JPH0675154A - レンズ位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容易にかつ高精度に、連続的な位置検出を行
うことができるレンズ位置検出装置を提供することにあ
る。 【構成】 レンズ位置検出装置Ａは、レンズ群を光軸方
向に移動させるカム筒３の回転と連動して回動する回動
軸１４を備え、この回動軸１４には、円筒形のマグネッ
ト１５を固定している。このマグネット１５は、回動方
向に沿って順に磁束密度を変化させて形成しており、一
定の位置に固定したホール素子センサー１７によって、
この回転するマグネット１５から発せられる磁力を検出
する。マグネット１５では、レンズ群の移動位置に対応
する異なった磁力が検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ズームレンズのズーム
位置（焦点距離）、或いは前玉距離合せレンズ（フォー
カシングレンズ）の前玉レンズ位置を検出するためのレ
ンズ位置検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レンズ鏡筒の縦断面図を図５に示す。一
般に、このようなズーム系レンズでは、バリエーターレ
ンズ１を光軸に沿って前進・後退させることによってズ
ーム比（焦点距離）を変化させている。前方部に位置す
るバリエーターレンズ１は円筒形状の移動枠２によって
支持されており、この移動枠２はその外周部に位置する
カム筒３とカム連結している。また、カム筒３は、その
外周部に設けられた環状のズーム環（距離環）４と一体
的に設けられており、ズーム環４を回動させるとカム筒
３が光軸を中心に回動する。このカム筒３の回動に伴
い、このカム筒３にカム連結された移動枠２が光軸方向
に前進・後退する構造となっている。

【０００３】通常、手動或いは駆動モータを用いてズー
ム比を変化させる場合には、このズーム環４を回動操作
しており、ズーム比位置を検出する測定対象としても、
このズーム環４の回転位置を検出することが一般に行わ
れている。

【０００４】この検出機構の一例を図６に示す。ズーム
環４に摺動子接片７ａを設け、これに相対する撮像素子
側の枠体６に扇形状の抵抗体７を設けており、ズーム環
４の回動に応じて摺動子接片７ａが抵抗体７表面を摺動
するので、これを抵抗値の変化として連続的に検出する
ものである。また、他の機構としては、図７に示すよう
に、駆動用のモータ８のギア部８ａと噛合したズーム環
４のギア部４ａに、さらにポテンションメータ９のギア
部９ａを噛合させ、ズーム環４の回動に応じたポテンシ
ョンメータ出力を連続的に検出するものである。さら
に、他の機構としては、図８（ａ），（ｂ）に示すよう
に、距離調節環３５の外周部に位置をずらして２列に反
射シール３６を設け、これに相対して２個のフォトセン
サ３７ａ，３７ｂを配置し、相対的な移動に伴う反射光
の有無を検出するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図６の機構で
は連続的な検出が可能である半面、摺動子接片７ａ及び
抵抗体７の表面が磨耗して、接触不良を引き起こしたり
抵抗値が変化するなど、信頼性に欠ける面があった。ま
た、検出能力を高めるために接触圧を高める必要があ
り、モーターを用いてズーム環４を駆動する場合、モー
ターにかかる負荷が増大する欠点があった。

【０００６】一方、図７に示した機構では、ズーム環４
のギア部４ａにポテンションメータ９を噛合させている
ので、この分、モーター８の負荷が増大し、余分な設置
スペースも必要となるなどの問題があった。また、図８
のようなフォトセンサによるデジィタル的な検出機構で
は、カメラのような高精度な検出分解能を必要とする機
器に対しては限界があり、不向きであった。

【０００７】本発明はこのような課題を解決すべくなさ
れたものであり、その目的は、容易にかつ高精度に、連
続的な位置検出を行うことができるレンズ位置検出装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるレンズ位
置検出装置は、レンズ鏡筒内を光軸方向に移動するレン
ズ群の位置を検出するレンズ位置検出装置において、レ
ンズ群を光軸方向に移動させる一連の駆動部材の動きに
連動して回動する回動軸と、記回動軸に対して同軸的に
固定され、この回動軸と一体的に回動し、かつ、この回
動方向に沿って磁束密度を変化させて形成した磁性部材
と、磁性部材に相対して配設し、この磁性部材から発せ
られる磁力を検出する磁気センサーとを備えたものとし
て構成する。

【０００９】

【作用】回動軸に固定された円筒形の磁性部材は、その
円周方向に沿って基準位置から順に磁束密度を増大、或
いは減少させるなどして、磁束密度を変化させて形成し
たものである。この磁性部材は、レンズ群を移動させる
一連の駆動部材に連動する回動軸に対して同軸的に固定
されているため、レンズ群の移動に伴って回動する。従
って、この磁性部材に相対して一定位置に配設された磁
気センサーでは、レンズ群の移動位置に対応する異なっ
た磁力が検出される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。なお、前述の図５〜図８に示した部材と同一
の部材には同一の参照番号を付し、説明は省略する。

【００１１】図１に、レンズ鏡筒部に備えたレンズ位置
検出装置（以下、装置という。）Ａを示す。この装置Ａ
は、円柱形のマグネット１５、マグネット１５をズーム
環４或いはカム筒３の回動と連動させる一連の連動機
構、及びホール素子センサー１７で構成する。

【００１２】マグネット１５は、その中心部を貫通する
回動軸１４に固定されており、軸方向に対して短い円柱
形状を呈している。この外周面の磁束密度の分布状態
は、基準位置を最大とし、この基準位置から円周方向に
沿って順に密度が増大又は減少するように着磁させて形
成している。本実施例で示す分布状態は、後述するよう
に基準位置を最大とする余弦関数で与えられる。

【００１３】回動軸１４の上端部と下端部には、軸受け
部１０、１１をそれぞれ配し、回動軸を回動自在に支持
している。この軸受け部１０、１１は互いに一体的に形
成されており、これらはカム筒３の外周部に同軸的に配
設された内ヘリコイド５に固定されている。この内ヘリ
コイド５はレンズ鏡筒に配設された不動部材の１つであ
り、ズーム環４或いはカム筒３が回動した場合にも、回
動せずこの位置を保つものである。

【００１４】また、この回動軸１４には、カムレバー１
３の一端部が貫通状態で固定されており、このカムレバ
ー１３の他端部には、下向きにカムレバーピン１８を設
けている。このカムレバーピン１８は、内ヘリコイド５
に形成した開口部５ａを通り、その先端部が内ヘリコイ
ド５の内側に位置するカム筒３のカム溝１２の内部に達
している。また、カムレバーピン１８は、常時、バネ１
６によってレンズ鏡筒の先端部方向に付勢されており、
このため、カムレバーピン１８の先端部は、カム溝１２
の一方の内側面に常に押し当てられた状態となってい
る。

【００１５】ホール素子センサー１７は、磁界の強さを
電気信号として検出する素子であり、レンズ鏡筒部の不
動部材に固定されており、マグネット１５の外周面に対
して僅かのギャップを設けて配設され、マグネット１５
から発せられる磁力を常時検出するものである。

【００１６】次に、以上のように構成する装置Ａの検出
機構、及び各部の動作について説明する。

【００１７】ここで、説明の便宜上、カム筒３及びマグ
ネット１５の回転の基準位置Ｏを、Wide側（ズーム比の
短焦点側）とする。レンズ鏡筒内部のレンズ群がこのWi
de側からTele側（長焦点側）に移動する場合には、カム
筒３はズーム環４と一体的に矢印１９方向に回転する。
このカム筒３のカム溝１２がこの回転方向に対して斜め
に形成されているので、カムレバーピン１８は、この回
転に伴い、カム溝１２の内側面に押圧されて矢印２０方
向に移動する。この移動によって、カムレバー１３が回
転して回動軸１３を矢印２１方向に回転させ、この回動
軸１４と一体的にマグネット１５も矢印２１方向に回転
する。このマグネット１５の回転で生ずる磁束密度の変
化をホール素子センサー１７で検出するものである。

【００１８】このカム筒３とマグネット１５の回転角の
関係を図２に示す。カム筒３が基準位置Ｏからθ₁ °ま
で回転すると、マグネット１５は基準位置Ｏからθ₂ °
まで回転し、両者は比例関係となる。そこで、図２に示
すように、マグネット１５の総回転角θ₂ °の１／２で
磁束密度がゼロとなるような位置にホール素子センサー
１７を配設すると共に、マグネット１５の総回転角θ₂
°が３０°〜５０°となるようにカム溝１２の形状を設
定する。このように設定すれば、磁束密度の余弦曲線の
直線部分を主に利用することができ、直線性の高い高精
度な検出が可能となる。なお、ホール素子センサー１７
では、マグネット１５から発せられる磁束密度Ｂｇに比
例した電気信号が取り出され、必要な回路処理が施され
る。

【００１９】他の実施例を図３に示す。装置Ｂは、装置
Ａでカム筒３に形成したカム溝１２を、ズーム環４上に
形成したものである。ズーム環４は、カム筒３と一体的
に回動する部材であるため、ズーム環４上にカム溝２２
を形成した場合にも、前述の実施例と同様にしてズーム
環４の回転角度を検出することができる。

【００２０】さらに他の実施例を図４に示す。ズーム環
４の外周部にはギア部３０を備えている。このギア部３
０には、パワーズームモーター２９の減速ギア部２８が
噛合しており、パワーズームモーター２９の駆動力によ
ってズーム環４を回動させ、ズーム比を変化させる構造
となっている。装置Ｃは、このような駆動機構に適応す
るものであり、この減速ギア部２８に対して、回動軸１
４と一体の減速ギア２３が連結しており、ズーム環４の
総回転数を３０°〜５０°位に減速している。この連結
によって、減速ギア部２８の回転が回動軸１４に伝達さ
れ、減速ギア部２８に連動して回動軸１４が回動する。
この回動軸１４には、マグネット１５が固定されてお
り、マグネット１５の外周部に相対してホール素子セン
サー１７を配設している。その他の構成要素は、前述の
実施例と同一であり、同一の参照番号を付して示す。

【００２１】装置Ｃをこのように構成した場合にも、ズ
ーム環４の回転角とマグネット１５の回転角との関係、
及び、これらの回転角度とホール素子センサー１７で検
出される磁束密度との関係は、いずれも、図２で示した
カム筒３の回転角とマグネット１５の回転角との関係等
と同一となり、同様にして検出することが可能である。

【００２２】以上説明した各実施例では、カムレバーと
カム溝、又は一連のギア部を介してカム筒又はズーム環
の動きに回動軸を連動させる機構を例示したが、この機
構に限定するものではなく、この他にも、光軸方向に沿
って移動する移動枠などに回動軸を連動させるなど、レ
ンズ群を光軸方向に移動させるための一連の駆動部材の
動きに連動し回動軸が回動する機構であれば良い。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるレ
ンズ位置検出装置は、回動方向に沿って磁束密度を変化
させて形成した磁性部材を、レンズ群を移動させる一連
の駆動部材の動きに連動して回動させたので、この磁性
部材に相対して一定位置に配設された磁気センサーで
は、レンズ群の移動位置に対応する磁力を検出すること
ができ、これによってレンズ群の位置を連続して、しか
も高精度に検出することが可能となる。

【００２４】また、最終検出部が非接触であるため、従
来の接触式に比べて大幅に信頼性が向上すると共に、従
来のポテンションメータを用いる機構に比べ、モーター
にかかる負荷を減少させることができる。さらに、磁性
部材と磁気センサーとを用いるため、従来の抵抗体、或
いはポテンションメータを用いる機構に比べて安価に製
造できるなどの効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるレンズ位置検出装置を示す斜視
図である。

【図２】カム筒の回転角とこれに連動するマグネットの
回転角の関係を示すと共に、これらの回転角度とホール
素子センサーで検出される磁束密度との関係を示すグラ
フである。

【図３】レンズ位置検出装置の他の実施例を示す斜視図
である。

【図４】レンズ位置検出装置のさらに他の実施例を示す
斜視図である。

【図５】レンズ鏡筒の内部構造を示す縦断面図である。

【図６】従来のレンズ位置検出装置の一例を示す斜視図
である。

【図７】従来のレンズ位置検出装置の他の例を示す斜視
図である。

【図８】（ａ）は従来のレンズ位置検出装置のさらに他
の例を示す斜視図、（ｂ）はその要部断面図である。

【符号の説明】

３…カム筒、４…ズーム環、１４…回動軸、１５…マグ
ネット（磁性部材）、１７…ホール素子センサー（磁気
センサー）、Ａ，Ｂ，Ｃ…レンズ位置検出装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズ鏡筒内を光軸方向に移動するレン
   ズ群の位置を検出するレンズ位置検出装置において、 前記レンズ群を光軸方向に移動させる一連の駆動部材の
   動きに連動して回動する回動軸と、 前記回動軸に対して同軸的に固定され、この回動軸と一
   体的に回動し、かつ、この回動方向に沿って磁束密度を
   変化させて形成した磁性部材と、 前記磁性部材に相対して配設し、この磁性部材から発せ
   られる磁力を検出する磁気センサーと、 を備えたことを特徴とするレンズ位置検出装置。