JP2015169540A - エンコーダ、レンズ駆動装置および光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】両面テープ等の接着材料を用いずに高精度で高分解能な位置検出を行えるエンコーダを提供する。【解決手段】エンコーダは、スケールパターン３５ａ，３５ｂが設けられたスケール３５と、スケールが円筒面２６ｈに沿ってその周方向に延びるように配置されるスケールベース部材２６と、スケールパターンに対向し、該パターンに応じた電気信号を出力するセンサ３６とを有する。スケールの周方向での一端部３５ｇは円筒面に対して位置決めされ、スケールの他端部３５ｅに、スケールを円筒面に押し付けるための付勢力を作用させる付勢手段４２を有する。スケールの表面はパターン領域３５ｍと非パターン領域３５ｎとを有する。スケールベース部材は、スケールの裏面のうちパターン領域の裏側の領域には円筒面が当接せず、非パターン領域の裏側の域には円筒面が当接する形状２６ｇを有する。【選択図】図８

Description

本発明は、交換レンズ、ビデオカメラおよびデジタルスチルカメラ等の光学機器に搭載されるレンズ駆動装置に好適なエンコーダに関する。

上記のような光学機器の多くには、光学系の被写体に対する焦点状態を検出し、検出した焦点状態に応じてフォーカスレンズを移動させて合焦状態を得るオートフォーカス（ＡＦ）制御機能が設けられている。ＡＦ制御には、フォーカスレンズの位置を検出するための位置検出エンコーダが必要である。特許文献１，２には、反射パターンが設けられたスケールとこれに対向する光学読み取り型センサとが相対移動（相対回転）する光学式位置検出エンコーダが開示されている。

特開２０１１−９９８６９号公報 特開２００７−４７６５２号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示されたエンコーダを含む従来のエンコーダでは、スケールがこれを保持する部材（例えば、光学機器内でレンズの周囲に配置された円筒部材）に両面テープで接着固定される場合が多い。この場合、両面テープの部分的な厚さのばらつきや、スケールの貼り付け作業時に生じるスケールの歪みや、温度および湿度の変化に伴うスケールの伸縮による歪み等によって、反射パターンにうねりが生じ、反射パターンの保証可能な精度（つまりは、位置検出精度）が制限されるおそれがある。

本発明は、両面テープその他の接着材料を用いることなく、高精度で高分解能な位置検出を行えるようにしたエンコーダ、さらにはこれを備えたレンズ駆動装置および光学機器を提供する。

本発明の一側面としてのエンコーダは、可撓性を有し、表面にスケールパターンが設けられたスケールと、円筒面を有し、スケールが該円筒面に沿って該円筒面の周方向に延びるように配置されるスケールベース部材と、スケールパターンに対向するよう配置され、スケールとの周方向での相対移動に伴ってスケールパターンに応じた電気信号を出力するセンサとを有する。スケールの周方向における一端部は円筒面に対して位置決めされ、スケールの周方向における他端部に、該スケールを円筒面に押し付けるための付勢力を作用させる付勢手段を有する。そして、スケールの表面は、スケールパターンが設けられたパターン領域と、スケールパターンが設けられていない非パターン領域とを有する。スケールベース部材は、スケールの裏面のうち、パターン領域の裏側となるパターン裏領域には円筒面が当接せず、非パターン領域の裏側となる非パターン裏領域には円筒面が当接する形状を有することを特徴とする。

なお、移動可能なレンズと、上記エンコーダと、該レンズの駆動に際して互いに相対移動が可能な部材であって、スケールベース部材としての第１の部材およびセンサを保持する第２の部材とを有するレンズ駆動装置、さらには該レンズ駆動装置と、レンズを含む光学系とを有する光学機器もそれぞれ、本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、両面テープその他の接着材料を用いることなく、スケールをスケールベース部材の円筒面に沿うように保持することができる。しかも、スケールの裏面のうちパターン裏領域にはスケールベース部材の円筒面が当接しないようにスケールを保持することができる。したがって、両面テープの部分的な厚さのばらつき、スケールの貼り付け作業時に生ずるスケールの歪み、温度および湿度の変化に伴うスケールの伸縮による歪み等がスケールパターンに影響することを回避でき、高精度で高分解能な位置検出を行うことができる。そして、このようなエンコーダをレンズ駆動装置や光学機器に用いることで、これらをより高性能化することができる。

本発明の実施例１であるフォーカス駆動ユニットの断面図。 実施例１のフォーカス駆動ユニットを備えた交換レンズと、該交換レンズが装着された一眼レフカメラの概略構成を示す断面図。 上記交換レンズの分解斜視図。 上記フォーカス駆動ユニットを含むフォーカスレンズユニットの分解斜視図および該フォーカスレンズユニットに含まれるカム筒の斜視図。 上記フォーカス駆動ユニットの斜視図、背面図および分解斜視図。 上記フォーカス駆動ユニットに設けられるエンコーダの概略図および該エンコーダに含まれるスケールの平面図（スケールパターンを示す図およびスケールとフォーカス駆動ユニットに含まれる駆動リングの凹部との関係を示す図）。 上記駆動リングおよびエンコーダを示す斜視図。 上記駆動リングおよびエンコーダを示す側面図および断面図。 図８におけるＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線での断面図。 駆動リングのうちエンコーダにおけるスケール保持部材の周辺を示す拡大断面図および該スケール保持部材の斜視図。 上記スケールの駆動リングおよびスケール保持部材に対する着脱を示す斜視図。 本発明の実施例２であるエンコーダを示す斜視図。 実施例２のエンコーダの断面図。 実施例２のエンコーダに含まれるフィルムスケールの平面図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図２には、本発明の実施例１である光学式位置検出エンコーダを備えたレンズ駆動装置を含む光学機器としての交換レンズと、該交換レンズが装着されるデジタル一眼レフカメラとにより構成されるカメラシステムの構成を示している。１はカメラであり、２は交換レンズである。１ａはカメラ１に設けられたマウント部、２ａは交換レンズ２に設けられたマウント部である。これらマウント部１ａ，２ａは、バヨネット結合によって着脱が可能である。カメラ１と交換レンズ２は、マウント部１ａ，２ａに設けられた不図示の電気接点を介して電気的な通信を行う。

カメラ１において、３はメインミラー、４はペンタプリズム、５はファインダレンズである。交換レンズ２内の撮影光学系により形成された被写体像は、メインミラー３によって反射され、ペンタプリズム４で正立像に変換され、ファインダレンズ５を通して観察される。６はサブミラー、７は焦点検出ユニットである。撮影光学系からの光のうちメインミラー３を透過した光がサブミラー６で反射されて焦点検出ユニット７に導かれる。焦点検出ユニット７は、フィールドレンズ、二次結像レンズおよびＡＦセンサにより構成され、位相差検出方式によって撮影光学系の焦点状態を検出する。

８は撮像素子であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成されている。撮像素子８の受光面と焦点検出ユニット７のＡＦセンサの受光面とが共役の位置関係にあるため、焦点検出ユニット７によって、撮影光学系の撮像素子８上での焦点状態を検出することができる。９はカメラ１の背面に設けられたディスプレイパネルであり、撮像素子８を用いて生成された画像（ライブビュー画像や撮影画像）を表示する。

次に、交換レンズ２内の撮影光学系について説明する。物体側（以下、前側ともいう）から像側（以下、後側ともいう）に順に、Ｌ１は第１レンズ群、Ｌ２は第２レンズ群、Ｌ３は第３レンズ群、Ｌ４は第４レンズ群、Ｌ５は第５レンズ群、Ｌ６は第６レンズ群である。ＡＸは撮影光学系の光軸である。光軸ＡＸが延びる方向を、以下、光軸方向という。

第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第５レンズ群Ｌ５および第６レンズ群Ｌ６は、光軸方向において固定されたレンズ群である。一方、第２レンズ群Ｌ２および第４レンズ群Ｌ４は、光軸方向に移動してフォーカシングを行うフォーカスレンズ群である。光軸ＡＸの上側には、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズＬ４とが、撮影光学系が無限遠の被写体に合焦する状態での位置を示している。一方、光軸ＡＸの下側には、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズＬ４とが、撮影光学系が最至近距離の被写体に合焦する状態での位置を示している。

１０は絞りであり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間に配置され、その絞り開口径を変化させることで撮像素子８に向かう光量を調節する。

図３には、交換レンズ２を分解して示している。１１は第１レンズ群Ｌ１を保持した第１レンズユニット、１２は第２レンズ群Ｌ２を保持した第２レンズユニットである。１３は第３レンズ群Ｌ３および絞り１０を保持した第３レンズユニットであり、１４は第４レンズ群Ｌ４を保持した第４レンズユニットである。１５は第５レンズ群Ｌ５および第６レンズ群Ｌ６を保持した第５レンズユニットである。

１６は前側固定リングユニットであり、透明窓部１６ａを有する。１７は後側固定リングユニットであり、１８はメイン基板であり、１９はレンズマウントユニットである。２０はフォーカスユニットであり、第３レンズユニット１３を光軸方向において固定して保持するとともに、第２レンズユニット１２および第４レンズユニット１４を光軸方向に移動させる機構（これについては後述する）を含む。２０ａはフォーカスユニット２０に設けられたマニュアル操作リングである。撮影者がマニュアル操作リング２０ａを手動で回転操作して光軸回りで回転させることで、第２および第４レンズユニット１２，１４が光軸方向に移動し、マニュアルフォーカシングが行われる。２０ｂは被写体距離を表示する距離指標であり、固定リングユニット１６の透明窓部１６ａを通して撮影者が被写体距離を確認することができる。

カメラ１に搭載された不図示のカメラコントローラ（ＣＰＵ等）は、焦点検出ユニット７により得られた焦点状態の検出結果に基づいて、合焦状態を得るために第２および第４レンズユニット１２，１４を光軸方向に移動させる量（フォーカス駆動量）を算出する。そして、カメラコントローラは、交換レンズ２のメイン基板１８に搭載された不図示のレンズコントローラ（ＣＰＵ等）に対して、算出したフォーカス駆動量を通信する。レンズコントローラは、交換レンズ２に搭載された、後述するフォーカスモータを駆動して第２および第４レンズユニット１２，１４を光軸方向に移動させる。これにより、オートフォーカス（ＡＦ）動作が行われる。マニュアルフォーカシングまたはＡＦ動作によって撮影光学系の合焦状態が得られた後、カメラ１に設けられた不図示の撮影スイッチが操作されることに応じてメインおよびサブミラー３，６が光路外に退避され、撮像素子８による被写体像の光電変換が行われる。これにより、撮影画像が生成される。

次に、図４（ａ），（ｂ）を用いて、フォーカスユニット２０の構成についてさらに詳しく説明する。図４（ａ）は、フォーカスユニット２０内に設けられたフォーカスレンズユニット２３を分解して示している。第２レンズユニット１２は、その外周部に３つのカムフォロワーピン１２ａを有する。第３レンズユニット１３は、その外周部に３つの支持ピン１３ａを有する。さらに、第４レンズユニット１４は、その外周部に３つのカムフォロワーピン１４ａを有する。

２１は案内筒である。案内筒２１の前側周壁部に光軸方向に延びるように形成された３本の直進溝部２１ａには、第２レンズユニット１２の３つのカムフォロワーピン１２ａが係合している。これにより第２レンズユニット１２が光軸方向に移動可能に保持される。また、案内筒２１の後側周壁部に光軸方向に延びるように形成された３本の直進溝部２１ｃには、第４レンズユニット１４の３つのカムフォロワーピン１４ａが係合している。これにより第４レンズユニット１４が光軸方向に移動可能に保持される。さらに、案内筒２１の後側周壁部に形成された３つの穴部２１ｂには、第３レンズユニット１３の３つの支持ピン１３ａが係合しており、これにより第３レンズユニット１３が光軸方向にて固定された状態で保持される。

２２は案内筒２１の内側に配置されたカム筒である。図４（ｂ）には、カム筒２２を示している。カム筒２２には、第２レンズユニット１２の３つのカムフォロワーピン１２ａおよび第４レンズユニット１４のカムフォロワーピン１４ａがそれぞれ係合する３本ずつの第２カム溝部２２ａおよび第４カム溝部２２ｃが形成されている。２２ｄはカム筒２２の外周に設けられた連動ピンであり、図４（ａ）に示すように案内筒２１の後側周壁部に形成された周方向に延びる溝部２１ｄから突出する部分（連動部）を有する。２２ｂは周方向に延びる溝部であり、この溝部２２ｂに回転しない第３レンズユニット１３の支持ピン１３ａが挿入されることで、支持ピン１３ａに対するカム筒２２の光軸回りでの回転が許容される。

このように構成されたフォーカスレンズユニット２３を含むフォーカスユニット２０では、図３に示したマニュアル操作リング２０ａが回転操作されることによりカム筒２２が案内筒２１に対して光軸回りで回転する。また、後述するフォーカス駆動ユニットを通じてフォーカスモータの回転力がカム筒２２に伝達されることで、カム筒２２が案内筒２１に対して光軸回りで回転する。そして、カム筒２２が回転すると、第２および第４カム溝部２２ａ，２２ｃとカムフォロワーピン１２ａ，１４ａとの係合作用によって第２および第４レンズユニット１２，１４が光軸方向に移動する。

図５（ａ），（ｂ），（ｃ）および図１には、レンズ駆動装置としてのフォーカス駆動ユニット２４の構成を示している。図５（ａ）にはフォーカス駆動ユニット２４の組み立て状態を示し、図５（ｂ）には図５（ａ）に示したフォーカス駆動ユニット２４の後側から見たときの構成を示している。図５（ｃ）には、フォーカス駆動ユニット２４を分解して示している。図１には、フォーカス駆動ユニット２４の図５（ｂ）に示したＡ−Ａ線での断面を示している。

２６は駆動リングであり、スケールベース部材および第１の部材に相当する。２５は駆動ベースであり、第２の部材に相当する。駆動リング２６は、駆動ベース２５の外周にて該駆動ベース２５に対して光軸回りで回転する。つまり、駆動リング２６と駆動ベース２５は相対回転が可能である。２７は連結キーであり、駆動リング２６に２本のビスによって固定されている（図７参照）。連結キー２７は、図４（ｂ）に示したカム筒２２に設けられた連動ピン２２ｄの連動部に係合する。

２８はマニュアル連動リングであり、２９は滑りリングである。滑りリング２９の前側の内周面は駆動ベース２５の前側筒部（大径部）における後端外周面に嵌合している。また、マニュアル連動リング２８の前側の内周面は、滑りリング２９の外周面に回転可能に嵌合している。

３０はＵＳＭ（Ultra Sonic Motor）連動リングであり、３１はＵＳＭロータである。３２は加圧用板バネを含むＵＳＭステータユニットであり、３３はステータ回転止めリングである。ＵＳＭロータ３１、ＵＳＭステータユニット３２およびステータ回転止めリング３３によって、フォーカスモータとしての振動型モータが構成される。ＵＳＭステータユニット３２は、通電されることでその周方向（光軸回り方向）に進行する振動を発生し、上記加圧用板バネの付勢力によって加圧接触したＵＳＭロータ３１を光軸回りで回転駆動する。ＵＳＭ連動リング３０は、ＵＳＭロータ３１と一体で光軸回りにて回転する。

３４は差動コロであり、３つの差動コロ３４が駆動リング２６の外周に設けられた３つの軸部２６ａのそれぞれに回転可能に取り付けられている。これら差動コロ３４は、ＵＳＭステータユニット３２の加圧用板バネの付勢力によってＵＳＭロータ３１を介して前側に付勢されたＵＳＭ連動リング３０とマニュアル連動リング２８との間に挟み込まれて駆動リング２６を光軸方向に支持している。これにより、駆動リング２６は、光軸方向における定位置にて回転可能に支持される。

上述したようにＵＳＭロータ３１とＵＳＭ連動リング３０が光軸回りで回転すると、回転していないマニュアル連動リング２８に対して差動コロ３４が転動しながら駆動リング２６が光軸回りで回転する。また、マニュアル連動リング２８が光軸回りで回転されると、回転していないＵＳＭ連動リング３０に対して差動コロ３４が転動しながら駆動リング２６が光軸回りで回転する。マニュアル連動リング２８は、マニュアル操作リング２０ａと回転を伝達可能に係合している。このため、マニュアル操作リング２０ａが光軸回りで回転操作されることで、駆動リング２６が光軸回りで回転する。つまり、駆動リング２６を、常に電動および手動のいずれかでも回転させることが可能である。

３５は上述した光学式位置検出エンコーダ（以下、単にエンコーダという）のスケールを構成するフィルムスケール（以下、単にスケールという）である。該スケール３５は、帯状で可撓性を有する反射式スケールであり、駆動リング２６にその内周側の円筒面としての内周面２６ｈに沿うように取り付けられている（図７参照）。

３６はエンコーダの光学読み取りセンサを構成するセンサヘッドであり、駆動ベース２５の後側筒部（小径部）の外周面に取り付けられたセンサ保持部材としてのセンサホルダ３７によって、スケール３５に対向するように保持されている。

図１に示す３８はガイドコロであり、３９はガイドコロ３８を回転可能に支持するコロ軸である。コロ軸３９は駆動ベース２５に固定されている。ガイドコロ３８は、駆動リング２６を駆動ベース２５に対して光軸方向における定位置にて光軸回りで回転可能となるように支持している。

図６（ａ）には、上述したエンコーダを模式的に示している。図６（ａ）中のＹ軸方向は撮影光学系の光軸方向に相当し、Ｘ軸方向は光軸回り方向に相当する。光軸方向は、駆動ベース２５と駆動リング２６の相対回転の中心軸が延びる方向であり、該相対回転の方向に直交する方向でもある。光軸回り方向は、駆動ベース２５と駆動リング２６との相対回転方向である。また、Ｚ軸方向は、光軸に直交する方向（駆動ベース２５と駆動リング２６の径方向）に相当する。

スケール３５におけるセンサヘッド３６に対向する面（スケール３５の表面）には、Ｘ軸方向に延びる２本の反射スケールパターン３５ａ，３５ｂが形成されている。
センサヘッド３６におけるスケール３５に対向する面には、ＬＥＤチップである光源３６ａが配置されているとともに、光源３６ａをＹ軸方向にて挟むように、それぞれ信号処理回路を内蔵した２つのフォトＩＣチップ３６ｂ，３６ｃが配置されている。フォトＩＣチップ３６ｂ，３６ｃ上にはそれぞれ、受光素子であるフォトダイオードアレイ３６ｅ，３６ｄが実装されている。

３６ｆはプリント基板により形成されたベース基板である。ベース基板３６ｆに実装された光源３６ａとフォトＩＣチップ３６ｂ，３６ｃは、ベース基板３６ｆ上に形成された不図示の透明樹脂層とさらに該樹脂層の上に配置された不図示の保護ガラスとによって覆われている。

センサヘッド３６とスケール３５とがＸ軸方向に相対移動する（本実施例では、スケール３５がセンサヘッド３６に対して移動する）と、光源３６ａから射出した光の一部は反射スケールパターン３５ａで反射してフォトダイオードアレイ３６ｄに到達する。また、光源３６ａから射出した光の他の一部は反射スケールパターン３５ｂにて反射してフォトダイオードアレイ３６ｅに到達する。これにより、フォトＩＣチップ３６ｂ，３６ｃはそれぞれ、反射スケールパターン３５ａ，３５ｂを光学的に読み取って、該反射スケールパターン３５ａ，３５ｂのピッチに対応した周期の電気信号を出力する。

図６（ｂ）には、スケール３５およびこれに設けられた反射スケールパターン３５ａ，３５ｂを詳しく示している。スケール３５は、図６（ａ）中のＸ軸方向を長手方向（以下、スケール長手方向ともいう）とし、Ｙ軸方向を幅方向（以下、スケール幅方向ともいう）とする帯状に形成されている。第１のトラックとしての反射スケールパターン３５ａは、スケール３５の長手方向に反射膜により形成された第１の反射部３５ｃと非反射部とが交互に配置されて構成されている。第１の反射部３５ｃは第１のピッチで配置されている。また、第２のトラックとしての反射スケールパターン３５ｂは、スケール３５の長手方向に反射膜により形成された第２の反射部３５ｄと非反射部とが交互に配置されて構成されている。第２の反射部３５ｄは、第１のピッチよりも若干大きな第２のピッチで配置されている。また、各第２の反射部３５ｄは、スケール３５の幅方向において複数の部分に分割されており、該複数の部分のスケール３５の幅方向における長さ（および該複数の部分間の間隔）は、スケール３５の長手方向に向かって変化している。

このように形成された反射スケールパターン３５ａ，３５ｂを光学的に読み取ったフォトＩＣチップ３６ｂ，３６ｃから出力される互いに異なる周期で振幅が変化する電気信号を用いて、いわゆるバーニア方式での高分解能での位置検出を行うことができる。ただし、スケール３５に歪みが生じる等の要因によって反射スケールパターン３５ａ，３５ｂ（反射部３５ｃ，３５ｄ）の精度が低下すると、フォトＩＣチップ３６ｂ，３６ｃから出力される信号が劣化し、この結果、位置検出の精度や分解能が低下する。このため、スケール３５のうち特に反射スケールパターン３５ａ，３５ｂが設けられた部分の精度を高く維持する必要がある。

図７には、駆動リング２６と、これに一体化されている差動コロ３４、連結キー２７およびスケール３５とを含む駆動リングユニットを示している。なお、図７には、センサヘッド３６およびガイドコロ３８（コロ軸３９）の駆動リングユニットに対する位置も併せて（空中に浮いた状態で）示している。ガイドコロ３８（コロ軸３９）は、駆動ベース２５に径方向に移動可能に取り付けられたガイドコロホルダ４５によって保持されるとともに、駆動ベース２５側から駆動リング２６側に向かって付勢されている。また、図８（ａ）には、駆動リングユニットの側面から見たときの構成を示し、図８（ｂ）には、駆動リングユニットの図８（ａ）に示したＢ−Ｂ線での断面を示している。図９（ａ），（ｂ）にはそれぞれ、図８（ｂ）中のＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線にて切断したときの駆動リング２６および後述するスケール保持部材の断面を示している。さらに、図１０（ａ），（ｂ）には、スケール保持部材を拡大して示している。

図８（ｂ）に示す２６ｂは駆動リング２６の内周面２６ｈに設けられ、スケール３５の長手方向（光軸回り方向および駆動リングの周方向に相当し、以下、単に周方向ともいう）の一端部３５ｇを、周方向および径方向にて保持する保持突起である。スケール３５は、駆動リング２６の内周面２６ｈの光軸方向両側に周方向に延びるように形成された段差部（光軸方向にて対向する壁部）２６ｆによって光軸方向での変位が阻止されている。また、２６ｇは、図１にも示すように、駆動リング２６の内周面２６ｈの一部領域に設けられた凹部であり、スケール３５の裏面に沿って周方向に延びるように形成されている。

４０はスケール３５の周方向における他端部３５ｅを保持する前述したスケール保持部材（付勢力伝達部材）である。スケール保持部材４０は、駆動リング２６に周方向に延びるように形成された保持溝部２６ｅ内に配置されている。スケール保持部材４０の周方向の一端側には、径方向外側に立ち上がるように設けられたバネ受け部４０ａと周方向に延出する一対の突起部４０ｂとが設けられている。バネ受け部４０ａのうち一端側の面には、スケール３５の他端部３５ｅが当接している。突起部４０ｂは、スケール３５の他端部３５ｅを駆動リング２６の内周面２６ｈとの間で挟んで保持するとともに、スケール保持部材４０の駆動リング２６に対する径方向外側への抜けを阻止する。

また、スケール保持部材４０には、立ち上がり部４０ａから周方向に延出する部分が設けられており、ここには周方向に延びるボール溝部４０ｄが形成されている。４１はボールであり、スケール保持部材４０のボール溝部４０ｄと駆動リング２６に周方向に延びるように形成されたボール溝部２６ｄとに光軸方向にて係合する。ボール４１がボール溝部４０ｄ，２６ｄに係合することにより、スケール保持部材４０の周方向への移動が許容されつつ、該スケール保持部材４０の一端側での光軸方向の位置決めがなされる。

さらに、スケール保持部材４０の周方向の他端には、径方向外側に立ち上がるように立ち上がり部４０ｅが設けられている。立ち上がり部４０ｅは、図９（ｂ）に示すように、保持溝部２６ｅの光軸方向両側の内面に当接して、スケール保持部材４０の他端側での光軸方向の位置決めをしている。また、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、スケール保持部材４０のうち駆動リング２６の内周面２６ｈに沿う部分の４箇所には球状突起部４０ｃが設けられている。球状突起部４０ｃは、図１０（ａ）に示すように、駆動リング２６の内周壁に当接してスケール保持部材４０の径方向での位置決めをしている。このような構成により、スケール保持部材４０は、保持溝部２６ｅ内での周方向の移動が許容されつつ、光軸方向および径方向への移動が阻止されて駆動リング２６により保持されている。

４２は圧縮コイルバネにより構成された付勢手段としてのスケール付勢バネであり、４３はスケール付勢バネ４２の脱落を防止するためのバネカバーである。スケール付勢バネ４２は、駆動リング２６に設けられた固定部２６ｃとスケール保持部材４０のバネ受け部４０ａのうちスケール３５の他端部３５ｅが当接する面とは反対側の面との間に配置されている。これにより、スケール付勢バネ４２の付勢力は、スケール保持部材４０を介してスケール３５の他端部３５ｅに、周方向のうちスケール３５の一端部３５ｇ側に向かう付勢力として伝達される。そして、この付勢力により、スケール３５の裏面（ただし、後述する非パターン裏領域）が駆動リング２６の内周面２６ｈに押し付けられる。すなわち、スケール付勢バネ４２は、スケール保持部材４０を介して、スケール３５の他端部３５ｅに該スケール３５を駆動リング２６の内周面２６ｈに押し付けるための付勢力を作用させる。

このような構成によれば、温度変化や吸湿等によってスケール３５が周方向に伸縮しても、スケール３５の両端が駆動リング２６に強固に（完全に）固定されている場合のようにスケール３５に無理な力が作用し、スケール３５に歪みが発生することを防止できる。したがって、スケール３５における反射スケールパターン３５ａ，３５ｂの精度を良好に維持することができる。

ここで、図６（ｃ）には、図８（ｂ）に示した駆動リング２６の内周面２６ｈに設けられた凹部２６ｇとスケール３５との関係を、駆動リング２６の内側（光軸側）から見て示している。この図において、点線により駆動リング２６の内周面２６ｈのうち凹部２６ｇが形成された領域を示している。２点鎖線３５ｅ，３５ｆは、図６（ｂ）に示したスケール３５の表面に設けられた反射スケールパターン３５ａ，３５ｂのスケール幅方向でのほぼ中心を示している。

スケール３５の表面は、反射スケールパターン３５ａ，３５ｂが設けられたパターン領域３５ｍと、反射スケールパターン３５ａ，３５ｂが設けられていない非パターン領域３５ｎとを有する。そして、凹部２６ｇは、スケール３５の裏面のうちパターン領域３５ｍの裏側に形成されている。つまり、駆動リング２６は、スケール３５の裏面のうちパターン領域３５ｍの裏側となるパターン裏領域には内周面（円筒面）２６ｈが当接せず、非パターン領域３５ｎの裏側となる非パターン裏領域には内周面２６ｈが当接する形状を有する。このように駆動リング２６の内周面２６ｈに凹部２６ｇを設けることで、内周面２６ｈの凸凹形状がスケール３５のパターン領域３５ｍに及ぼす影響を緩和して、反射スケールパターン３５ａ，３５ｂの精度を良好に保つことができる。

図１１（ａ）〜（ｃ）には、スケール３５を駆動リング２６およびスケール保持部材４０に対して着脱する様子を示している。なお、図１０（ａ），（ｂ）にも示すように、スケール保持部材４０のうち駆動リング２６の内周面２６ｈに沿う部分には、内周面２６ｈとは反対側（駆動リング２６の内側）に向かって突出する突起部４０ｂが設けられている。

図１１（ｃ）は、スケール保持部材４０が、その突起部４０ｂがスケール３５の他端部３５ｅから周方向に離れる位置まで周方向他端側に移動（退避）され、スケール３５の他端部３５ｅは駆動リング２６の内周面２６ｈから浮き上がっている状態を示している。この状態では、駆動リング２６の固定部２６ｃとスケール保持部材４０のバネ受け部４０ａとの間に配置されたスケール付勢バネ４２の付勢力に抗してスケール保持部材４０が移動されている。図１１（ｂ）は、図１１（ｃ）の状態からスケール３５の他端部３５ｅが駆動リング２６の内周面２６ｈに当接した状態を示している。さらに、図１１（ａ）は、スケール保持部材４０が、その突起部４０ｂが駆動リング２６の内周面２６ｈとの間にスケール３５の他端部３５ｅを挟み込む位置まで、周方向一端側に移動した状態を示している。スケール保持部材４０に突起部４０ｆを設けることで、スケール保持部材４０をスケール付勢バネ４２の付勢力に抗して図１１（ａ）に示した位置から図１１（ｂ），（ｃ）に示した位置に容易に移動させることができる。このため、スケール３５の駆動リング２６およびスケール保持部材４０に対する着脱作業性を向上させることができる。

また、本実施例では、スケール付勢バネ４２をコイルバネによって構成している。これにより、スケール保持部材４０の図１１（ａ）に示した位置から図１１（ｂ），（ｃ）に示した位置までの退避量を十分に確保しながらバネ定数を小さく設定することができ、前述したスケール３５の周方向での伸縮に対して安定した付勢力を与えることができる。

本発明の実施例２について、図１２〜図１４を用いて説明する。実施例１ではスケール３５を駆動リング２６の内周面に対して押し付ける構成について説明した。本実施例では、スケールを駆動リングの円筒面である外周面に押し付ける構成について説明する。

図１２および図１３において、１２６はスケールベース部材としての駆動リングであり、不図示の固定部材に対して、光軸方向の定位置において光軸回りで回転する。１３５は可撓性を有するスケール（フィルムスケール）であり、実施例１のスケール３５と同様の反射スケールパターンを有する。スケール１３５は、駆動リング１２６の外周面１２６ｈに沿うように配置されている。１３６はスケール１３５の反射スケールパターンを光学的に読み取るセンサヘッドであり、上記固定部材に固定されている。１４２は付勢手段としてのスケール引張りコイルバネである。

図１４には、スケール１３５を示している。スケール１３５の一端部１３５ｇには、フランジ通過穴部１３５ａとそれよりも径（スケール幅方向での幅）が小さい位置決め穴部１３５ｂとがスケール長手方向につながって形成されている。また、スケール１３５の他端部１３５ｅには、スケール長手方向に延びる位置決め溝部１３５ｃが形成されている。

図１２および図１３に示すように、駆動リング１２６の外周面１２６ｈには、固定突起１２６ｂが設けられている。固定突起１２６ｂは、フランジ部と位置決め軸部とを有する。また、駆動リング１２６の外周面１２６ｈにおける固定突起１２６ｂから周方向に離れた位置には、位置決めピン１２６ｄが設けられている。さらに、駆動リング１２６の外周面１２６ｈには、バネ掛け部１２６ｃが設けられている。

スケール１３５の一端部１３５ｇは、そのフランジ通過穴部１３５ａが駆動リング１２６の固定突起１２６ｂのフランジ部を通過することで駆動リング１２６の外周面１２６ｈに当接する。そして、この状態からスケール１３５が他端部１３５ｅの側にスライドされることで位置決め穴部１３５ｂが固定突起１２６ｂの位置決め軸部に係合し、スケール１３５の一端部１３５ｇが駆動リング１２６により位置決め保持される。さらに、スケール１３５の他端部１３５ｅは、その位置決め溝部１３５ｃが駆動リング１２６の位置決めピン１２６ｄを通過することで、駆動リング１２６の外周面１２６ｈに当接する。そして、位置決め溝部１３５ｃが位置決めピン１２６ｄとスケール幅方向（光軸方向）において係合することで、スケール１３５の他端部１３５ｅは、駆動リング１２６に対して周方向への変位が許容された状態で光軸方向にて位置決めされる。

さらに、スケール引張りコイルバネ１４２の一方のフック部が駆動リング１２６のバネ掛け部１２６ｃに引っ掛けられ、該コイルバネ１４２の他方のフック部がスケール１３５の他端部１３５ｅ（位置決め溝部１３５ｃの一部であるバネ掛け部）に引っ掛けられる。これにより、スケール１３５の他端部１３５ｅに、一端部１３５ｇとは反対側への付勢力（引張り力）が作用する。そして、この付勢力により、スケール１３５の裏面（ただし、後述する非パターン裏領域）が駆動リング１２６の外周面１２６ｈに押し付けられる。すなわち、スケール引張りコイルバネ１４２は、スケール１３５の他端部１３５ｅに該スケール１３５を駆動リング１２６の外周面１２６ｈに押し付けるための付勢力を作用させる。

このような構成によれば、高低温や吸湿等によってスケール１３５が周方向に伸縮しても、スケール１３５の両端が駆動リング２６に強固に固定されている場合のようにスケール１３５に無理な力が作用し、スケール１３５に歪みが発生することを防止できる。したがって、スケール１３５における反射スケールパターンの精度を良好に維持することができる。

図１３において、１２６ｇは駆動リング１２６の周壁部に周方向に延びるように形成された溝部（穴部）である。図１４にはこの溝部１２６ｇとスケール１３５との関係を示している。図１４には、二点鎖線により、溝部１２６ｇが形成された領域を示している。一方、スケール１３５の表面は、実施例１と同様に、反射スケールパターンが設けられたパターン領域１３５ｍと、反射スケールパターンが設けられていない非パターン領域１３５ｎとを有する。そして、駆動リング１２６の溝部１２６ｇは、スケール１３５の裏面のうちパターン領域１３５ｍの裏側に形成されている。つまり、駆動リング１２６は、スケール１３５の裏面のうちパターン領域１３５ｍの裏側となるパターン裏領域には外周面（円筒面）１２６ｈが当接せず、非パターン領域１３５ｎの裏側となる非パターン裏領域には外周面１２６ｈが当接する形状を有する。

このように駆動リング１２６に溝部１２６ｇを設けることで、外周面１２６ｈの凸凹形状がスケール１３５のパターン領域１３５ｍに及ぼす影響を緩和して、反射スケールパターンの精度を良好に保つことができる。

なお、上記各実施例では、付勢手段としてコイルバネを用いる場合について説明したが、他の種類のバネや弾性部材を付勢手段として用いてもよい。

また、上記各実施例では、スケールが固定されたセンサヘッドに対して移動する場合について説明したが、センサヘッドが固定されたスケールに対して移動してもよい。つまり、センサとスケールは相対移動すればよい。

また上記実施例では、光学式の位置検出エンコーダについて説明したが、これに代えて、スケールに磁気スケールパターンが形成され、センサとして磁気センサを有する磁気式の位置検出エンコーダを用いてもよい。

さらに上記実施例では、位置検出エンコーダを交換レンズに設けた場合について説明したが、同様の取り付け構造を用いて位置検出エンコーダをレンズ一体型カメラ（ビデオカメラ、スチルカメラ）や可動レンズを用いる他の各種光学機器に搭載してもよい。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

位置検出等を高精度に行えるエンコーダを提供できる。

２６，１２６ 駆動リング
２６ｇ 凹部
３５，１３５ フィルムスケール
３６，１３６ センサヘッド
４２ スケール付勢バネ
１２６ｇ 凹部
１４２ スケール引張りコイルバネ

Claims (5)

1. 可撓性を有し、表面にスケールパターンが設けられたスケールと、
   円筒面を有し、前記スケールが前記円筒面に沿って該円筒面の周方向に延びるように配置されるスケールベース部材と、
   前記スケールパターンに対向するよう配置され、前記スケールとの前記周方向での相対移動に伴って前記スケールパターンに応じた電気信号を出力するセンサとを有するエンコーダであって、
   前記スケールの前記周方向における一端部が前記円筒面に対して位置決めされ、
   前記スケールの前記周方向における他端部に、該スケールを前記円筒面に押し付けるための付勢力を作用させる付勢手段とを有し、
   前記スケールの前記表面は、前記スケールパターンが設けられたパターン領域と、前記スケールパターンが設けられていない非パターン領域とを有しており、
   前記スケールベース部材は、前記スケールの裏面のうち、前記パターン領域の裏側となるパターン裏領域には前記円筒面が当接せず、前記非パターン領域の裏側となる非パターン裏領域には前記円筒面が当接する形状を有することを特徴とするエンコーダ。
2. 前記スケールベース部材は、前記円筒面の一部領域に、前記パターン裏領域に対向して周方向に延びる凹部または溝部を有することを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
3. 前記スケールベース部材によって前記周方向に移動可能に保持され、前記付勢手段が発生する付勢力を前記スケールの前記他端部に伝達する付勢力伝達部材を有することを特徴とする請求項１または２に記載のエンコーダ。
4. 移動可能なレンズと、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のエンコーダと、
   前記レンズの駆動に際して互いに相対移動が可能な部材であって、前記スケールベース部材としての第１の部材および前記センサを保持する第２の部材とを有することを特徴するレンズ駆動装置。
5. 請求項４に記載のレンズ駆動装置と、
   前記レンズを含む光学系とを有することを特徴とする光学機器。