JP2010151986A - Lens position detecting device and lens device - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a lens position detection apparatus and a lens apparatus, and more particularly to a position detection technique suitable for position detection of a movable lens in a lens apparatus having a focus adjustment or a magnification changing mechanism and a lens apparatus to which the position detection technique is applied.
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、このパルス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。 Conventionally, as a means for detecting a lens position, a method of detecting the rotation speed of an output shaft of a lens driving motor or a power transmission gear is known (Patent Document 1). In this system, a pulse signal is generated by a disc-shaped slit plate attached to a rotating part and a photo interrupter, and the lens position is detected by counting the number of pulses.
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ュ等の機構的要因により高精度の検出が難しい。 However, this method does not directly detect the position of the lens to be moved, but indirectly grasps the position of the lens from the amount of rotation of the drive mechanism, and there are many gears in the power transmission system. Therefore, it is difficult to detect with high accuracy due to mechanical factors such as backlash.
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)。 As another detection means, a light emitting element and a light receiving element are arranged on the fixed frame portion of the lens barrel, while a diffraction grating is arranged on the moving frame portion to generate a pulse signal and count the number of pulses. It has been proposed (Patent Document 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。 However, since the method described in Document 2 is optical, it is easily affected by dust and the like and lacks reliability, and the processing accuracy of the diffraction grating greatly affects the detection accuracy, thereby realizing highly accurate detection. It is difficult to manufacture a diffraction grating.
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。 Furthermore, since the methods described in Patent Documents 1 and 2 both detect the relative position by counting the number of pulses, it is necessary to return to the origin once in order to detect the absolute position. Alternatively, in order to detect the absolute position, a separate mechanism for detecting the absolute position is required, which is disadvantageous for downsizing and cost reduction.
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)。
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。 However, in the method described in Patent Document 3, since the signal rapidly decreases as the facing distance between the planar inductor member and the conductive member increases (see paragraph [0017] of FIG. 3 and FIG. 5), the lens position is changed. There is a problem that the detection accuracy becomes worse when the detection range is narrow and the position is far away. To deal with such drawbacks, Patent Document 3 discloses a configuration in which the detection range is extended by using a plurality of planar inductor members, but the number of planar inductor members increases and the configuration of the detection unit becomes complicated. The range that can be expanded is about 2 to 3 times. For example, it is actually difficult to secure a detection range for a movement amount of the order of several tens of millimeters such as a lens device for a television camera.
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。MRセンサを用いる態様によれば、移動対象の摩擦の影響を低減することができ、耐久性が向上するなどの効果を得ることができる。 In addition to the technique described in Patent Document 3, a mode in which a magnetoresistive element (MR sensor) is used as means for detecting the position of the lens in a non-contact manner is also known. According to the aspect using the MR sensor, it is possible to reduce the influence of friction on the moving object, and to obtain effects such as improved durability.
図6は、MRセンサが適用されたレンズ装置の構成例を示す概略図である。同図に示すレンズ装置100の詳細構造については後で説明するが、このレンズ装置100のレンズ鏡胴110には、筒状に形成された鏡胴本体(固定筒)112の内側にカム筒(回転筒)130が回動自在に配置され、そのカム筒130の内側に保持枠122に保持された可動レンズ(群)が配置される。MRセンサ900は、マグネット902と、このマグネット902との相対移動による磁気変化を検出するセンサ904との対で構成される。図6に示した例では、マグネット902はカム筒130の内周面に配置され、センサ904は保持枠122の外周面に配置されている。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a lens apparatus to which the MR sensor is applied. The detailed structure of the
しかしながら、MRセンサを用いる態様の場合、マグネットとセンサの間隔(エアギャップ)を管理する必要があり、しかも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、図6に示した例のようにマグネットやセンサを配置する場所が限定される。また、調整及び確認を行うために移動部材の外側部材に切り欠きなどを設ける必要がある。特に、放送用レンズで採用される3本宙吊り方式のカム機構では、マグネットとセンサを近接配置することが難しく、移動部材の位置をダイレクトに検出することができないか、又は、検出誤差が大きくなってしまうという問題がある。 However, in the case of the embodiment using the MR sensor, it is necessary to manage the gap (air gap) between the magnet and the sensor, and it is necessary to arrange them close to each other (arranged within a distance of about 100 μm). As in the example shown in FIG. 6, the place where the magnet and the sensor are arranged is limited. Moreover, in order to perform adjustment and confirmation, it is necessary to provide a notch etc. in the outer member of the moving member. In particular, in the three-hanging cam mechanism employed in a broadcasting lens, it is difficult to place the magnet and the sensor close to each other, and the position of the moving member cannot be detected directly, or the detection error increases. There is a problem that it ends up.
このようにMRセンサが適用された従来の装置構成では、装置全体の小型化に伴い、MRセンサの取り付けが困難になってきた。 In the conventional apparatus configuration to which the MR sensor is applied as described above, it is difficult to attach the MR sensor as the entire apparatus is downsized.
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。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can detect the absolute position of the lens with high accuracy with a compact configuration, and can realize a wide detection range corresponding to a relatively large amount of movement. It is an object of the present invention to provide a lens position detection device that can be used and a lens device to which the lens position detection device is applied.
本発明は前記目的を達成するために、筒状に形成された固定筒の内部に中間筒が配置され、前記中間筒の内部において光軸方向に移動可能に構成される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に設けられた第1のシートコイルと、前記固定筒の前記第1のシートコイルに対面する位置に設けられた第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、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention detects the position of a lens that has an intermediate cylinder arranged inside a fixed cylinder formed in a cylindrical shape and is movable in the optical axis direction inside the intermediate cylinder. A lens position detection device, comprising: a first sheet coil provided in a lens frame that holds the lens; and a second sheet coil provided in a position facing the first sheet coil of the fixed cylinder; One of the first sheet coil and the second sheet coil is an excitation coil, the other is a detection coil, an excitation circuit for supplying an excitation signal to the excitation coil, and the first frame coil as the lens frame moves. When the sheet coil moves in a plane parallel to the second sheet coil while maintaining a facing distance from the second sheet coil, the sheet coil is output from the detection coil according to the movement position. A signal processing circuit for detecting the position of the lens by vapor signal, further comprising a characterized.
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。 According to the present invention, a planar coil (sheet coil) is used, and the lens position is detected by the resolver principle without changing the distance between the coil surfaces, so that the detection unit can be made thinner and smaller. The absolute position of the lens can be detected with high accuracy. Further, a wide detection range can be dealt with by designing the length of the coil.
特に本発明によれば、第1のシートコイルと第2のシートコイルとの間隔(エアギャップ)を長くとれるため、これらのシートコイル間に中間部材が配置される場合でもレンズの位置をダイレクトに検出可能となり、配置自由度が増し、装置全体の小型化が可能となる。 In particular, according to the present invention, since the distance (air gap) between the first sheet coil and the second sheet coil can be increased, the lens position can be directly adjusted even when an intermediate member is disposed between the sheet coils. Detection becomes possible, the degree of freedom in arrangement increases, and the entire apparatus can be downsized.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<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。
<Principle of detection device>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a detection unit in a lens position detection device according to an embodiment of the present invention. Here, a
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。
As shown in FIG. 1, each of the first
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。
The
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。
By applying an excitation signal to the
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。
The
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。
When the excitation wave V1 = A · sin (ωt) is input to the first
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。
In this example, a modulation signal (a high-frequency excitation signal having V1 as an envelope) V1 ′ = amplitude modulation of the high-frequency signal by the excitation signal (V1) and reversing the polarity of the high-frequency signal at the polarity inversion position of the excitation signal. Asin (ωt) × sin (n · ωt) is input to the first
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。
By demodulating the voltage signal induced in the
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。 The principle and circuit configuration of the two-phase excitation and one-phase detection method using the high-frequency excitation modulated in this way are described in the specification of Japanese Patent No. 3047231.
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。 Note that a one-phase excitation and two-phase detection method is also possible based on the resolver principle (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-290206), and the roles of the coils arranged opposite to each other can be changed when implementing the present invention. It is.
<レンズ装置への適用例>
図2は、レンズ装置の構成例を示した構成図である。また、図3は、図2に示したレンズ装置を光軸方向から見た断面図である。
<Application example to lens device>
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration example of the lens device. FIG. 3 is a cross-sectional view of the lens device shown in FIG. 2 as viewed from the optical axis direction.
図2及び図3に示すように、レンズ装置100のレンズ鏡胴110には、筒状に形成された鏡胴本体(固定筒)112の内側にカム筒(回転筒)130が回動自在に配置され、そのカム筒130の内側に保持枠(レンズ枠)122に保持された可動レンズ(群)116が配置される。可動レンズ116は、光軸方向に移動可能なレンズであり、例えば、ズーム(変倍)レンズ(群)、フォーカスレンズ(群)、マスターレンズ(群)などに相当する。
As shown in FIGS. 2 and 3, a cam barrel (rotating barrel) 130 is rotatable inside a barrel main body (fixed barrel) 112 formed in a cylindrical shape in the
鏡胴本体112の周面には光軸方向の直線状の直進溝140が形成されるとともに、カム筒130にはカム溝136が形成されている。また、可動レンズ116の保持枠122の外周部には、周方向に沿って3本の係合ピン(カムピン)134が等間隔で突設されている(図2において2本は図示せず)。これらの係合ピン134は、カム筒130のカム溝136を挿通して鏡胴本体112の直進溝140に係合されている。これによって保持枠122は、回動が規制された状態で光軸方向に前後移動するとともに、係合ピン134がカム溝136に係合する位置に保持される。カム筒130が回動すると、カム筒130のカム溝136と鏡胴本体112の直進溝140との交差位置がカム形状に応じた位置に変化し、その交差位置への係合ピン134の移動によって保持枠122が光軸方向に前後移動する。
A straight
一方、鏡胴本体112の外周部には、操作リング150が回動可能に配置されており、その操作リング150の内周面の径方向内向きに棒状の連結軸142が取り付けられている。この連結軸142は、鏡胴本体112に形成された周方向のスリット(長孔)144を挿通してカム筒130に連結されている。これにより、操作リング150を回動操作すると、それに連動してカム筒130が回動する。カム筒130が回動すると、上述のように保持枠122が光軸方向に前後移動する。なお、スリット144の周方向における長さに応じて操作リング150の回動範囲が規制されており、それによって保持枠122の移動可能な範囲が決定されている。
On the other hand, an
このように構成されるレンズ装置100に対して、可動レンズ116の光軸方向における移動位置を検出する手段として、図1で説明したレゾルバ30を適用した構成例について説明する。
A configuration example in which the
図4は、レゾルバ30が適用されたレンズ装置100の構成例を示した概略図である。図4中、図2及び図3に示した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the
図4に示した構成では、保持枠122の周面部である外周面に、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)が配設され、これと対向する鏡胴本体112の周面部である外周面に第2シートコイル172(図1の符号20に相当)が配設される。図示は省略するが、各シートコイル171、172には、それぞれ電気的接続を得るための配線部材が接続されている。
In the configuration shown in FIG. 4, a first sheet coil 171 (for example, corresponding to reference numeral 10 in FIG. 1) that constitutes a linear (linear motion)
第2シートコイル172は、保持枠122が移動可能な範囲にわたって光軸方向と平行に直線的に延在する形で配設されている。また、本例では、第2シートコイル172が鏡胴本体112の外周面に配設されているが、これに限らず、鏡胴本体112の内周面に配設されていてもよい。
The
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、移動する保持枠122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。
It should be noted that either of the sheet coils can be configured as an excitation side (primary side) and a detection side (secondary side). However, in the example of FIG. 1, the excitation side is a two-phase excitation winding. In view of this, it is preferable to attach the detection side (secondary side) sheet coil to the moving holding
図4に示した構成では、カム筒130を光軸周りに回動することにより保持枠122が光軸方向に前後移動可能に構成されている。そして、この保持枠122の移動に伴い、第1シートコイル171が第2シートコイル172に平行な面内で移動することにより、当該位置に応じて検出コイル(本例では、第1シートコイル171)から出力される電気信号により可動レンズ116の位置を検出する。
In the configuration shown in FIG. 4, the holding
図4に示した構成によれば、第1シートコイル171と第2シートコイル172との間隔(エアギャップ)を長くとれるため、これらシートコイル171、172間にカム筒130に代表されるような中間部材が配置される場合でもレンズ位置をダイレクトに検出することが可能となり、配置自由度が増して、装置全体の小型化が可能となる。
According to the configuration shown in FIG. 4, since the distance (air gap) between the
特に、ズームレンズに連動してフォーカスレンズが動作するズームフォーカスレンズの場合、ズームレンズの位置検出を高精度化することにより、フォーカス精度が向上する。 Particularly, in the case of a zoom focus lens in which the focus lens operates in conjunction with the zoom lens, the focus accuracy is improved by increasing the position detection of the zoom lens.
<レンズ装置のブロック図>
図5は、レンズ装置100の回路構成の例を示すブロック図である。
<Block diagram of lens device>
FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a circuit configuration of the
同図における二相の励磁コイル202、204は、図1で説明した符号32A、32Bに相当する。また、図5における検出コイル206は、図1で説明した符号36に相当し、図2で説明した可動レンズ116の保持枠122に取り付けられる。
The two-phase
図5に示したように、二相の励磁コイル202、204は、それぞれ励磁回路212、214から励磁信号が入力される。励磁回路212、214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。
As shown in FIG. 5, excitation signals are input from
励磁回路212、214が搭載される検出回路部220には、検出コイル206から出力される電気信号を処理する信号処理回路230が含まれている。信号処理回路230の詳細な構成は図示しないが、信号処理回路230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206と励磁コイル202、204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。
The
信号処理回路230で得られた位置情報はレンズ位置制御回路240に通知され、レンズ位置制御回路240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。
The position information obtained by the
レンズ位置制御回路240は、駆動回路242を制御し、モータ244の駆動によって可動レンズ(例えば、フォーカスレンズやズームレンズなど)を移動させる。
The lens
レンズ位置制御回路240は、信号処理回路230から取得する位置情報に基づいて、モータ244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240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。
The lens
<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。
<About other advantages of the present embodiment>
The embodiment described above has the following advantages.
[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。 [1] Conventional position detectors such as a potentiometer and a photo interrupter are not required, and space can be saved.
[2]レンズの絶対位置を検出することができる。 [2] The absolute position of the lens can be detected.
[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。 [3] Because of the detection using magnetism, noise due to dust and the like is less and the reliability is higher than in the optical type.
[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。 [4] Since the facing distance between the coils is unchanged, the detection signal is stable, and high-precision detection is possible.
[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。 [5] Both forms of detecting the position (displacement) in the straight direction and detecting the position (angle) in the rotational direction can be designed, and the detection range can be easily expanded by designing the coil length.
[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。 [6] Miniaturization is possible by forming a coil print pattern, and miniaturization, high resolution, and low cost are possible.
[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。 [7] Since a high-frequency current due to the modulation signal flows through the excitation coil and the detection coil, a sufficient detection signal can be obtained even with a planar sheet coil (a coil having a small number of turns).
[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。 [8] The detection signal varies little with respect to the temperature change, and stable detection is possible.
[9]検出回路のIC化により、回路の小型化が可能である。 [9] By making the detection circuit an IC, the circuit can be reduced in size.
<他の変形例1>
図4では、鏡胴本体(固定筒)112の内側にカム筒(回転筒)130が配置された構成を例示したが、本発明の実施に際して、レンズ装置の構造は、図4に示した例に限定されない。例えば、カム筒130の代わりに(或いは、カム筒130の内側又は外側に)、鏡胴本体112に対して回動不能に構成された筒部材が配置されていてもよい。
<Other modification 1>
In FIG. 4, the configuration in which the cam barrel (rotating barrel) 130 is disposed inside the lens barrel body (fixed barrel) 112 is illustrated. However, when the present invention is implemented, the structure of the lens apparatus is the example shown in FIG. It is not limited to. For example, instead of the cam barrel 130 (or inside or outside the cam barrel 130), a cylindrical member configured to be unrotatable with respect to the barrel
<他の変形例2>
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。
<Other modification 2>
The form of the planar coil pattern is not limited to the meander shape, and may be a spiral shape.
<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。
<Appendix>
As can be understood from the description of the embodiment described in detail above, the present specification includes disclosure of various technical ideas including the invention described below.
(発明1):筒状に形成された固定筒の内部に中間筒が配置され、前記中間筒の内部において光軸方向に移動可能に構成される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に設けられた第1のシートコイルと、前記固定筒の前記第1のシートコイルに対面する位置に設けられた第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、を備えたことを特徴とするレンズ位置検出装置。 (Invention 1): A lens position detection device for detecting a position of a lens in which an intermediate cylinder is arranged inside a fixed cylinder formed in a cylindrical shape and configured to be movable in the optical axis direction inside the intermediate cylinder. A first sheet coil provided on a lens frame that holds the lens, a second sheet coil provided on the fixed cylinder at a position facing the first sheet coil, and the first sheet. One of the coil and the second sheet coil is an excitation coil, the other is a detection coil, an excitation circuit for supplying an excitation signal to the excitation coil, and the first sheet coil is moved along the movement of the lens frame. By moving in a plane parallel to the second sheet coil while maintaining a facing distance to the second sheet coil, the lens is generated by an electric signal output from the detection coil according to the movement position. Lens position detection apparatus characterized by comprising a signal processing circuit for detecting the position.
(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。 (Invention 2): In the lens position detection device according to Invention 1, either one of the first sheet coil and the second sheet coil is formed at a spatial position in which the phase is different by 90 ° in terms of electrical angle. The lens position is a two-phase coil having a first coil pattern and a second coil pattern, and the other sheet coil is a one-phase coil on which a third coil pattern is formed. Detection device.
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。 A two-phase excitation and one-phase detection method can be adopted, and a one-phase excitation and two-phase detection method can also be adopted.
(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。 (Invention 3): The lens position detection device according to Invention 2, wherein the two-phase coil is used as the excitation coil, and the one-phase coil is used as the detection coil.
(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。 (Invention 4): In the lens position detection device according to Invention 2 or 3, the first sheet coil is the one-phase coil, and the second sheet coil is the two-phase coil. Lens position detection device.
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。 Considering the number of wires for obtaining electrical connection, etc., it is preferable to arrange a two-phase coil in the fixed part and a one-phase coil in the movable part.
(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、前記中間筒は、前記固定筒に対して回動可能に構成された回転筒であることを特徴とするレンズ位置検出装置。 (Invention 5): In the lens position detection device according to any one of Inventions 1 to 4, the intermediate cylinder is a rotating cylinder configured to be rotatable with respect to the fixed cylinder. Lens position detection device.
(発明6):筒状に形成された固定筒と、前記固定筒の内部に配置された中間筒と、前記中間筒の内部において光軸方向に移動可能に構成されたレンズを保持するレンズ枠と、 前記レンズ枠を光軸方向に移動させる駆動機構と、前記レンズ枠に設けられた第1のシートコイルと、前記固定筒の前記第1のシートコイルに対面する位置に設けられた第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、を備えたことを特徴とするレンズ装置。 (Invention 6): A lens barrel that holds a fixed cylinder formed in a cylindrical shape, an intermediate cylinder disposed inside the fixed cylinder, and a lens configured to be movable in the optical axis direction inside the intermediate cylinder. A driving mechanism for moving the lens frame in the optical axis direction, a first sheet coil provided on the lens frame, and a second provided on the fixed cylinder at a position facing the first sheet coil. A sheet coil, an excitation circuit in which one of the first sheet coil and the second sheet coil is an excitation coil and the other is a detection coil, and an excitation signal for supplying an excitation signal to the excitation coil, and movement of the lens frame Accordingly, the first sheet coil moves in a plane parallel to the second sheet coil while maintaining a facing distance from the second sheet coil, so that the first coil is output from the detection coil according to the movement position. Lens apparatus characterized by comprising a signal processing circuit for detecting the position of the lens by an electrical signal that.
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the highly reliable lens apparatus which can detect the absolute position of a lens with high precision with a compact structure is realizable. Note that the present invention can be applied to various lens devices such as a lens device for a television camera, a lens device for a video camera, and a lens device for a photographic camera.
(発明7):発明6に記載のレンズ装置において、前記中間筒は、前記固定筒に対して回動可能に構成された回転筒であることを特徴とするレンズ装置。 (Invention 7): The lens apparatus according to Invention 6, wherein the intermediate cylinder is a rotating cylinder configured to be rotatable with respect to the fixed cylinder.
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、100…レンズ装置、110…レンズ鏡胴、112…鏡胴本体(固定筒)、116…可動レンズ、122…保持枠、130…カム筒、142…連結軸、171…第1シートコイル、172…第2シートコイル、212,214…励磁回路、220…検出回路、230…信号処理回路、240…レンズ位置制御回路
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記レンズを保持するレンズ枠に設けられた第1のシートコイルと、
前記固定筒の前記第1のシートコイルに対面する位置に設けられた第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、
を備えたことを特徴とするレンズ位置検出装置。 A lens position detecting device for detecting a position of a lens, in which an intermediate cylinder is arranged inside a fixed cylinder formed in a cylindrical shape and configured to be movable in the optical axis direction inside the intermediate cylinder,
A first sheet coil provided on a lens frame holding the lens;
A second sheet coil provided at a position facing the first sheet coil of the fixed cylinder;
One of the first sheet coil and the second sheet coil is an excitation coil, the other is a detection coil, and an excitation circuit for supplying an excitation signal to the excitation coil;
As the lens frame moves, the first sheet coil moves in a plane parallel to the second sheet coil while maintaining a facing distance from the second sheet coil, and accordingly, according to the movement position. A signal processing circuit for detecting the position of the lens by an electrical signal output from the detection coil;
A lens position detection device comprising:
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。 The lens position detection device according to claim 1,
Either one of the first sheet coil and the second sheet coil has a first coil pattern and a second coil pattern formed at a spatial position with a phase difference of 90 ° in electrical angle. Phase coil,
The other sheet coil is a one-phase coil in which a third coil pattern is formed.
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。 The lens position detection device according to claim 2,
A lens position detecting apparatus using the two-phase coil as the excitation coil and the one-phase coil as the detection coil.
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。 In the lens position detection device according to claim 2 or 3,
The first sheet coil is the one-phase coil;
The lens position detecting device, wherein the second sheet coil is the two-phase coil.
前記中間筒は、前記固定筒に対して回動可能に構成された回転筒であることを特徴とするレンズ位置検出装置。 In the lens position detection device according to any one of claims 1 to 4,
The lens position detecting device according to claim 1, wherein the intermediate cylinder is a rotary cylinder configured to be rotatable with respect to the fixed cylinder.
前記固定筒の内部に配置された中間筒と、
前記中間筒の内部において光軸方向に移動可能に構成されたレンズを保持するレンズ枠と、
前記レンズ枠を光軸方向に移動させる駆動機構と、
前記レンズ枠に設けられた第1のシートコイルと、
前記固定筒の前記第1のシートコイルに対面する位置に設けられた第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、
を備えたことを特徴とするレンズ装置。 A fixed cylinder formed in a cylindrical shape;
An intermediate cylinder disposed inside the fixed cylinder;
A lens frame holding a lens configured to be movable in the optical axis direction inside the intermediate cylinder;
A drive mechanism for moving the lens frame in the optical axis direction;
A first sheet coil provided on the lens frame;
A second sheet coil provided at a position facing the first sheet coil of the fixed cylinder;
One of the first sheet coil and the second sheet coil is an excitation coil, the other is a detection coil, and an excitation circuit for supplying an excitation signal to the excitation coil;
As the lens frame moves, the first sheet coil moves in a plane parallel to the second sheet coil while maintaining a facing distance from the second sheet coil, and accordingly, according to the movement position. A signal processing circuit for detecting the position of the lens by an electrical signal output from the detection coil;
A lens device comprising:
前記中間筒は、前記固定筒に対して回動可能に構成された回転筒であることを特徴とするレンズ装置。 The lens device according to claim 6,
The lens apparatus according to claim 1, wherein the intermediate cylinder is a rotating cylinder configured to be rotatable with respect to the fixed cylinder.
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