JP5043318B2 - 光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、交換レンズ装置、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の光学機器に関し、さらに詳しくは、光学素子の位置検出系にセンサとスケールとにより構成されるエンコーダ等の検出器を用いた光学機器に関するものである。

上記のような光学機器において、例えばオートフォーカス（以下、ＡＦと記す）制御には、フォーカスレンズ又は該フォーカスレンズに駆動力を伝達する系を構成する部材の位置を検出する位置検出系が必要である。これは、フォーカスレンズがオートフォーカス演算によって算出された合焦位置に正確に移動したか否かを判別するためである。このため、特許文献１には、駆動力を伝達する系を構成する回転部材の回転位置を検出する検出器を設けたレンズ装置が開示されている。

また、最近の撮像素子の高画素化に伴い、オートフォーカスの高精度化が求められている。オートフォーカスを高精度化するためには、位置検出系の高分解能化が必要である。このため、特許文献２には、位置検出系にパルスエンコーダを用い、該パルスエンコーダの分解能を高める方法が開示されている。また、特許文献３には、エンコーダの小型化と光学機器への組込み性に優れた反射式光学エンコーダが開示されている。
特開平２−２５３２１３号公報（４頁左上欄１１行〜同頁右上欄２０行、図１、２等） 特開平９−２５０９３３号公報（段落００１７〜００２４、図１） 特開２００３−３３７０５２号公報（段落００５４〜００８６、図１等）

しかしながら、上記特許文献２，３に開示された位置検出構成では、以下のような問題がある。

図１２Ａには、レンズ装置におけるフォーカスレンズの駆動系の一部を光軸方向から見て示している。１０１は光軸ＡＸＬを中心として配置された固定部材である。１０２は回転部材であり、固定部材１０１の外周において、不図示のアクチュエータ（振動型モータ等）によって駆動され、光軸ＡＸＬの周囲で回転する。１０３は回転部材１０２に設けられ、回転部材１０２の回転を、不図示のフォーカスレンズ駆動機構に伝達するキー部材である。該キー部材１０３は、実際には光軸方向（図の紙面に垂直な方向）に延びてフォーカスレンズ駆動機構を構成する部材に係合している。さらに、１０４は回転部材１０２の光軸方向端面に設けられ、キー部材１０３に対して９０°離れた位置を中央として円弧状に延びるスケールである。１０５は固定部材１０１に取り付けられ、キー部材１０３に対して９０°離れた位置でスケール１０４に対向する光学センサである。これらスケール１０４および光学センサ１０５によって、特許文献３に開示された反射式光学エンコーダが構成され、回転部材１０２とともにスケール１０４がセンサ１０５に対して回動することで、回転部材１０２の回転（回転量）を検出できる。固定部材１０１と回転部材１０２の間には、回転部材１０２の回転を許容するためのギャップ（ガタ）が設けられている。

このような構成において、図１２Ａの状態において、アクチュエータから回転部材１０２に時計回り方向の回転力が加わると、図１２Ｂに示すように、まず回転部材１０２は上記ギャップの分、矢印方向に固定部材１０１に対してシフトする。このシフトを、以下、初期シフトという。その後、回転部材１０２は固定部材１０１と接触した箇所を支点として時計回り方向に回転する。上記初期シフトにおいて、キー部材１０３はシフト量Ｄだけ移動する。

しかし、キー部材１０３に対して９０°離れた位置に配置されたセンサ１０５とスケール１０４との間には回転方向の相対変位は生じない。したがって、キー部材１０３が移動してフォーカスレンズ駆動機構に駆動力が伝達されたにもかかわらず、回転部材１０２の回転、つまりはフォーカスレンズの移動が検出されないことになる。

また、初期シフト後の回転状態において、図１２Ｃに示すように、図中のＯ点を中心とした回転部材１０２の傾きが発生する。このとき、図１２Ａの状態から回転部材１０２が角度Ｇだけ傾き、キー部材１０３が回動量Ｅだけ回転したにもかかわらず、スケール１０４はセンサ１０５に対して回転量Ｆ（＜Ｅ）しか回転しない。つまり、キー部材１０３によるフォーカスレンズの駆動量に対応しない回転部材１０２の回転量が検出されることになる。そして、図１２Ｂや図１２Ｃにて説明した検出誤差によって、オートフォーカス制御の高精度化が妨げられる。

本発明は、光学素子の駆動系に含まれる回転可能な部材の回転を、スケールとセンサとを用いた検出系によって精度良く検出することができるようにした光学機器を提供することを目的としている。

本発明の一側面としての光学機器は、第１の部材と、該第１の部材に対し、光学機器の光軸回りで回転可能な第２の部材と、光学素子を駆動する駆動機構と、前記第１の部材に対して前記光軸を中心とする所定角度領域内で移動して前記第２の部材からの駆動力を前記駆動機構に伝達する伝達部材と、前記第１および第２の部材のうち一方の部材に設けられたスケールと、前記第１および第２の部材のうち他方の部材に設けられ、前記スケールとの相対変位に応じた信号を出力するセンサとを有し、前記センサは、光軸方向から見て前記所定角度領域に重なる位置に配置されている。そして、前記伝達部材を前記所定角度領域の全域で移動させる間に、少なくとも、前記センサと前記スケールと前記伝達部材とが前記光軸方向から見て前記光軸を通り前記光軸に垂直な同一直線上に位置する状態になり、前記伝達部材は、前記第２の部材における周方向に１箇所のみ設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、光軸直交断面において第２の部材が第１の部材に対してシフトしたり傾いたりしても、該シフト量や傾き量に概ね対応するセンサとスケールの相対変位を得ることができる。したがって、回転部材である第２の部材の回転検出を高精度に行うことができ、その結果、光学素子の位置制御を高精度に行うことが可能となる。

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１〜図８には、本発明の実施例であるズームレンズ鏡筒（レンズ装置）を示している。このズームレンズ鏡筒は、図１に示すように、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子１０１を備えた一眼レフデジタルカメラ（以下、カメラ本体という）１００又はフィルムを使用する一眼レフフィルムカメラに対して着脱可能な交換レンズである。

図１は、該ズームレンズ鏡筒のＷＩＤＥ端における内部構成を示す断面図であり、図２はＴＥＬＥ端における内部構成を示す断面図である。図３は本ズームレンズ鏡筒のフォーカスユニットを光軸方向から見たときの構成を示す図であり、図４は図３におけるＡ−Ａ線での断面図である。図５はフォーカスユニットを構成する部材の斜視図であり、図６は該フォーカスユニットに設けられるセンサおよびセンサホルダを示す斜視図である。さらに、図７は、センサに接続されるＦＰＣユニットの斜視図であり、図８は該ＦＰＣユニットをフォーカスユニットに組み込んだ状態を示す斜視図である。

まず、図１〜図４を用いて本実施例のズームレンズ鏡筒の構成について説明する。本レンズ鏡筒は、焦点距離範囲が２４ｍｍ〜１０５ｍｍのズームレンズであり、ズームリング７の回転操作に連動してカム環３０を案内筒２９に対して光軸方向定位置で回転させることにより、焦点距離が変化する。

Ｌ１は１群レンズユニットであり、１群保持枠１９に保持されている。１群保持枠１９は、その外周に配置された移動筒１に不図示のビスにより一体的に固定されている。

移動筒１は、直進筒２４に不図示のビスで固定されている。案内筒２９には、光軸方向に延びるように直進溝（図示せず）が形成されており、カム環３０には第１のカム溝（図示せず）が形成されている。これら直進溝と第１のカム溝には、直進筒２４に一体的に固定された直進カムフォロワ（図示せず）が係合している。これにより、カム環３０の回転に伴い、ＷＩＤＥ端とＴＥＬＥ端との間で、移動筒１およびこれに保持された１群レンズユニットＬ１が光軸方向に移動する。なお、１群鏡筒１９は移動筒１に対してビスで固定される前に、位置調整ができる構成となっている。

Ｌ２は２群レンズユニットであり、２群鏡筒２７に保持されている。２群鏡筒２７の外周部には、不図示のカムフォロワ部とキー連動部２７ａとが形成されており、それぞれフォーカスカム環２８の内周に形成されたカム２８ａとフォーカスユニット４０内のフォーカスキー５０とに係合している。これにより、２群鏡筒２７は、フォーカスユニット４０の出力によりフォーカスキー５０が回転した際に、これに連動したカム２８ａとカムフォロワ部とのカム作用によって、光軸回りで回転しながら光軸方向に移動する。フォーカスユニット４０の詳細については後述する。

本実施例のレンズ鏡筒は、いわゆるインナーフォーカスレンズであり、焦点距離に応じて焦点調節のための２群レンズユニットＬ２の移動量を異ならせる必要がある。つまり、焦点距離に応じてフォーカスカム２８ａの使用位置を変える必要がある。

フォーカスカム環２８に一体的に設けられたカムフォロア部（図示せず）は、カム環３０に光軸方向に延びるように形成された連動溝（図示せず）と案内筒２９に形成された補正カム（図示せず）とに係合している。これにより、フォーカスカム環２８は、カム環３０とともに光軸回りで回転しながら光軸方向に移動する。このような構成により、フォーカスカム２８ａの使用位置を焦点距離の変化に応じて変化させてもピントずれを生じさせない位置に２群レンズユニットＬ２を移動させることができる。

Ｌ３は３群レンズユニットであり、３群鏡筒３２に保持されている。３群鏡筒３２の被写体側（以下、前側ともいう）には、副絞りユニット３１が固定されている。Ｌ４は４群レンズユニットであり、４群鏡筒３４に保持されている。

４群鏡筒３４の前側には、本レンズ鏡筒の開口径を決める絞りユニット３３が固定されている。また、４群鏡筒３４の像面側（以下、後側ともいう）には、周方向等間隔に設けられた３本の接続部３４ａが延びており、その後端には７群鏡筒３６が不図示のビスにより固定されている。

また、４群鏡筒３４の前側端面には、絞りユニット３３を挟んで３群鏡筒３２が固定されている。さらに、４群鏡筒３４の外周面には、周方向等間隔の３箇所に不図示のカムフォロワが固定されている。このカムフォロワは、カム環３０に形成された第２のカム溝（図示せず）と、案内筒２９に形成された直進溝（図示せず）とに係合している。これにより、３群，４群および７群レンズユニットＬ３，Ｌ４，Ｌ７はカム環３０の回転に伴って一体的に光軸方向に移動する。また、案内筒２９に設けられたカムによって副絞りユニット３１内の回転部材が回転し、副絞りの開口径が焦点距離によって変化してＦナンバーの変動を抑えている。

Ｌ５はシフトレンズユニット（５群レンズユニット）であり、防振ユニット３５を構成している鏡筒に保持されている。防振ユニット３５は、コイルとマグネットにより構成されるアクチュエータによってシフトレンズユニットＬ５を光軸に略直交する方向に駆動する。また、防振ユニット３５のベース部材の後側には、６群鏡筒３５ａが３本のビス３５ｂによって固定されている。防振ユニット３５の外周における周方向３箇所には、不図示のカムフォロワが固定されている。これらのカムフォロアは、カム環３０に形成された第３のカム溝（図示せず）と、案内筒２９に形成された直進溝（図示せず）とに係合している。これにより、カム環３０の回転に伴い、５群および６群レンズユニットＬ５，Ｌ６が光軸方向に一体的に移動する。なお、本実施例に用いられている防振ユニット３５は、公知の構成を有しており、その内部構成および詳細な制御に関しての説明は省略する。

７群レンズユニットＬ７は、７群鏡筒３６によって保持されており、７群鏡筒３６は、前述したように３群鏡筒３４の接続部３４ａの後端に固定されている。

以上のように構成されたレンズ鏡筒では、撮影者がズームリング７を回転させると、不図示の連動キーによってカム環３０が一緒に回転する。カム環３０は、案内筒２９とバヨネット結合しているため、案内筒に対しては定位置で回転する。

案内筒２９は、本レンズ鏡筒における固定部を構成し、固定継筒５、外装環８およびカメラ本体１００に装着するためのマウント９と一体的に構成されている。

１７はマウント９の内側に配置された裏蓋であり、レンズ鏡筒内の内面反射を防止するための部材である。

１０はシーリングゴムであり、マウント９がカメラ本体１００に装着される際に、該カメラ本体１００と当接して、マウント９付近の防水防滴性を確保する。

また、１６はカメラ本体１００側との通信を行う接点ブロックであり、レンズ鏡筒の制御を行うＣＰＵ（図示せず）が実装されているメイン実装基板３７にフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）３８を介して接続されている。

いわゆる振動型モータを駆動源とするフォーカスユニット４０は、案内筒２９に固定されている。フォーカスユニット４０のベース部材の先端部には、固定筒２３が固定されている。

固定筒２３とフォーカスユニット４０の間のスペースには、レンズ鏡筒の垂直（ピッチ）方向および水平（ヨー）方向の振動を検出するための２つの振動ジャイロ４３がその周囲を固定筒２３とフォーカスユニット４０によって囲まれるように保持されている。このような配置により、振動ジャイロ４３に対して騒音等の外乱の影響が及ぶことを防止している。なお、振動ジャイロ４３は不図示のＦＰＣによってメイン実装基板３７と接続されている。メイン実装基板３７は、該振動ジャイロ４３からの信号に基づいて防振ユニット３５を制御する。

固定筒２３と固定継筒５の前側端面との間にはフォーカスリング３が配置されている。フォーカスリング３の後端部は、フォーカスユニット４０内の連結部に係合しており、フォーカスリング３を回転させることで、前述したフォーカスキー５０を回転させる。これにより、２群レンズユニットＬ２を光軸方向に移動させて、マニュアルフォーカスが行える。

フォーカスリング３の内周部にはその全周にわたって形成された溝３ａがあり、この溝３ａには、固定筒２３の周方向等間隔の３箇所にビス２６によって固定されたコロ２５が係合している。これにより、フォーカスリング３は、固定筒２３に対する光軸方向への移動が阻止された状態で回転操作が可能となっている。

４，６は操作ゴムであり、それぞれフォーカスリング３およびズームリング７の外周面上に形成された溝内に嵌め込まれ、各リングの操作を行い易く（滑らないように）している。

また、３９は距離目盛が印刷されているシートであり、前述したフォーカスキーが固定された回転環(コロリング５４)上に設けられている。該シート３９上の距離目盛は、固定継筒５上に設けられた窓１１を通して撮影者が確認することができる。

本レンズ鏡筒では、上記操作部には防水防滴構造としてシーリング部材４１，４２を設けたり、防水防滴油を塗布したりしている。これにより、レンズ鏡筒全体として防水防滴性能を発揮できる。また、図１と図２から分るように、本レンズ鏡筒はズーミングによって全長が変化する。

次に、図３〜図８を用いて本実施例のフォーカスユニット４０について説明する。フォーカスキー５０は、フォーカスユニット４０の出力部であり、フォーカスユニット４０の回転出力を２群鏡筒２７に伝達する伝達部材である。フォーカスキー５０の先端部５０ａは、２群鏡筒２７のキー連動部２７ａと、光軸方向の移動を許容した状態で回転方向において係合する。

５１はユニット本体であり、フォーカスユニット４０の固定部としての第１の部材を構成する。該ユニット本体５１の後端部５１ａに設けられた内側突起部において、図１に示した案内筒２９にビス止め固定されている。

５２はマニュアル連結環であり、その外周に設けられた突起部５２ａがフォーカスリング３の後側凹部（図示せず）に係合する。これにより、フォーカスリング３の回転をフォーカスユニット４０に入力できる。マニュアル連結環５２の内周面は、マニュアル摺動部材５３に対して周方向および光軸方向にて摺動可能である。マニュアル摺動部材５３は、ユニット本体５１に回転が阻止された状態で結合している。

５４はユニット本体５１の外周に配置されたコロリングであり、ユニット本体５１に対して光軸の周囲において回転可能な回転部材としての第２の部材を構成する。図４および図５に示すように、コロリング５４の外周面における等間隔３箇所には、光軸に直交する方向に延びる軸５４ａが形成されている。この軸５４ａには、コロ５５が止め輪５６によって回動自在に保持されている。コロリング５４の前側には摺動部５４ｂが設けられており、該摺動部５４ｂはユニット本体５１の摺動部５１ｂに対して回転方向に摺動する。また、コロリング５４の周方向１箇所には、前述したフォーカスキー５０がビス７０によって固定されている。また、図４および図５に示すように、コロリング５４の内周面５４ｃのうち摺動部５４ｂの後側には、スリットが設けられた反射面が周方向に多数形成された反射スケール５７が両面テープによって接着されている。

ユニット本体５１の内周側には、ストッパ端面５１ｃ，５１ｄが周方向に離れて形成されている。これらストッパ端面５１ｃ，５１ｄにフォーカスキー５０の周方向両端５０ｂ，５０ｃがそれぞれ当接することで、フォーカスキー５０の回動範囲が制限される。

反射スケール５７に対向する位置には、センサ５９がセンサホルダ５８によってユニット本体５１に固定されている。このセンサホルダ５８の詳細は後述する。

６０は連結環であり、その前端はコロリング５４に設けられた３つのコロ５５に当接している。また。連結環６０の後端はゴムリング６１を介して振動型モータを構成しているロータ６２に結合されている。

６３は振動型モータのステータである。ステータ６３の後端には圧電素子ＰＺＴが貼り付けられている。圧電素子ＰＺＴは、給電用ＦＰＣ６８と一体となっており、該ＦＰＣ６８から入力される電気信号によってステータ６３に振動を励起する。ステータ６３の前端面の質点には楕円運動の振動が発生する。これにより、ステータ６３の前端面に圧接するロータ６２を回転駆動する。また、ステータ６３は、その後方に設けられたフェルト部材６４を介して加圧バネ６５および加圧リング６６によって前方に加圧された状態でユニット本体５１に保持されている。この加圧力によって、ステータ６３がロータ６２に圧接し、連結環６０の前端面がコロ５５に圧接する。

以上の構成において、振動型モータの出力によってロータ６２および連結環６０が回転すると、コロ５５がマニュアル連結環５２の後端面上を転動する。これにより、コロリング５４が図４に示す光軸（ズームレンズ鏡筒の光軸）ＡＸＬの周囲で回転する。そして、コロリング５４に取り付けられたフォーカスキー５０が上記回動範囲で回動し、２群鏡筒２７を回転させる。２群鏡筒２７が回転すると、フォーカスカム環２８に形成されたカム２８ａと２群鏡筒２７に設けられたカムフォロワ部とのカム作用によって、２群鏡筒２７は光軸方向に移動する。このフォーカスカム環２８と２群鏡筒２７とのカム機構が、フォーカス駆動機構を構成する。

マニュアルフォーカス操作を行う場合には、マニュアル連結環５２を回転操作する。マニュアル連結環５２の回転により、コロ５５が連結環６０の前端面上を転動し、これによりコロリング５４が光軸ＡＸＬの周囲で回転する。フォーカスキー５０は上記回動範囲で回動し、２群鏡筒２７を回転駆動する。以上の構成によって、２入力１出力のフォーカスユニットを達成できる。

なお、振動型モータの制御（オートフォーカス制御）は、カメラ本体１００から送信されてきた焦点検出情報と、センサ５９および反射スケール５７によって構成されるエンコーダからの出力とに基づいて行われる。該制御は、図１および図２に示すメイン回路基板３７上に構成された不図示の制御回路によって行われる。具体的なオートフォーカス制御の内容や、振動型モータの駆動原理は公知であるのでここでは説明を省略する。

図５には、図３に示したコロリング５４、フォーカスキー５０、反射スケール５７、センサホルダ５８およびセンサ５９を抜き出して示している。

反射スケール５７は、コロリング５４の径方向の段差５４ｅと周方向の段差５４ｄを基準にして、コロリング５４の内周面５４ｃに貼り付けられている。フォーカスキー５０およびセンサ５９は、反射スケール５７の反射領域の周方向中央部に配置されている。言い換えれば、センサ５９は、フォーカスキー５０の回動範囲の中央部に対応する位置に配置されている。５４ｆは不図示のフォーカスブラシを取り付ける台座部分であり、コロリング５４の回転位相ゾーンを検知するために設けられている。回転位相ゾーンとの検出と、センサ５９および反射スケール５７による回転量検知とを組み合わせることで、より高い回転検出分解能を実現できる。

ここで、コロリング５４とユニット本体５１との間には、コロリング５４を回転可能とするためのギャップ（径方向の嵌合ガタ）が設けられている。このため、振動型モータからの駆動力がコロリング５４に作用すると、コロリング５４およびフォーカスキー５０は、矢印Ｂ方向に移動する。しかし、このとき、センサ５９に対して反射スケール５７も矢印Ｂ方向に移動するので、フォーカスキー５０の移動を検出することができる。

このことについて、図９および図１０Ａ，１０Ｂを用いて説明する。図９には、本実施例におけるユニット本体５１、コロリング５４、フォーカスキー５０、反射スケール５７およびセンサ５９の位置関係を光軸方向から見て模式的に示している。なお、図９では、フォーカスキー５０と反射スケール５７とセンサ５９とが同一断面上に配置されているように記載されているが、実際は、フォーカスキー５０は、反射スケール５７とセンサ５９よりも前方（図９の紙面に垂直な方向）に配置されている。

この図において、Ｍは光軸ＡＸＬを中心としたフォーカスキー５０（の中心）の回動範囲を示す。Ｒは光軸ＡＸＬを中心とし、該光軸ＡＸＬとフォーカスキー５０の回動範囲の両端位置とを通る２本の直線Ｐで挟まれた角度領域（以下、所定角度領域という）である。センサ５０は、光軸方向から見てこの所定角度領域Ｒに重なる位置、特に該所定角度領域Ｒの中央に重なるように配置されている。なお、ここにいう光軸方向から見て所定角度範囲Ｒに重なるとは、図９の紙面上に示した所定角度範囲Ｒを、光軸方向である紙面に垂直な方向（奥方向および手前方向）に延ばした立体的な範囲内に含まれることを意味する。また、所定角度範囲Ｒに重なる位置とは、センサ５０の一部が該所定角度範囲Ｒの端を示す直線Ｐと光軸ＡＸＬを通る面上にあればよい。

なお、前述したコロリング５４とユニット本体５１間のギャップによるコロリング５４のシフトや傾きによって、実際の光軸ＡＸＬを中心としたフォーカスキー５０の回動範囲Ｍ′は、該ギャップがないとした場合の回動範囲Ｍ９ｌよりも若干広くなる。このため、所定角度領域Ｒを回動範囲Ｍ′に対応した領域として扱ってもよい。

また、Ｓは反射スケール５７の貼り付け範囲を示す。該貼り付け範囲Ｓの中央寄りの部分は、光軸方向から見て所定角度領域Ｒに重なる。

図１０Ａに示すように、振動型モータからコロリング５４に時計回り方向の回転力が加わると、まずコロリング５４およびフォーカスキー５０は上記ギャップの分、矢印Ｂ方向にユニット本体５１に対してシフトする。本実施例では、センサ５９を所定角度領域Ｒに重なるように配置しているため、この初期シフトにおけるフォーカスキー５０のシフト量Ｄに対応する相対変位がセンサ５９と反射スケール５７との間に生じる。したがって、フォーカスキー５０のシフト量Ｄに対応するコロリング５４の回転量がセンサ５９によって検出される。

また、初期シフト後の回転状態において、図１０Ｂに示すように、図中のＯ点を中心としたコロリング５４の傾き（角度Ｇ）が発生した場合でも、これによるフォーカスキー５０の回転量Ｅに対応する相対変位がセンサ５９と反射スケール５７との間に生じる。したがって、フォーカスキー５０の回動量Ｅに対応するコロリング５４の回転量がセンサ５９によって検出される。

このように、本実施例によれば、コロリング５４の光軸ＡＸＬを中心とする回転以外の動きであって、フォーカスキー５０によるフォーカス駆動機構の駆動を伴う動きをセンサ５９によって検出することができる。したがって、本実施例のズームレンズ鏡筒でのオートフォーカス制御の高精度化を達成できる。

なお、センサ５９は、必ずしも所定角度領域Ｒの中央に重なる位置に配置しなくてもよい。例えば、図１１に示すように、該所定角度領域Ｒの中央から周方向にずれた位置に配置してもよい。この場合も、反射スケール５７の貼り付け範囲Ｓの一部は、光軸方向から見て所定角度領域Ｒに重なる。そして、この場合においても、コロリング５４の光軸ＡＸＬを中心とする回転以外の動きであって、フォーカスキー５０によるフォーカス駆動機構の駆動を伴う動きをセンサ５９によって検出することができる。言い換えれば、図９および図１１から明らかなように、フォーカスキー５０を所定角度領域Ｒの全域で移動させる間に、少なくとも、センサ５０とスケール５７とフォーカスキー５０とが光軸方向から見て光軸ＡＸＬを通り該光軸ＡＸＬに垂直な同一直線（図中の所定角度領域Ｒの中心を示す一点鎖線や直線Ｐ等）上に位置する状態になればよい。この状態から図１０Ａに示すようにコロリング５４が矢印Ｂ方向に移動すると、上述したようにセンサ５９に対して反射スケール５７も矢印Ｂ方向に移動するので、フォーカスキー５０の移動を検出することができる。

次にセンサ５９の保持方法について図６〜図８を用いて説明する。センサ５９は、発光部５９ａと受光部５９ｂとが一体的に構成されたセンシング部を有する。ここで、発光部５９ａからの光が直接受光部５９ｂに到達しないように、センサ５９の内部は隔壁５９ｃによって分離されている。また、センサ５９は、そのセンサ配線部が直接露出しないように、アクリルやガラス等の透過素材で覆われている。センサ５９の外観形状は略直方体である。また、センサ上面５９ｄとセンシング部の間の距離は一定に固定されている。

センサ上面５９ｄの反対面には端子（不図示）が形成され、センサＦＰＣ６７に直接半田付け実装されて電気的に接続される。センサＦＰＣ６７上には、位置検知用のセンサ５９の他に、制御用の電気素子が複数個実装されている。

また、センサ５９は、上面５９ｄをセンサホルダ５８の背面に形成された突き当て面５８ａに当接させた状態でセンサホルダ５８に接着固定される。センサホルダ５８のうち突き当て面５８ａが形成された部分には、センサ５９の発光および受光を許容するための開口が形成されている。

センサ５９は、センサホルダ５８に固定され、かつセンサＦＰＣ６７に実装された状態で、図８に示すようにセンサＦＰＣユニットとしてユニット本体５１に固定される。センサ５９はセンサホルダ５８の前後の面５８ｂ，５８ｃの間に挿入されることで、ユニット本体５１に対して前後方向（光軸ＡＸＬの方向）に位置決めされる。

センサホルダ５８には、爪部５８ｄが対角位置４箇所に設けられており、各爪部５８ｄの内側には半球状の突起５８ｅが設けられている。一方、ユニット本体５１には、角穴５１ｅが設けられており、該角穴５１ｅには爪部５８ｄが入り込める。

角穴５１ｅに爪部５８ｄを通過させた後、センサホルダ５８自体を光軸方向にずらすことで、センサＦＰＣユニットのユニット本体５１への取り付けを行うことができる。このとき、ユニット本体５１の外周平面部５１ｆと、センサホルダ５８の脚部を構成する当接部５８ｆとが当接する。これにより、ユニット本体５１の径方向でのセンサホルダ５８およびセンサ５９の位置（つまりはセンシング部の反射スケール５７との対向距離）が決まる。また、ユニット本体５１に形成されたピン５１ｇにセンサホルダ５８に形成された凹部５８ｇが係合することで、ユニット本体５１の周方向でのセンサホルダ５８およびセンサ５９の位置が決定される。

センサホルダ５８は、弾性変形可能な金属板によって形成されている。このため、ユニット本体５１への取り付け時にユニット本体５１に対して光軸方向にずらされた際に、ユニット本体５１における角穴５１ｅに隣接する厚み部分を半球状突起５８ｅと当接部５８ｆとで弾性力により挟み込む。このとき、半球状突起５８ｅが設けられた爪部５８ｄが弾性変形するので、当接部５８ｆを基準としたセンサ５９の径方向位置には影響しない。

次に、図７中に示したセンサＦＰＣ６７の斜線部に配置されている両面テープ６７ａによって、センサＦＰＣ６７をユニット本体５１に貼り付ける。以上の作業により、センサ５９はユニット本体５１と完全に一体化できる。

一般に、ＦＰＣ６７の厚み、両面テープ６７ａの厚み、さらには半田付けの厚みにはばらつきがある。このため、個々のレンズ鏡筒において、ＦＰＣ６７の下面からセンサ５９の上面（センシング部）まで距離にばらつきが生じる場合が多い。しかし、上述したセンサホルダ５８を介してセンサ５９をユニット本体５１に取り付けることにより、センシング部と反射スケール５７との間のギャップである対向距離の変動を最小限に抑えることができる。すなわち、該対向距離を精度良く管理できる。したがって、反射スケール６７のピッチを細かくしても高精度な回転量検出を行うことができる。

また、センサホルダ５８には、発光部５９ａからの光がコロリング５４の摺動部５４ｂ以外の隙間から光軸方向前方に漏れるのを防止するために、センサホルダ５８の発光部側のエッジを覆う遮光部５８ｈが設けられている。遮光部５８ｈの幅は、センサ５９の幅より広くなっている。このため、センサ５９上の透過素材を透過して射出した光がセンサＦＰＣユニット外へ漏れ出ないようにすることができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、請求項の記載した内容の範囲内で種々の変形や変更が可能である。例えば、上記実施例では、センサ５９を固定部材であるユニット本体５１に設け、反射スケール５７を回転部材であるコロリング５４に設けた場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、センサを回転部材に設け、反射スケールを固定部材に設けてもよい。この場合でも、センサは、光軸方向から見て所定角度領域Ｒに重なる位置に配置される。

さらに、上記各実施例では、一眼レフカメラ用の交換レンズ鏡筒について説明したが、本発明は、レンズ一体型のカメラ、ビデオカメラ等の光学機器のレンズ鏡筒部にも適用することができる。

本発明の実施例１であるレンズ鏡筒のＷＩＤＥ状態での断面図。 実施例１のレンズ鏡筒のＴＥＬＥ状態での断面図。 実施例１のレンズ鏡筒に搭載されるフォーカスユニットの正面図。 図３のＡ−Ａ線での断面図。 実施例１のフォーカスユニットを構成するコロリング、フォーカスキー、センサおよび反射スケールを示した斜視図。 実施例１に用いられるセンサホルダの斜視図。 実施例１におけるセンサＦＰＣユニットの斜視図。 実施例１におけるフォーカスユニットへのセンサＦＰＣユニットの取り付け状態を示す斜視図。 実施例１のフォーカスユニットの模式図。 実施例１のフォーカスユニットの模式図。 実施例１のフォーカスユニットの模式図。 実施例１のフォーカスユニットの変形例を示す模式図。 従来のフォーカスユニットの模式図。 従来のフォーカスユニットの模式図。 従来のフォーカスユニットの模式図。

符号の説明

Ｌ１〜Ｌ７ レンズユニット
３ フォーカスリング
７ ズームリング
３５ 防振ユニット
３７ メイン回路基板
４０ フォーカスユニット
５０ フォーカスキー
５１ フォーカスユニット本体
５４ コロリング
５７ 反射スケール
５８ センサホルダ
５９ センサ

Claims (7)

1. 第１の部材と、
   該第１の部材に対し、光学機器の光軸回りで回転可能な第２の部材と、
   光学素子を駆動する駆動機構と、
   前記第１の部材に対して前記光軸を中心とする所定角度領域内で移動して前記第２の部材からの駆動力を前記駆動機構に伝達する伝達部材と、
   前記第１および第２の部材のうち一方の部材に設けられたスケールと、
   前記第１および第２の部材のうち他方の部材に設けられ、前記スケールとの相対変位に応じた信号を出力するセンサとを有し、
   前記センサは、光軸方向から見て前記所定角度領域に重なる位置に配置され、
   前記伝達部材を前記所定角度領域の全域で移動させる間に、少なくとも、前記センサと前記スケールと前記伝達部材とが前記光軸方向から見て前記光軸を通り前記光軸に垂直な同一直線上に位置する状態になり、
   前記伝達部材は、前記第２の部材における周方向に１箇所のみ設けられていることを特徴とする光学機器。
2. 前記センサが、光軸方向から見て前記所定角度領域の中央部に重なるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記スケールの少なくとも一部が、光軸方向から見て前記所定角度領域に重なる領域内に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学機器。
4. 前記スケールは、前記一方の部材の外周面又は内周面に設けられ、
   前記センサは、前記スケールとの相対変位を検出するセンシング部を有し、少なくとも前記センシング部が前記スケールに対向するように前記他方の部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学機器。
5. 前記センシング部は、前記スケールに向けて光を発する発光部と前記スケールからの反射光を受ける受光部とにより構成されていることを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
6. 前記センサはセンサ保持部材を介して前記他方の部材に取り付けられており、
   前記センサ保持部材は、前記他方の部材における前記スケール側の面に当接する部分と、前記センサにおける前記スケール側の面に当接する部分とを有し、前記センサ保持部材によって前記スケールと前記センサとの対向距離が決められていることを特徴とする請求項４又は５に記載の光学機器。
7. 前記駆動機構は、カムフォロア部を有し前記光学素子を保持する保持枠と、前記カムフォロア部が係合するカムを有し、前記保持枠の回転により前記保持枠を光軸方向へ移動させるカム環と、を含み、
   前記伝達部材は、前記保持枠に係合していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光学機器。