルとし、前記励磁コイルに励磁信号を与える励磁回路と、前記レンズ枠の移動に伴い前記第１のシートコイルが前記第２のシートコイルとの対面距離を保って前記第２のシートコイルに平行な面内で移動することにより、当該移動位置に応じて前記検出コイルから出力される電気信号により前記レンズの位置を検出する信号処理回路と、前記固定枠に固定され、前記レンズ枠を摺動自在に支持するガイドバーと、を備え、前記ガイドバーの少なくとも一部は導体で構成され、前記ガイドバーを介して前記励磁信号又は前記電気信号が伝達されることを特徴とする。

本発明によれば、平面状のコイル（シートコイル）を用い、コイル面間の距離を変えずに、レゾルバの原理によってレンズ位置を検出するため、検出部の薄型化、小型化が可能であり、レンズの絶対位置を高精度に検出することができる。また、コイルの長さの設計によって広い検出範囲にも対応することができる。更に、本発明によれば、レンズ枠などの可動部に設けられる第１のシートコイルの信号線を、固定枠に取り付けられているガイドバーを利用して取り出す構成としているため、配線構造の簡略化を達成できる。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

＜検出装置の原理＞
図１は、本発明の実施形態に係るレンズ位置検出装置における検出部の構成例を示す図である。ここでは、平面状のシートコイル１０、２０を利用したリニアタイプのレゾルバ３０を例に説明する。図示のレゾルバ３０は、一次側の励磁コイル３２と、二次側の検出コイル３６の対から構成される。一次側の励磁コイル３２は、第１の励磁信号（sin波）を入力する第１励磁コイルパターン３２Ａと、第２の励磁信号（cos波）を入力する第２励磁コイルパターン３２Ｂとを有し、両者は互いに絶縁されている。

第１励磁コイルパターン３２Ａと第２励磁コイルパターン３２Ｂは、それぞれ図１のように、矩形のつづら折り（メアンダ）状導体パターンからなり、両者のコイルパターンにおける折り返しピッチは等しく、両者は互いに電気角で９０°位相を異ならせた空間的な位置関係で配置されている。

この励磁コイル３２に対向して配置される二次側の検出コイル３６は、一次側の第１励磁コイルパターン３２Ａ（又は第２励磁コイルパターン３２Ｂ）と同様に、矩形のつづら折り（メアンダ）状導体パターンからなり、折り返しピッチも励磁コイルパターン３２Ａ、３２Ｂと同等である。

励磁コイル３２に励磁信号を与えることにより、コイル面の垂直方向に折り返しピッチを反映した正負の磁界が発生し、検出コイル３６と鎖交する磁束の変化に応じて検出コイル３６から出力信号が得られる。

検出コイル３６と励磁コイル３２は、一定の対面距離ｄを隔てて対向配置され、この対面距離ｄを保ったまま、両者が面方向（図１の矢印Ｈで示す直進方向）に相対移動することにより、その位置関係に対応した変位量（図中のθ）に応じて、二次側の検出信号の位相が変化する。

第１励磁コイルパターン３２Ａに励磁波Ｖ１＝Ａ・sin(ωｔ)を入力し、第２励磁コイルパターン３２Ｂに励磁波Ｖ２＝Ａ・cos（ωｔ）を入力すると、検出コイル３６に誘起される二次側信号Ｅは、変位量θに相当する回転角に応じてＥ＝ａ・sin（ωｔ±θ）の信号が得られる。

本例では、励磁信号（Ｖ１）により高周波信号を振幅変調し、かつ当該高周波信号の極性を励磁信号の極性反転位置で反転させた変調信号（Ｖ１を包絡線とする高周波励磁信号）Ｖ１’＝Ａsin(ωｔ)×sin（ｎ・ωｔ）を第１励磁コイルパターン３２Ａに入力させる。また、第２励磁コイルパターン３２Ｂには、励磁信号（Ｖ２）により高周波信号を振幅変調し、かつ当該高周波信号の極性を励磁信号の極性反転位置で反転させた変調信号（Ｖ２を包絡線とする高周波励磁信号）高周波励磁信号Ｖ２’＝Ａcos(ωｔ)×sin（ｎ・ωｔ）を入力させる。

検出コイル３６に誘起される電圧信号を復調することにより、励磁コイル３２に対する検出コイル３６の変位量θに相当する位相差を求めることができる。

このように変調した高周波励磁を利用する２相励磁１相検出方式の原理及び回路構成については、特許第３０４７２３１号の明細書に記載されている。

なお、レゾルバの原理から１相励磁２相検出方式も可能であり（例えば、特開平８−２９２０６６号公報参照）、本発明の実施に際しては、対向して配置されるコイルの役割について入れ替えが可能である。

＜レンズ装置の構成例＞
図２は、レンズ装置１１０の構成例を示す断面図である。図２は、インナフォーカスタイプのズームレンズ装置のレンズ鏡胴１１２を、光軸Ｐを含む垂直面で切断した断面図である。このレンズ装置１１０は光軸Ｐ上に前部から順に、前置固定レンズ１１４、バリエータレンズ１１６、コンペンセータレンズ１１８、絞り１１９、マスターレンズ１２０が配設されている。なお、各レンズは１枚又は複数枚のレンズを組み合わせたレンズ群によって構成される。

バリエータレンズ１１６は枠体（「レンズ枠」に相当）１２４に保持されており、該枠体１２４は、レンズ鏡胴１１２（「固定枠」に相当）に固定されたガイドバー１３０、１３２に摺動自在に支持されている。

同様に、コンペンセータレンズ１１８は、枠体（「レンズ枠」に相当）１２６に保持されており、該枠体１２６は、ガイドバー１３０、１３２に摺動自在に支持されている。

かかる構成により、バリエータレンズ１１６とコンペンセータレンズ１１８は、ガイドバー１３０、１３２に案内され、光軸Ｐ方向に沿って前後に移動可能である。このバリエータレンズ１１６とコンペンセータレンズ１１８の移動によってズーム駆動とフォーカス駆動が行われ、ズーム駆動時にはバリエータレンズ１１６とコンペンセータレンズ１１８とが所定の光学的関係を保ちながら移動し、フォーカス駆動時にはコンペンセータレンズ１１８が合焦位置まで移動する。

図３は、本実施形態におけるレンズ移動機構の構造を示している。ここでは、バリエータレンズ１１６の移動機構を例示するがコンペンセータレンズ１１８についても同様の構成を適用できる。なお、前置固定レンズ１１４に変えて、光軸Ｐに沿って前後移動可能なフォーカスレンズを配置する態様も可能であり、かかる態様における移動フォーカスレンズの移動機構についても図３と同様の構成を適用できる。

図３において、バリエータレンズ１１６の枠体１２４はレンズ鏡胴１１２内でガイドバー１３０を介して光軸方向に移動可能となっている。レンズ鏡胴１１２の外側のフレーム１３８には、リードスクリュウ１４０がガイドバー１３０と平行に配設され、このリードスクリュウ１４０はステッピングモータ１４２とギア１４４、１４６を介して連結されている。リードスクリュウ１４０には、連結枠１４８がねじカラー１５０を介して螺合し、この連結枠１４８に一対の保持片１５２、１５２が形成されている。

保持片１５２、１５２間には、枠体１２４からの突片１５４が挟持され、従ってリードスクリュウ１４０がステッピングモータ１４２によって回転されると、連結枠１４８と共に支持枠１２４は光軸Ｐに沿って移動する。

ねじカラー１５０とばね受け１５６との間には、コイルばね１５８が配設され、このコイルばね１５８は連結枠１４８を図３上で左方向に付勢して連結枠１４８とリードスクリュウ１４０との螺合部のバックラッシュを除去する。なお、ばね受け１５６は図３に示すようにリードスクリュウ１４０に螺合すると共に回り止めがなされている。

図３の構成によれば、ステッピングモータ１４２が所定のパルス量に基づいて回転すると、ギア１４４、１４６を介してリードスクリュウ１４０が回転する。リードスクリュウ１４０が回転すると、これに螺合する連結枠１４８が移動し、これに伴ってバリエータレンズ１１６の枠体１２４が移動する。この時、コイルばね１５８は連結枠１４８とリードスクリュウ１４０に螺合するばね受け１５６との間に配置されているので、連結枠１４８と共に移動し、レンズ位置にかかわらずコイルばね１５８の反撥力は変化しない。

上記のようなレンズ装置１１０における移動レンズ（本例ではバリエータレンズ１１６、コンペンセータレンズ１１８の少なくとも１つ）について、レンズ位置を検出する手段として、図１で説明したレゾルバ３０を適用する。

＜取付例＞
図４は、レゾルバ３０の取り付け例を示す要部構成図である。図４において、符号１１２は、固定枠に相当するレンズ鏡胴の本体（以下、必要に応じて「固定鏡胴」という。）、符号１２４はバリエータレンズ１１６の枠体である。ここでは、バリエータレンズ１１６の位置を検出する手段を例に説明するが、他の移動レンズ（図２のコンペンセータレンズ１１８等）についても同様の構成を採用し得る。

図４のように、枠体１２４の外周面に、リニア（直動）タイプのレゾルバ３０を構成する第１シートコイル１７１（例えば、図１の符号１０に相当）を取り付け、これと対向する固定鏡胴１１２の内周面１１２Ｂに第２シートコイル１７２（図１の符号２０に相当）を取り付ける。なお、どちらのシートコイルを励磁側（一次側）、検出側（二次側）とする構成も可能であるが、図１の例において、励磁側は２相の励磁巻線となるため配線の関係上、移動する枠体１２４に検出側（二次側）のシートコイルを取り付ける態様が好ましい。

図４では、枠体１２４に取り付けた第１シートコイル１７１から検出信号を取り出す手段としてガイドバー１３０を利用している。ガイドバー１３０は、枠体１２４を光軸に沿って前後移動自在に案内する棒状の部材であり、固定鏡胴１１２のガイドバー固定部１７４に取り付けられている。

また、枠体１２４側にはガイドバー１３０と摺動自在に係合する係合部１７６が設けられている。係合部１７６のガイド孔１７７にガイドバー１３０が挿入されており、ガイドバー１３０に沿って枠体１２４が移動する。

本例のガイドバー１３０は、第１シートコイル１７１の信号線を取り出すための配線手段として兼用され、少なくとも表面の一部が導体で構成される。ガイドバー１３０の全体を導電性材料で形成する態様も可能であるし、ガイドバー１３０の一部を導体で構成してもよい。

ここでは、１本のガイドバー１３０によって２本の信号線を外部に取り出すために、ガイドバー１３０の外周面に、互いに独立した（絶縁された）２本の導電部１８２が形成されている。例えば、図５に示すように、絶縁体材料で構成したシャフト部材１８０の表面にめっきを行うことにより、真ん中の絶縁体部分を挟んで左右両側に互いに絶縁された２本の導電部１８２、１８４を形成することができる。

一方、第１シートコイル１７１が取り付けられている枠体１２４の周面には、第１シートコイル１７１に繋がる配線部材としての信号伝達用の配線１９２、１９４がパターニングされており、その端部にはガイドバー１３０の導電部１８２、１８４に当接する摺動端子１９６、１９８が設けられている。摺動端子１９６、１９８は、湾曲したカギ形状によりばね弾性を有し、ガイドバー１３０の周面に形成された導電部１８２、１８４に向けて付勢され、摺動接点の接触が確保される。

摺動端子１９６、１９８は、ガイドバー１３０の導電部１８２、１８４に左右両側から当接し、枠体１２４の移動に伴い各摺動端子１９６、１９８は、導電部１８２、１８４と接触を維持しつつ、導電部１８２、１８４の上を滑り移動する。

ガイドバー１３０は、固定鏡胴１１２に固定されているため、ガイドバー１３０の導電部１８２、１８４を経由して外部に信号を取り出すことは容易である。

ガイドバー１３０の導電部１８２、１８４から先の電気配線については、図示しないが、電線（ケーブル）を用いる態様、導電性パターンを用いる態様、或いは、これらの組合せなど、適宜の構成を採用できる。

また、図４では、枠体１２４の外周面に配線１９２、１９４のパターンを直接形成する態様を説明したが、これに代えて、配線部材としての電線を枠体１２４に固着する態様も可能である。ただし、信頼性や製造工程の容易性などを考慮すると、枠体１２４の周面に直接導電性パターンを形成する態様が好ましい。或いはまた、枠体１２４の内部に配線１９２、１９４のパターンを埋込形成する態様も可能である。

本実施形態によれば、枠体１２４とともに移動する第１シートコイル１７１によって、レンズの位置を直接的に検出することができ、バックラッシ等の要因を排除した高精度の位置検出が可能である。

また、本実施形態によれば、可動部である枠体１２４に取り付けられた第１シートコイル１７１の信号線の引き回しが不要であり、配線構造の簡略化及び小型化を達成できる。更に、本実施形態によれば、レンズ装置におけるレンズ移動機構の構成部材として存在するガイドバーを電気接続のための配線手段として利用するため、特別な構造を追加する必要もなく、信号線の取り出しが可能である。

＜変形例１＞
図４、図５では、１つのガイドバー１３０から２本の信号線を取り出す態様を説明したが、１本のガイドバー１３０から更に多数の信号線を取り出すこともできる。また、１本のガイドバーについて１つの信号線を取り出すという態様も可能であり、この場合、ガイドバー自体を導電部材で形成することも可能である。

レンズ装置の構成によっては、ガイドバーを２本、３本、或いはそれ以上具備する形態もあり、このように複数本のガイドバーを備える態様において、各ガイドバーから信号線を取り出すように構成することが可能である。

＜変形例２＞
図４では、移動レンズを保持するレンズ枠（例えば、枠体１２４）に第１シートコイル１７１を設けて、レンズ枠の位置（すなわち、レンズの位置）を直接的に検出する構成を説明したが、レンズ枠の移動に連動する可動部、例えば、カム筒、ギアなどにレゾルバ３０と同様の構成を適用することが可能である。

また、レンズ鏡胴内にレゾルバ３０を配置する態様に限らず、レンズ鏡胴内のレンズを移動させる駆動部が鏡胴の外部に配置され、ベルト、ギアその他の動力伝達機構を利用してレンズを移動させる形態の場合、鏡胴外部の動力伝達機構の可動部にレゾルバ３０と同様の構成を適用することが可能である。

＜変形例３＞
平面状のコイルパターンの形態は、メアンダ形状に限らず、スパイラル形状でもよい。

＜レンズ装置のブロック図＞
図６は、レンズ装置１１０の回路構成の例を示すブロック図である。

同図における二相の励磁コイル４０２、４０４は、図１で説明した符号３２Ａ、３２Ｂに相当する。また、図６における検出コイル４０６は、図１で説明した符号３６に相当し、図２で説明したバリエータレンズ１１６などの移動レンズの枠体１２４や、これに連動するカム筒、ギア、その他の可動部４０８に取り付けられる。

図６に示したように、二相の励磁コイル４０２、４０４は、それぞれ励磁回路４１２、４１４から励磁信号が入力される。励磁回路４１２、４１４の詳細な構成は図示しないが、例えば、特許第３０４７２３１号に開示されているように、発振回路、カウンタパルス回路、高周波信号生成回路、励磁信号生成回路、極性反転回路、変調回路等を含んで構成される。

励磁回路４１２、４１４が搭載される検出回路部４２０には、検出コイル４０６から出力される電気信号を処理する信号処理回路４３０が含まれている。信号処理回路４３０の詳細な構成は図示しないが、信号処理回路４３０は変調信号を復調して検出信号を得る復調回路と、復調された検出信号から、検出コイル４０６と励磁コイル４０２、４０４の相対位置（変位量、回転角度）を検出してレンズの位置情報を出力する位置演算回路を含む。

信号処理回路４３０で得られた位置情報はレンズ位置制御回路４４０に通知され、レンズ位置制御回路４４０はこの位置情報からレンズの現在位置（絶対位置）を把握する。

レンズ位置制御回路４４０は、駆動回路４４２を制御し、モータ４４４の駆動によって移動レンズ（例えば、図２で説明したバリエータレンズ１１６、コンペンセータレンズ１１８など）を移動させる。

レンズ位置制御回路４４０は、信号処理回路４３０から取得する位置情報に基づいて、モータ４４４を自動制御することができ、オートフォーカス制御やオートズーム制御が可能である。また、レンズ位置制御回路４４０は、不図示の表示部にレンズ位置の情報を表示させることができる。

＜本実施形態の他の利点について＞
上述した実施形態によれば、以下のような利点がある。

［１］従来のポテンショメータやフォトインタラプタなどの位置検出器が不要となり、省スペース化を図ることができる。

［２］レンズの絶対位置を検出することができる。

［３］磁気を利用した検出のため、光学式に比べて、ゴミ等の影響によるノイズが少なく、信頼性が高い。

［４］コイル間の対面距離が不変であるため検出信号が安定しており、高精度の検出が可能である。

［５］直進方向の位置（変位）検出、回転方向の位置（角度）検出のいずれの形態も設計可能であり、コイル長の設計により検出範囲の拡張も容易である。

［６］コイルのプリントパターン化により、微細化が可能であり、小型化、高分解能化、低コスト化が可能である。

［７］励磁コイル及び検出コイルに変調信号による高周波電流が流れるため、平面状のシートコイル（巻数の少ないコイル）でも十分な検出信号が得られる。

［８］温度の変化に対して検出信号の変動が少なく、安定した検出が可能である。

［９］検出回路のＩＣ化により、回路の小型化が可能である。

＜付記＞
上記に詳述した実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。

（発明１）：固定枠に対し移動可能なレンズの位置を検出するレンズ位置検出装置であって、前記レンズを保持するレンズ枠又は該レンズ枠の移動に連動する可動部に設けられた第１のシートコイルと、前記第１のシートコイルに対向し、所定の対面距離を隔てて配置される第２のシートコイルと、前記第１のシートコイル及び前記第２のシートコイルのいずれか一方を励磁コイル、他方を検出コイルとし、前記励磁コイルに励磁信号を与える励磁回路と、前記レンズ枠の移動に伴い前記第１のシートコイルが前記第２のシートコイルとの対面距離を保って前記第２のシートコイルに平行な面内で移動することにより、当該移動位置に応じて前記検出コイルから出力される電気信号により前記レンズの位置を検出する信号処理回路と、前記固定枠に固定され、前記レンズ枠を摺動自在に支持するガイドバーと、を備え、前記ガイドバーの少なくとも一部は導体で構成され、前記ガイドバーを介して前記励磁信号又は前記電気信号が伝達されることを特徴とするレンズ位置検出装置。

（発明２）：発明１に記載のレンズ位置検出装置において、前記第１のシートコイル及び前記第２のシートコイルのいずれか一方は、電気角で９０°位相を異ならせた空間位置に形成された第１のコイルパターンと第２のコイルパターンとを有する二相のコイルであり、他方のシートコイルは、第３のコイルパターンが形成された一相のコイルであることを特徴とするレンズ位置検出装置。

二相励磁一相検出方式を採用することも可能であるし、一相励磁二相検出方式を採用することも可能である。

（発明３）：発明２に記載のレンズ位置検出装置において、前記二相のコイルを前記励磁コイルとして用い、前記一相のコイルを前記検出コイルとして用いることを特徴とするレンズ位置検出装置。

（発明４）：発明２又は３に記載のレンズ位置検出装置において、前記第１のシートコイルが前記一相のコイルであり、前記第２のシートコイルが前記二相のコイルであることを特徴とするレンズ位置検出装置。

電気的接続を得るための配線数などを考慮すると、固定部に二相のコイルを配置し、可動部に一相のコイルを配置する形態が好ましい。

（発明５）：発明１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ位置検出装置において、前記ガイドバーの表面に前記導体としての導電部が形成される一方、前記レンズ枠には前記第１のシートコイルに繋がる配線部材と摺動端子が設けられ、前記ガイドバーに形成された前記導電部に前記摺動端子が摺接する構成であることを特徴とするレンズ位置検出装置。

かかる態様によれば、ガイドバーの表面の導電部に接触する摺動接点によって電気的接続を確保することができ、第１のシートコイルの信号線を固定部のガイドバーを経由して外部に取り出すことができる。

（発明６）：発明５に記載のレンズ位置検出装置において、前記ガイドバーには互いに絶縁された複数の前記導電部が形成される一方、前記レンズ枠には前記第１のシートコイルに繋がる複数本の前記配線部材と、これら各配線部材に対応した複数の前記摺動端子が設けられ、前記ガイドバーに形成された前記複数の導電部に、前記複数の摺動端子がそれぞれ摺接する構成であることを特徴とするレンズ位置検出装置。

かかる態様によれば、１本のガイドバーで複数本の信号線を取り出すことが可能である。

（発明７）：レンズを保持するレンズ枠と、前記レンズ枠を移動自在に支持する固定枠と、前記レンズ枠を移動させる駆動機構と、前記レンズ枠又は該レンズ枠の移動に連動する可動部に設けられた第１のシートコイルと、前記第１のシートコイルに対向し、所定の対面距離を隔てて配置される第２のシートコイルと、前記第１のシートコイル及び前記第２のシートコイルのいずれか一方を励磁コイル、他方を検出コイルとし、前記励磁コイルに励磁信号を与える励磁回路と、前記レンズ枠の移動に伴い前記第１のシートコイルが前記第２のシートコイルとの対面距離を保って前記第２のシートコイルに平行な面内で移動することにより、当該移動位置に応じて前記検出コイルから出力される電気信号により前記レンズの位置を検出する信号処理回路と、前記固定枠に固定され、前記レンズ枠を摺動自在に支持するガイドバーと、を備え、前記ガイドバーの少なくとも一部は導体で構成され、前記ガイドバーを介して前記励磁信号又は前記電気信号が伝達されることを特徴とするレンズ装置。

本発明によれば、コンパクトな構成でレンズの絶対位置を高精度に検出することができる信頼性の高いレンズ装置を実現できる。なお、本発明はテレビカメラ用のレンズ装置、ビデオカメラ用のレンズ装置、写真カメラ用のレンズ装置など、様々なレンズ装置に適用可能である。

（発明８）：発明７に記載のレンズ装置において、前記レンズ枠は前記ガイドバーに沿って光軸方向に移動可能であり、前記第１のシートコイルは、前記レンズ枠の外周面に設けられ、前記第２のシートコイルは、前記固定枠に設けられることを特徴とするレンズ装置。

レンズ枠の位置を直接的に検出することにより、バックラッシ等の要因を排除した高精度の位置検出が可能である。

本発明の実施形態に係るレンズ位置検出装置における検出部の構成例を示す斜視図 レンズ装置の構成例を示す断面図 レンズ移動機構の要部を示す半断面図 レゾルバの取付方法の例を示す要部構成図 ガイドバーの部分拡大図 二相励磁一相検出方式のレンズ位置検出装置を適用したレンズ装置の回路構成例を示すブロック図

符号の説明

１０…シートコイル、２０…シートコイル、３０…レゾルバ、３２…励磁コイル、３２Ａ…第１励磁コイルパターン、３２Ｂ…第２励磁コイルパターン、３６…検出コイル、１１０…レンズ装置、１１２…レンズ鏡胴（固定鏡胴）、１１６…バリエータレンズ、１１８…コンペンセータレンズ、１２４…枠体、１２６…枠体、１３０…ガイドバー、１７１…第１シートコイル、１７２…第２シートコイル、１８２，１８４…導電部、１９２，１９４…配線、１９６，１９８…摺動端子

Claims (8)

1. 固定枠に対し移動可能なレンズの位置を検出するレンズ位置検出装置であって、
   前記レンズを保持するレンズ枠又は該レンズ枠の移動に連動する可動部に設けられた第１のシートコイルと、
   前記第１のシートコイルに対向し、所定の対面距離を隔てて配置される第２のシートコイルと、
   前記第１のシートコイル及び前記第２のシートコイルのいずれか一方を励磁コイル、他方を検出コイルとし、前記励磁コイルに励磁信号を与える励磁回路と、
   前記レンズ枠の移動に伴い前記第１のシートコイルが前記第２のシートコイルとの対面距離を保って前記第２のシートコイルに平行な面内で移動することにより、当該移動位置に応じて前記検出コイルから出力される電気信号により前記レンズの位置を検出する信号処理回路と、
   前記固定枠に固定され、前記レンズ枠を摺動自在に支持するガイドバーと、
   を備え、
   前記ガイドバーの少なくとも一部は導体で構成され、前記ガイドバーを介して前記励磁信号又は前記電気信号が伝達されることを特徴とするレンズ位置検出装置。
2. 請求項１に記載のレンズ位置検出装置において、
   前記第１のシートコイル及び前記第２のシートコイルのいずれか一方は、電気角で９０°位相を異ならせた空間位置に形成された第１のコイルパターンと第２のコイルパターンとを有する二相のコイルであり、
   他方のシートコイルは、第３のコイルパターンが形成された一相のコイルであることを特徴とするレンズ位置検出装置。
3. 請求項２に記載のレンズ位置検出装置において、
   前記二相のコイルを前記励磁コイルとして用い、前記一相のコイルを前記検出コイルとして用いることを特徴とするレンズ位置検出装置。
4. 請求項２又は３に記載のレンズ位置検出装置において、
   前記第１のシートコイルが前記一相のコイルであり、
   前記第２のシートコイルが前記二相のコイルであることを特徴とするレンズ位置検出装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ位置検出装置において、
   前記ガイドバーの表面に前記導体としての導電部が形成される一方、
   前記レンズ枠には前記第１のシートコイルに繋がる配線部材と摺動端子が設けられ、
   前記ガイドバーに形成された前記導電部に前記摺動端子が摺接する構成であることを特徴とするレンズ位置検出装置。
6. 請求項５に記載のレンズ位置検出装置において、
   前記ガイドバーには互いに絶縁された複数の前記導電部が形成される一方、
   前記レンズ枠には前記第１のシートコイルに繋がる複数本の前記配線部材と、これら各配線部材に対応した複数の前記摺動端子が設けられ、
   前記ガイドバーに形成された前記複数の導電部に、前記複数の摺動端子がそれぞれ摺接する構成であることを特徴とするレンズ位置検出装置。
7. レンズを保持するレンズ枠と、
   前記レンズ枠を移動自在に支持する固定枠と、
   前記レンズ枠を移動させる駆動機構と、
   前記レンズ枠又は該レンズ枠の移動に連動する可動部に設けられた第１のシートコイルと、
   前記第１のシートコイルに対向し、所定の対面距離を隔てて配置される第２のシートコイルと、
   前記第１のシートコイル及び前記第２のシートコイルのいずれか一方を励磁コイル、他方を検出コイルとし、前記励磁コイルに励磁信号を与える励磁回路と、
   前記レンズ枠の移動に伴い前記第１のシートコイルが前記第２のシートコイルとの対面距離を保って前記第２のシートコイルに平行な面内で移動することにより、当該移動位置に応じて前記検出コイルから出力される電気信号により前記レンズの位置を検出する信号処理回路と、
   前記固定枠に固定され、前記レンズ枠を摺動自在に支持するガイドバーと、
   を備え、
   前記ガイドバーの少なくとも一部は導体で構成され、前記ガイドバーを介して前記励磁信号又は前記電気信号が伝達されることを特徴とするレンズ装置。
8. 請求項７に記載のレンズ装置において、
   前記レンズ枠は前記ガイドバーに沿って光軸方向に移動可能であり、
   前記第１のシートコイルは、前記レンズ枠の外周面に設けられ、
   前記第２のシートコイルは、前記固定枠に設けられることを特徴とするレンズ装置。

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