WO2013046896A1 - レンズ装置、撮像ユニット、及び撮像装置 - Google Patents

レンズ装置、撮像ユニット、及び撮像装置 Download PDF

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WO2013046896A1
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lens
zoom
gear
displacement
lens device
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PCT/JP2012/069028
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Inventor
慎治 大塚
Original Assignee
富士フイルム株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens

Definitions

  • the present invention relates to a lens device, an imaging unit, and an imaging device.
  • zoom lens as an imaging lens.
  • the zoom lens is zoomed by rotating the zoom ring to move the zoom lens group in the optical axis direction.
  • a zoom position detection device for the imaging lens is provided in order to change the lens movement amount during focusing, or to perform exposure correction accompanying a change in the F value according to each zoom position.
  • the zoom position detecting device generally uses an encoding plate and a brush that is in sliding contact with the encoding plate.
  • an encoding plate arranged along the optical axis on the outer periphery of the imaging lens, and an encoding supported by the zoom lens barrel A brush that is in sliding contact with the plate is used.
  • the zoom position is detected by relatively changing the sliding contact position between the brush and the encoding plate by the movement of the zoom lens barrel (see Patent Document 1).
  • the rotation of the zoom lens barrel is taken out with a pinion gear, and the encoding disk and fixed brush that are driven to rotate by the pinion gear And are used.
  • the zoom position is detected by changing the sliding contact position between the brush and the encoding disk by the rotation of the zoom lens barrel (see Patent Document 2).
  • the signal voltage or binary value from the brush changes with the resistance value.
  • a digital signal for a plurality of bits is obtained, and the zoom position is electrically identified based on this digital signal.
  • the zoom position detection device is provided in the imaging lens as described above, the lens barrel diameter is increased, which hinders the downsizing of the imaging lens.
  • it is possible to detect the zoom position using a sensor having a wider detection range it is actually difficult to optimally combine the sensor and the optical system.
  • the detection range is limited to one round of the encoding disk. Therefore, there is a limit to detecting a wide range of movement and rotation.
  • the detection resolution can be increased by setting the sensor's detection range to the maximum with respect to the linear displacement or rotation displacement of the zoom lens barrel caused by zooming.
  • an optical system is designed in accordance with the performance of the sensor, such as designing a lens based on the detection range of the sensor, and the degree of freedom in optical design is reduced.
  • the amount of lens extension is limited, and the desired optical performance may not be obtained.
  • the present invention provides a lens device that can detect the lens position in the lens barrel with high accuracy without increasing the size of the lens barrel, and without impairing the degree of freedom and optical performance of the optical design,
  • An object is to provide an imaging unit and an imaging apparatus.
  • the present invention has the following configuration.
  • a lens barrel having a rotating operation ring A lens that moves in the direction of the optical axis in the lens barrel according to the rotation of the rotation operation ring;
  • a lens position sensor for detecting the position of the lens in the optical axis direction;
  • a lens device comprising: A linear motion conversion mechanism for converting the rotational displacement of the rotational operation ring into a linear motion displacement;
  • the lens position sensor is disposed outside the lens barrel, detects a linear motion displacement converted by the linear motion conversion mechanism, and outputs a position signal of the lens with respect to the optical axis direction according to the linear motion displacement.
  • Lens device to output.
  • An image sensor for detecting a light image obtained through the lens device;
  • An imaging unit comprising (3) the imaging unit;
  • a control unit that changes imaging conditions based on a lens position signal output from the lens position sensor;
  • An imaging apparatus comprising:
  • the present invention it is possible to detect the lens position in the lens barrel with high accuracy without increasing the size of the lens barrel and impairing the degree of freedom of optical design and optical performance, and the size can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of an imaging apparatus, for explaining an embodiment of the present invention. It is a perspective view of the imaging unit in which an imaging device is mounted.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the lens barrel is extended to the telephoto end in the AA cross-sectional view of FIG. 2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the lens barrel is retracted in the AA cross-sectional view of FIG. 2.
  • It is explanatory drawing which represents typically schematic structure of a zoom position detection apparatus. It is an exploded view of a lens apparatus and a zoom position detection apparatus. It is a partial cross section perspective view of a zoom position detection apparatus.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of an imaging apparatus for explaining an embodiment of the present invention.
  • the imaging apparatus 100 is a digital camera that includes a lens apparatus 11 having a zoom function and an imaging element (not shown) that detects a light image obtained through the lens apparatus 11 and acquires a captured image of an observation image.
  • FIG. 2 is a perspective view of the image pickup unit 13 mounted on the image pickup apparatus 100.
  • 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2 and shows a state in which the lens barrel is extended to the telephoto end.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. It is sectional drawing shown.
  • the imaging unit 13 includes an imaging device 15 including a solid-state imaging device such as a CCD (Charge-Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) image sensor, and an image receiving device.
  • a collapsible lens device 11 containing an optical system that forms an image on the surface is provided.
  • the lens device 11 includes a lens barrel 17 and an optical system 19 (see FIG. 2) described later that is housed in the lens barrel 17.
  • the lens barrel 17 holds the image pickup device 15 and is fixed to a housing of the camera body.
  • the lens barrel 17 is a base (fixed portion) 21, and a rotating cylinder (supported by the base 21 is rotatable around the optical axis of the optical system 19 (Rotating part) 23, a cam cylinder 25 that rotates integrally with the rotary cylinder 23, a fixed cylinder 27 fixed to the base 21, and a movable cylinder 29 provided to be movable in the optical axis direction of the lens. ing.
  • the optical system 19 accommodated in the lens barrel 17 includes a front lens group 19A, zoom lens groups 19B, 19C, and 19D that are moved in the optical axis direction within the lens barrel 17, and a focus lens group 19E. ing.
  • the focal length is changed by moving the front lens group 19A and the zoom lens groups 19B, 19C, and 19D, and the front lens group 19A and zoom lens groups 19B, 19C, and 19D are moved by moving the focus lens group 19E.
  • the change of the focal position due to the movement of is suppressed.
  • the optical elements of the front lens group 19A, the zoom lens groups 19B, 19C, and 19D and the focus lens group 19E are arranged in this order from the front side (subject side).
  • the lens of each lens group is omitted in the illustrated example, it is composed of a single lens or a plurality of lenses.
  • the front lens group 19A is held by the front end (subject side) end portion 29a of the movable tube 29.
  • the movable cylinder 29 is supported by the fixed cylinder 27 so that the rotation about the optical axis is restricted and the movable cylinder 29 is movable in the optical axis direction.
  • the movable cylinder 29 is engaged with a cam cylinder 25 that rotates integrally with the rotation cylinder 23 in accordance with the rotation operation of the zoom ring (rotation operation ring) 31 attached to the rotation cylinder 23. Advancing and retracting in the direction of the optical axis with rotation. As a result, the movable cylinder 29 is fed out of the rotating cylinder 23 and retracted into the rotating cylinder 23. Since the front lens group 19 ⁇ / b> A is held at the front end 29 a of the movable cylinder 29, it moves forward and backward in the optical axis direction together with the movable cylinder 29.
  • the zoom lens groups 19B and 19C are held by holding frames 33 and 35, respectively, and the zoom lens group 19D is held by a holding frame 37.
  • Each of the holding frames 33, 35, and 37 is supported by the fixed cylinder 27 so that the rotation around the optical axis is restricted and the movement can be performed in the optical axis direction.
  • These holding frames 33, 35, and 37 are engaged with a cam cylinder 25 that rotates integrally with the rotary cylinder 23 as the zoom ring 31 rotates, and the optical axis is rotated as the cam cylinder 25 rotates. Advance and retreat in the direction.
  • the front lens group 19 ⁇ / b> A and the zoom lens groups 19 ⁇ / b> B, 19 ⁇ / b> C, and 19 ⁇ / b> D move in conjunction with each other according to a predetermined positional relationship as the zoom ring 31 is rotated.
  • the focus lens group 19E is held by a holding frame 38.
  • the holding frame 38 is supported by the fixed cylinder 27 so as to be movable in the optical axis direction while being restricted from rotating around the optical axis.
  • the holding frame 38 is connected to a feed screw 41 that is rotationally driven by a motor 39 provided on the fixed cylinder 27, and advances and retreats in the optical axis direction as the feed screw 41 rotates.
  • the motor 39 is controlled by, for example, an autofocus circuit provided in the main body of the imaging apparatus 100, and automatically moves the focus lens group 19E by a control unit described later so that the subject position is in focus.
  • zooming is performed by moving the front lens group 19A and the zoom lens groups 19B, 19C, and 19D by rotating the zoom ring 31.
  • a zoom position detection device for detecting the lens position of the lens is provided.
  • the zoom position detection device outputs a position signal of the zoom position in order to change the lens movement amount at the time of focusing according to the zoom position and to perform exposure correction accompanying the change of the F value.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing a schematic configuration of the zoom position detection apparatus.
  • the description for the same member is omitted or simplified by giving the same reference numeral.
  • the zoom position detection device is disposed outside the lens barrel 17 and converts the linear motion displacement converted by the linear motion conversion mechanism 51, which is disposed outside the lens barrel 17, and converts the rotational displacement of the zoom ring 31 into the linear motion displacement.
  • a lens position sensor 53 for detecting the position of the lens in the optical axis direction.
  • the linear motion conversion mechanism 51 is supported on the outer peripheral surface of the rotating cylinder 23 that rotates together with the zoom ring 31, and is supported by the base 21 (see FIGS. 3 and 4).
  • a pinion gear 57 that meshes with 55 and a rack gear portion 59 that meshes with the pinion gear 57 are formed, and a slider 61 that is supported by the base 21 so as to be linearly movable is provided.
  • the rotational force when the zoom ring 31 is rotated is transmitted from the gear portion 55 to the pinion gear 57.
  • the pinion gear 57 that is rotationally driven thereby transmits a rotational force to the rack gear portion 59 of the slider 61 to cause the slider 61 to move linearly.
  • the lens position sensor 53 detects the linear displacement of the slider 61 and outputs a position signal representing the zoom position.
  • the lens position sensor 53 includes a substrate 63 having an elongated electric resistor, a moving contact portion 65 that slides from one end side to the other end side along the long axis of the electric resistor, and the long axis of the electric resistor.
  • a signal output unit 67 that outputs an electrical signal corresponding to the sliding contact position of the moving contact unit 65 as a lens position signal; That is, the lens position sensor 53 functions as a potentiometer.
  • the substrate 63 has a glass epoxy resin as a base material, and an electric resistor is formed on one surface of the base material.
  • the moving contact portion 65 is fixed to the projection 71 that engages with the engagement recess 69 of the slider 61 and is fixed to the base end side of the projection 71 and slidably contacts the electric resistor of the substrate 63 (not shown).
  • the brush includes a brush and a support portion (not shown) that movably supports the protrusion 71 with respect to the substrate 63.
  • the moving contact portion 65 slides along the long axis of the electric resistor along with the linear displacement of the slider 61.
  • the signal output unit 67 outputs a signal based on a change in electrical resistance caused by movement of the sliding contact position of the moving contact unit 65 with the electrical resistor. That is, the rotational displacement (arrow a in FIG. 5) due to the rotation operation of the zoom ring 31 moves the zoom lens groups 19B, 19C, and 19D in the optical axis direction by the action of the cam cylinder 25 described above, and at the same time the linear motion conversion mechanism 51. Thus, the slider 61 is linearly displaced (arrow b in FIG. 5).
  • the lens position sensor 53 detects the position of the linear displacement position of the slider 61 from the electric resistance that changes according to the position of the moving contact portion 65 and the electric resistor, and outputs a position signal. Thereby, the zoom positions of the zoom lens groups 19B, 19C, and 19D are indirectly detected.
  • the specific zoom position is obtained as follows. That is, the position signal output from the signal output unit 67 is input to the control unit 73.
  • the control unit 73 refers to a table representing the relationship between the position signal and each zoom lens group 19B, 19C, 19D prepared in advance according to the input position signal, and zoom lens groups 19B, 19C, 19D. The position in each optical axis direction is obtained. Then, the control unit 73 drives the motor 39 (see FIGS. 3 and 4) according to the obtained positions of the zoom lens groups 19B, 19C, and 19D to change the lens movement amount at the time of focusing, or to change the F value. Compensate exposure according to the change of.
  • FIG. 6 is an exploded view of the lens device and the zoom position detection device
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional perspective view of the zoom position detection device.
  • the base 21 includes a cylindrical portion 75 that covers the proximal end side of the outer peripheral surface of the rotary cylinder 23 that is integrated with the zoom ring 31, and a bottom portion 77 that supports the imaging element.
  • the zoom position detecting device described above is provided outside the cylindrical portion 75.
  • a flange 81 for fixing the base is formed outside the cylindrical portion 75 of the base 21, and the flange 81 supports a support shaft 79 of the pinion gear 57 (see also FIG. 7).
  • the slide surface 85 of the slider 61 slides on the linear guide surface 83 on the rear side of the flange 81 (the back side opposite to the subject side).
  • the slider 61 is provided with an insertion hole 87 parallel to the rack gear portion 59, and a linear guide pin 89 having both ends fixed to the base 21 side is inserted into the insertion hole 87.
  • the guide pin 89 guides the slider 61 parallel to the extending direction of the rack gear portion 59 while sliding the slide surface 85 of the slider 61 to the guide surface 83 of the flange 81.
  • the lens position sensor 53 is fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 75 of the base 21 with screws 91.
  • the side of the lens position sensor 53 on which the moving contact portion 65 protrudes outward is covered with a slider 61, and the moving contact portion 65 is inserted into the engagement recess 69 of the slider 61. Thereby, the movement of the slider 61 is transmitted to the moving contact portion 65.
  • the slider 61 includes a coil spring 97 as an urging mechanism that urges toward one end of the linear displacement.
  • One end of the coil spring 97 is locked to the coil support portion 99 of the base 21, and the other end is locked to the locking claw 101 of the slider 61.
  • the coil spring 97 prevents the slider 61 from rattling, prevents backlash when the slider 61 is displaced, and allows smooth linear displacement.
  • FIG. 8 schematically shows the linear motion conversion mechanism viewed from the direction P in FIG.
  • the gear portion 55 formed on the rotating cylinder 23 meshes with the first gear 93 of the pinion gear 57, and the second gear 95 of the pinion gear 57 meshes with the rack gear portion 59 of the slider 61. Therefore, the rotational displacement of the rotary cylinder 23 is converted into a linear displacement of the slider 61 via the pinion gear 57 and the rack gear portion 59.
  • the direction of linear displacement of the slider 61 is a direction orthogonal to the optical axis of the lens device 11 described above. Therefore, even if the lens device is provided with the linear motion conversion mechanism and the lens position sensor 53, a compact configuration can be achieved without increasing the size of the lens device in the optical axis direction.
  • FIG. 9A is a side view showing a state in which the lens barrel is extended to the telephoto end
  • FIG. 9B is a side view showing a state in which the lens barrel is retracted.
  • the zoom lens groups 19B, 19C, and 19D (see FIGS. 3 and 4) in each state of the lens barrel 17 are designed to move to a predetermined zoom position corresponding to the amount of rotational displacement of the zoom ring 31. Has been. Therefore, if the position of the rotational displacement of the zoom ring 31 is known, the zoom positions of the zoom lens groups 19B, 19C, 19D can be uniquely determined by proportional conversion.
  • the rotational displacement of the zoom ring 31 is proportionally converted to the linear motion displacement of the slider 61 by the linear motion conversion mechanism, and the lens position where the linear motion displacement of the slider 61 is arranged outside the lens barrel 17.
  • the sensor 53 detects it. Therefore, it is not necessary to provide a lens position sensor on the side surface of the lens barrel 17 as compared with the case where the zoom position is directly detected from the zoom lens groups 19B, 19C, and 19D, and the diameter of the lens barrel 17 is increased. There is no.
  • the relationship between the rotation position of the zoom ring 31 and the zoom position of the zoom lens groups 19B, 19C, and 19D is often a non-linear relationship, and the zoom position of the zoom lens groups 19B, 19C, and 19D is directly moved by the lens.
  • detection accuracy changes with zoom positions. That is, the detection accuracy is lowered in a specific rotation region of the zoom ring 31, and uniform detection accuracy cannot be obtained over the entire zoom range.
  • the detection accuracy can be made uniform over the entire rotation region of the zoom ring 31.
  • the rotation operation of the zoom ring 31 can be detected with high accuracy over the entire rotation range, and the zoom position corresponding to the rotation operation of the zoom ring 31, that is, the lens positions of the zoom lens groups 19B, 19C, and 19D can be accurately calculated by table conversion. Can be requested.
  • the lens barrel 17 is extended in the entire length of the lens barrel. Is not invited. Further, by adjusting the gear ratio of the pinion gear 57 to increase or decrease, a wide range of displacement can be detected.
  • the limited position detectable range of the lens position sensor 53 can be used effectively. That is, the linear motion displacement amount W (see FIG. 9B) with respect to the maximum rotational displacement amount of the zoom ring 31 is matched with the maximum position detectable range of the lens position sensor 53. As a result, the position detection using the position detectable range of the lens position sensor 53 can be performed to the maximum, and the respective lens positions of the zoom lens groups 19B, 19C, and 19D can be accurately obtained.
  • the lens position sensor 53 is a predetermined standard product, the maximum position detectable range cannot be freely set, but the position detectable range of the lens position sensor to be used can be changed by changing the gear ratio Gr of the pinion gear 57. Can be configured to make the best use of Therefore, the required detection accuracy can be ensured even with a sensor of the minimum necessary size, and the lens device can be reduced in size and cost.
  • the relationship between the rotational displacement amount and the linear motion displacement amount can be easily changed even if the amount of extension of the zoom lens increases. For this reason, there is no restriction on the amount of lens extension, and optical performance is not impaired, for example, an optical system is designed in accordance with the performance of the sensor. Further, there is no restriction of setting the lens movement amount to be shorter than the position detectable range of the lens position sensor, and the degree of freedom in optical design is improved. In addition, it is possible to use a small lens position sensor, which makes it possible to reduce the size and cost of the entire imaging apparatus.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art can make changes and applications based on combinations of the configurations of the embodiments, descriptions in the specification, and well-known techniques. This is also the scope of the present invention, and is included in the scope of seeking protection.
  • the slider is arranged on the side surface of the base 21 that supports the cylindrical barrel (particularly, either the left or right side when the imaging device (camera) is viewed from the subject side), and moves straight.
  • the position of the slider on the curve is detected by the lens position sensor as a configuration in which the slider moves on the curved line along the outer peripheral surface of the cylindrical portion 75 of the base 21, the cylindrical portion 75 is used. The amount of protrusion from can be made smaller.
  • lens position sensor various known position sensors such as a magnetic sensor, an optical sensor, and an electrostatic sensor can be used in addition to outputting a signal based on a change in electric resistance. Further, in addition to detecting the rotation operation of the zoom ring, a configuration may be adopted in which the ring rotation operation for macro photography is detected by converting it into a linear displacement.
  • a lens barrel having a rotating operation ring having a rotating operation ring; A lens that moves in the direction of the optical axis in the lens barrel according to the rotation of the rotation operation ring; A lens position sensor for detecting the position of the lens in the optical axis direction;
  • a lens device comprising: A linear motion conversion mechanism for converting the rotational displacement of the rotational operation ring into a linear motion displacement; The lens position sensor is disposed outside the lens barrel, detects a linear motion displacement converted by the linear motion conversion mechanism, and outputs a position signal of the lens with respect to the optical axis direction according to the linear motion displacement. Lens device to output.
  • the rotation of the rotary operation ring is converted into the linear motion displacement by the linear motion conversion mechanism, and the converted linear motion displacement is detected by the lens position sensor. It can be detected with high accuracy evenly over the entire rotation region. Further, by arranging the linear motion conversion mechanism outside the lens barrel, the lens apparatus can be downsized without increasing the diameter of the lens barrel.
  • the linear motion conversion mechanism includes a gear portion formed along a rotation direction of the rotating portion of the lens barrel rotated by the rotating operation ring, and a gear portion pivotally supported by a fixed portion of the lens barrel.
  • a pinion gear that meshes with the slider, and a slider formed with a rack gear portion that meshes with the pinion gear,
  • a lens device that converts a rotational displacement of the rotary operation ring into a linear displacement of the slider.
  • the rotational displacement of the rotary operation ring can be converted into the linear displacement of the slider via the gear portion, the pinion gear, and the rack gear portion. Further, by changing the gear ratio, the amount of displacement from rotational displacement to linear displacement can be easily increased or decreased.
  • the lens position sensor includes a substrate having an elongated electric resistor, a moving contact portion provided on the slider and sliding from one end side to the other end side along the long axis of the electric resistor, and the electric resistance. And a signal output unit that outputs an electrical signal corresponding to the sliding contact position of the moving contact portion with respect to the long axis of the body as a position signal of the lens.
  • the moving contact portion slides in one direction on the electric resistor due to the linear displacement of the slider, and a position signal corresponding to the sliding contact position of the moving contact portion is output. Thereby, the linear displacement of the slider can be detected with high accuracy.
  • a lens device comprising an urging mechanism for urging the slider toward one displacement end of the linear displacement. According to this lens device, rattling of the slider is prevented, and backlash does not occur when the slider is displaced, and smooth linear motion displacement can be performed.
  • the lens device according to (3) or (4) A lens device in which the lens position sensor is disposed in a state where the major axis of the electric resistor is orthogonal to the optical axis of the lens. According to this lens device, since the lens position sensor is arranged along the direction orthogonal to the optical axis of the lens, it is possible to detect the lens position with a compact configuration by preventing the overall length of the lens device from increasing. .
  • the lens device has a first gear that meshes with the gear portion of the lens barrel and a second gear that meshes with the rack gear portion;
  • the gear ratio between the first gear and the second gear is such that the amount of linear motion displacement of the linear motion conversion mechanism with respect to the maximum amount of rotation of the rotational operation ring becomes the maximum detection width of the lens position sensor.
  • the lens device according to any one of (1) to (7); An image sensor for detecting a light image obtained through the lens device; An imaging unit comprising According to this imaging unit, an imaging unit having a small size and a high degree of design freedom can be obtained.
  • the imaging unit of (8) A control unit that changes imaging conditions based on a lens position signal output from the lens position sensor;
  • An imaging apparatus comprising: According to this imaging apparatus, according to the lens position signal, for example, the lens movement amount at the time of focusing according to the zoom position and the exposure correction accompanying the change of the F value can be accurately performed.
  • the lens device, the imaging unit, and the imaging device of the present invention can detect the lens position in the lens barrel with high accuracy without increasing the size of the lens barrel and without impairing the freedom of optical design and optical performance.
  • the lens device can be downsized.

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Abstract

　レンズ装置１１は、回転操作される回転操作リング３１を有するレンズ鏡胴１７と、回転操作リング３１の回転に応じてレンズ鏡胴内で光軸方向に移動するレンズと、レンズの光軸方向の位置を検出するためのレンズ位置センサ５３とを備える。更に、回転操作リング３１の回転変位を直動変位に変換する直動変換機構５１を備えた。このレンズ位置センサ５３は、レンズ鏡胴１７の外側に配置され、直動変換機構５１により変換された直動変位を検出し、その直動変位に応じて光軸方向に対するレンズの位置信号を出力する。

Description

レンズ装置、撮像ユニット、及び撮像装置
　本発明は、レンズ装置、撮像ユニット、及び撮像装置に関する。
　デジタルカメラ等の最近の撮像装置には、撮像レンズとしてズームレンズを備えたものが多い。ズームレンズは、ズームリングを回転してズームレンズ群を光軸方向に移動させることでズーミングするようになっている。そして、各ズーム位置に応じて、フォーカシング時におけるレンズ移動量の変更や、Ｆ値の変化に伴う露出補正等を行うために、撮像レンズのズーム位置検出装置が設けられている。
　ズーム位置検出装置は、一般にエンコード板とこれに摺接するブラシとが用いられる。ズーミング時にズームレンズ群を収容する変倍鏡筒の光軸方向の移動を検出する方式では、撮像レンズの外周に光軸に沿って配置されたエンコード板と、変倍鏡筒に支持されてエンコード板に摺接するブラシとを用いる。この構成で、変倍鏡筒の移動によりブラシとエンコード板との摺接位置を相対変化させてズーム位置を検出している（特許文献１参照）。
　また、ズーミング時に光軸を中心に回転する変倍鏡筒の回転を検出する方式では、例えば変倍鏡筒の回転をピニオンギアで取り出して、ピニオンギアにより回転駆動されるエンコード円板と固定ブラシとを用いる。この構成で、変倍鏡筒の回転によりブラシとエンコード円板との摺接位置を変化させてズーム位置の検出を行っている（特許文献２参照）。
　上記のように、変倍鏡筒の移動や回転により、ブラシとエンコード板又はエンコード円板との相対的な摺接位置が変化すると、ブラシからは抵抗値の変化に伴う信号電圧や、二値化された複数ビット分のデジタル信号が得られ、これに基づいてズーム位置を電気的に識別している。
日本国特開２０１１－３３８１１号公報 日本国特開２００４－３０９５７４号公報
　しかしながら、上記のように撮像レンズ内にズーム位置検出装置を設ける場合、レンズ鏡胴径が大きくなり、撮像レンズの小型化を妨げる。また、カメラに用いられるズームレンズは高倍率化の要求が一層高まっており、撮像状態でのズームレンズの繰出し量が益々増大する傾向にある。そこで、より広い検出範囲を有するセンサを用いてズーム位置を検出することもできるが、センサと光学系とを最適に組み合わせることは難しいのが実情となっている。つまり、変倍鏡筒の光軸方向への移動を検出する場合には、変倍鏡筒の最大移動量よりも検出範囲が長いセンサを用いる必要があり、レンズ鏡胴の全長サイズが長くなる。そのため、ズームレンズの大型化やコストアップに繋がってしまう。また、回転を検出する場合には、検出範囲がエンコード円板の一周分に限られる。そのため、広範囲な移動や回転を検出することには限界があった。
　また、ズーミングによる変倍鏡筒の直動変位又は回転変位に対して、センサの検出範囲を最大限に使用する設定にすれば検出分解能を高めることができる。しかし、その場合には、センサの検出範囲に基づいてレンズを設計する等、センサの性能に合わせて光学系を設計することになり、光学設計の自由度が低下する。また、レンズの繰り出し量が制限され、所望の光学性能が得られなくなる虞もある。
　そこで本発明は、鏡胴を大型化することや、光学設計の自由度や光学性能を損なうことがなく、レンズ鏡胴内のレンズ位置を高精度で検出でき、小型化が可能なレンズ装置、撮像ユニット、及び撮像装置を提供することを目的とする。
　本発明は下記構成からなる。
（１）　回転操作リングを有するレンズ鏡胴と、
　上記回転操作リングの回転に応じて上記レンズ鏡胴内で光軸方向に移動するレンズと、
　上記レンズの光軸方向の位置を検出するためのレンズ位置センサと、
を備えたレンズ装置であって、
　上記回転操作リングの回転変位を直動変位に変換する直動変換機構を有し、
　上記レンズ位置センサが、上記レンズ鏡胴の外側に配置され、上記直動変換機構により変換された直動変位を検出し、その直動変位に応じて上記光軸方向に対する上記レンズの位置信号を出力するレンズ装置。
（２）上記レンズ装置と、
　上記レンズ装置を通じて得られる光像を検出する撮像素子と、
を備えた撮像ユニット。
（３）上記撮像ユニットと、
　上記レンズ位置センサから出力されるレンズの位置信号に基づいて撮像条件を変更する制御部と、
を備えた撮像装置。
　本発明によれば、鏡胴を大型化することや、光学設計の自由度や光学性能を損なうことがなく、レンズ鏡胴内のレンズ位置を高精度で検出でき、小型化が可能となる。
本発明の実施形態を説明するための図で、撮像装置の外観を示す斜視図である。 撮像装置が搭載される撮像ユニットの斜視図である。 図２のＡ－Ａ断面図でレンズ鏡筒がテレ端まで繰り出された状態を示す断面図である。 図２のＡ－Ａ断面図でレンズ鏡筒が沈胴した状態を示す断面図である。 ズーム位置検出装置の概略構成を模式的に表す説明図である。 レンズ装置とズーム位置検出装置の分解図である。 ズーム位置検出装置の一部断面斜視図である。 図６のＰ方向から見た直動変換機構を概略的に示す説明図である。 （Ａ）はレンズ鏡胴がテレ端まで繰り出された状態を示す側面図、（Ｂ）はレンズ鏡胴が沈胴した状態を示す側面図である。 ピニオンギアのギア比を示す説明図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　図１は本発明の実施形態を説明するための図で、撮像装置の外観を示す斜視図である。撮像装置１００は、ズーム機能を有するレンズ装置１１と、レンズ装置１１を通じて得られる光像を検出する撮像素子（図示略）とが搭載され、観察像の撮像画像を取得するデジタルカメラである。
　図２に撮像装置１００が搭載する撮像ユニット１３の斜視図を示す。また、図３は図２のＡ－Ａ断面図でレンズ鏡筒がテレ端まで繰り出された状態を示す断面図、図４は図２のＡ－Ａ断面図でレンズ鏡筒が沈胴した状態を示す断面図である。
　図３，図４に示すように、撮像ユニット１３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像素子を含む撮像素子１５と、撮像素子の受像面に結像する光学系を収納した沈胴式のレンズ装置１１を備えている。
　レンズ装置１１は、レンズ鏡胴１７と、レンズ鏡胴１７に収容される後述の光学系１９（図２参照）からなる。レンズ鏡胴１７は、撮像素子１５を保持し、カメラ本体の筐体に固定されるベース（固定部）２１と、光学系１９の光軸まわりに回転可能にベース２１に支持された回転筒（回転部）２３と、回転筒２３と一体に回転するカム筒２５と、ベース２１に固定された固定筒２７と、レンズの光軸方向に移動可能に設けられた可動筒２９とで大略構成されている。
　レンズ鏡胴１７に収容された光学系１９は、前玉レンズ群１９Ａと、レンズ鏡胴１７内において光軸方向に移動されるズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ及びフォーカスレンズ群１９Ｅとで構成されている。そして、前玉レンズ群１９Ａ及びズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄが移動することによって焦点距離が変化し、フォーカスレンズ群１９Ｅが移動することによって前玉レンズ群１９Ａ及びズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄの移動による焦点位置の変化が抑止される。これら前玉レンズ群１９Ａ、ズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ及びフォーカスレンズ群１９Ｅの各光学要素は、前側（被写体側）からこの順に並んで配置されている。なお、各レンズ群のレンズは、図示例では省略しているが、単一又は複数枚のレンズからなる。
　前玉レンズ群１９Ａは、可動筒２９の前側（被写体側）の端部２９ａに保持されている。可動筒２９は、光軸まわりの回転を規制されて光軸方向に移動可能に固定筒２７に支持されている。そして、可動筒２９は、回転筒２３に取り付けられたズームリング（回転操作リング）３１の回転操作に伴って回転筒２３と一体に回転するカム筒２５に係合しており、カム筒２５の回転に伴って光軸方向に進退する。それにより、可動筒２９は回転筒２３から繰り出され、また、回転筒２３内に沈胴する。前玉レンズ群１９Ａは、可動筒２９の前側の端部２９ａに保持されるため、可動筒２９と共に光軸方向に進退する。
　ズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃはそれぞれ保持枠３３,３５によって保持され、ズームレンズ群１９Ｄは保持枠３７に保持されている。保持枠３３，３５，３７の各々は、光軸まわりの回転を規制されて光軸方向に移動可能に固定筒２７に支持されている。そして、これらの保持枠３３，３５，３７は、ズームリング３１の回転操作に伴って回転筒２３と一体に回転するカム筒２５に係合しており、カム筒２５の回転に伴って光軸方向に進退する。
　前玉レンズ群１９Ａ、ズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄは、ズームリング３１の回転操作に伴って、予め決められた位置関係に従ってそれぞれ連動して移動する。
　フォーカスレンズ群１９Ｅは、保持枠３８によって保持されている。保持枠３８は、光軸まわりの回転を規制されて光軸方向に移動可能に固定筒２７に支持されている。そして、保持枠３８は、固定筒２７に設けられたモータ３９により回転駆動される送りネジ４１に連結されており、送りネジ４１の回転に伴って光軸方向に進退する。モータ３９は、例えば、撮像装置１００本体に設けられるオートフォーカス回路によって制御され、フォーカスレンズ群１９Ｅを、被写体位置にピントが合うように、後述する制御部によって自動的に移動させる。
　上記構成のレンズ装置１１は、ズームリング３１の回転操作により前玉レンズ群１９Ａ及びズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄを移動させるズーミングが行われるようになっており、そのズーム位置、即ち、個々のレンズのレンズ位置を検出するためのズーム位置検出装置が設けられている。ズーム位置検出装置は、ズーム位置に応じてフォーカス時のレンズ移動量の変更や、Ｆ値の変化に伴う露出補正を行うために、ズーム位置の位置信号を出力する。
　図５にズーム位置検出装置の概略構成を模式的に表す説明図を示す。なお、以降の説明では、同一部材に対する説明を、同一の符号を付与することで省略又は簡略化する。
　ズーム位置検出装置は、ズームリング３１の回転変位を直動変位に変換する直動変換機構５１と、レンズ鏡胴１７の外側に配置され、直動変換機構５１により変換された直動変位を検出することでレンズの光軸方向の位置を検出するレンズ位置センサ５３とを備える。
　直動変換機構５１は、ズームリング３１と共に回転する回転筒２３の外周面に、回転方向に延設されたギア部５５と、ベース２１（図３，図４参照）に軸支されてギア部５５に噛合するピニオンギア５７と、ピニオンギア５７と噛合するラックギア部５９が形成され、ベース２１に直動変位自在に支持されたスライダ６１とを備える。
　この直動変換機構５１によれば、ズームリング３１を回転操作した際の回転力がギア部５５からピニオンギア５７に伝達される。これにより回転駆動されるピニオンギア５７は、スライダ６１のラックギア部５９に回転力を伝達して、スライダ６１を直動変位させる。レンズ位置センサ５３は、スライダ６１の直動変位を検出して、ズーム位置を表す位置信号を出力する。
　レンズ位置センサ５３は、細長状の電気抵抗体を有する基板６３と、電気抵抗体の長軸に沿った一端側から他端側に摺動する移動接点部６５と、電気抵抗体の長軸に対する移動接点部６５の摺接位置に応じた電気信号をレンズの位置信号として出力する信号出力部６７とを有する。即ち、レンズ位置センサ５３は、ポテンシヨメータとして機能する。
　基板６３は、ガラスエポキシ樹脂を基材とし、基材の一方の面に電気抵抗体が形成されている。移動接点部６５は、スライダ６１の係合凹部６９に係合する突起体７１と、この突起体７１の基端側に固定され基板６３の電気抵抗体に対して摺動自在に接触する図示しないブラシと、突起体７１を基板６３に対して移動自在に支持する図示しない支持部を含んで構成されている。移動接点部６５は、スライダ６１の直動変位に伴い、電気抵抗体の長軸に沿って摺動する。
　信号出力部６７は、移動接点部６５の電気抵抗体との摺接位置が移動することによる電気抵抗の変化に基づいて信号を出力する。つまり、ズームリング３１の回転操作による回転変位（図５の矢印ａ）は、前述したカム筒２５の作用によりズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄを光軸方向へ移動させると共に、直動変換機構５１によりスライダ６１を直動変位（図５の矢印ｂ）させる。レンズ位置センサ５３は、このスライダ６１の直動変位先の位置を、移動接点部６５と電気抵抗体との位置に応じて変化する電気抵抗から検出し、位置信号を出力する。これにより、ズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄのズーム位置を間接的に検出する。
　具体的なズーム位置は、次のようにして求める。即ち、信号出力部６７から出力された位置信号は制御部７３に入力される。制御部７３は、入力された位置信号に応じて、予め用意された、位置信号と各ズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄとの関係を表すテーブルを参照して、ズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄそれぞれの光軸方向の位置を求める。そして、制御部７３は、求めたズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄの各位置に応じて、モータ３９（図３，図４参照）を駆動してフォーカス時のレンズ移動量の変更や、Ｆ値の変化に伴う露出補正を行う。
　次に、図５に示す模式的な構成を図２に示すレンズ装置１１に適用したより具体的な構成について説明する。
　図６はレンズ装置とズーム位置検出装置の分解図、図７はズーム位置検出装置の一部断面斜視図である。図６に示すように、ベース２１は、ズームリング３１と一体にされた回転筒２３の外周面基端側を覆う円筒部７５と、撮像素子を支持する底部７７とを有する。円筒部７５の外側には、前述のズーム位置検出装置が設けられる。
　ベース２１の円筒部７５の外側には、ベース固定用のフランジ８１が形成されており、フランジ８１はピニオンギア５７の支軸７９を軸支している（図７も参照）。そして、フランジ８１の後側（被写体側とは反対の背面側）における直線状のガイド面８３には、スライダ６１のスライド面８５が摺動するようになっている。
　スライダ６１には挿通孔８７がラックギア部５９と平行に穿設されており、この挿通孔８７に、ベース２１側に両端が固定される直線状のガイドピン８９が挿通される。ガイドピン８９は、スライダ６１のスライド面８５をフランジ８１のガイド面８３に摺接させつつ、スライダ６１をラックギア部５９の延設方向に対して平行にガイドする。
　レンズ位置センサ５３は、ベース２１の円筒部７５の外周面にネジ９１で固定される。レンズ位置センサ５３の移動接点部６５が外側へ突出する側はスライダ６１で覆われ、移動接点部６５がスライダ６１の係合凹部６９に挿入される。これによりスライダ６１の移動が移動接点部６５に伝達されるようになっている。
　スライダ６１は、図７に示すように、直動変位の一方の変位終端に向けて付勢する付勢機構としてのコイルバネ９７を備える。コイルバネ９７は、一端がベース２１のコイル支持部９９に係止され、他端がスライダ６１の係止爪１０１に係止されている。このコイルバネ９７により、スライダ６１のがたつきが防止され、スライダ６１の変位時にバックラッシが生じず、円滑な直動変位が行える。
　図８に図６のＰ方向から見た直動変換機構を概略的に示す。回転筒２３に形成されたギア部５５は、ピニオンギア５７の第１のギア９３と噛合し、ピニオンギア５７の第２のギア９５は、スライダ６１のラックギア部５９に噛合する。そのため、回転筒２３の回転変位は、ピニオンギア５７とラックギア部５９を介して、スライダ６１の直動変位に変換される。スライダ６１の直動変位の方向は、前述のレンズ装置１１の光軸に直交する方向である。そのため、レンズ装置に直動変換機構とレンズ位置センサ５３を設けても、レンズ装置の光軸方向のサイズが増加することなくコンパクトな構成にできる。
　図９（Ａ）は、レンズ鏡胴がテレ端まで繰り出された状態を示す側面図であり、図９（Ｂ）はレンズ鏡胴が沈胴した状態を示す側面図である。ズームリング３１を回転させてズーミングを行うと、図９（Ａ）に示す状態から可動筒２９が縮退し、更にズームリング３１を回転させると、図９（Ｂ）に示すように、可動筒２９がズームリング３１と回転筒２３の中に収容された沈胴状態となる。
　このようなレンズ鏡胴１７の各状態におけるズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ（図３，図４参照）は、ズームリング３１の回転変位量に対応して所定のズーム位置に移動するように設計されている。そのため、ズームリング３１の回転変位の位置が分かれば、ズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄのズーム位置を比例換算により一義的に求めることができる。
　本構成においては、ズームリング３１の回転変位が、直動変換機構によりスライダ６１の直動変位に比例的に変換され、このスライダ６１の直動変位をレンズ鏡胴１７の外側に配置したレンズ位置センサ５３が検出する。そのため、ズーム位置をズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄから直接検出する場合と比較して、レンズ位置センサをレンズ鏡胴１７の側面に設ける必要がなくなり、レンズ鏡胴１７の大径化を招くことがない。
　一般に、ズームリング３１の回転位置と、ズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄのズーム位置との関係は非線形な関係であることが多く、ズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄのズーム位置をレンズの直動変位から直接検出する場合、ズーム位置によって検出精度が変化する。つまり、ズームリング３１の特定の回転領域で検出精度の低下が生じ、ズーム全域で均等な検出精度が得られない。
　しかし、本構成においては、ズームリング３１の回転変位を検出する方式であるため、ズームリング３１の回転領域全体で均等な検出精度にできる。これにより、ズームリング３１の回転操作を回転全域で高精度に検出でき、ズームリング３１の回転操作に対応するズーム位置、即ち、ズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄの各レンズ位置をテーブル換算により正確に求めることができる。
　また、本構成においては、ズームリング３１の回転変位を、レンズ装置の光軸方向一端部に配置したエンコード円板を用いて検出することがないため、レンズ鏡胴１７の鏡胴全長サイズの延長を招くことがない。また、ピニオンギア５７のギア比を増減調整することで、広範囲な変位が検出可能となる。
　更に、ピニオンギア５７のギア比を増減調整することで、レンズ位置センサ５３の限られた位置検出可能範囲を有効に利用できる。即ち、ズームリング３１の最大回転変位量に対する直動変位量Ｗ（図９（Ｂ）参照）を、レンズ位置センサ５３の最大位置検出可能範囲に合わせる。これにより、レンズ位置センサ５３の位置検出可能範囲を最大限に利用した位置検出が行え、ズームレンズ群１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄの各レンズ位置を正確に求められる。
　図１０に示すように、ピニオンギア５７における、ピッチ円直径ｄ1の第１のギア９３と、ピッチ円直径ｄ2の第２のギア９５とのギア比Ｇｒは、Ｇｒ＝ｄ2／ｄ1で表せる。このギア比Ｇｒにより、ズームリング３１の回転変位量Ｌ1（周長）と、スライダ６１の直動変位量Ｌ2との関係は、（１）式で表される。
　Ｌ2＝Ｌ1・Ｇｒ＝Ｌ1（ｄ2／ｄ1）　・・・（１）
　従って、ズームリング３１の最大回転変位量Ｒを、レンズ位置センサ５３の最大位置検出可能範囲Ｗｍａｘを最大限に利用する長さに設定するには、（２）式の関係を満足するようにギア比Ｇｒを設定すればよい。
　Ｗｍａｘ＝Ｒ・Ｇｒ＝Ｒ（ｄ2／ｄ1）　・・・（２）
　ギア比Ｇｒの値を小さく設定する程、ズームリング３１の最大回転変位量Ｒを大きくできる。また、ギア比Ｇｒの値を大きく設定する程、レンズ位置センサ５３の検出分解能が向上して検出精度を向上できる。レンズ位置センサ５３が所定の規格品である場合には、最大位置検出可能範囲を自由に設定できないが、ピニオンギア５７のギア比Ｇｒを変更することにより、使用するレンズ位置センサの位置検出可能範囲を最大限に利用する構成にできる。このため、必要最小限のサイズのセンサでも、必要な検出精度を確保でき、レンズ装置の小型化、低コスト化が図られる。
　上記構成の撮像装置によれば、ズームレンズの繰出し量が増大しても、回転変位量と直動変位量との関係を容易に変更できる。そのため、レンズの繰り出し量の制限がなくなり、センサの性能に合わせて光学系を設計する等、光学性能を損なうことがなくなる。また、レンズ移動量をレンズ位置センサの位置検出可能範囲より短く設定する制約もなくなり、光学設計の自由度が向上する。また、小型のレンズ位置センサを使用することも可能であり、撮像装置全体の小型化、低コスト化が可能となる。
　このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
　例えば、ラックギアとピニオンギアの代わりに、リンク機構により回転動を直進動に変換する構成としてもよい。スライダは、上記実施形態のように、円筒状の鏡胴を支持するベース２１の側面（特に撮像装置（カメラ）を被写体側から見て左右何れかの側方）に配置して、直進的に移動する構成が好ましいが、ベース２１の円筒部７５の外周面に沿った曲線上をスライダが移動する構成として、スライダの曲線上の位置をレンズ位置センサで検出するようにすれば、円筒部７５からの突出量をより小さくできる。また、レンズ位置センサは、電気抵抗の変化に基づく信号を出力するもの以外に、磁気センサ、光センサ、静電センサ等、周知の各種位置センサが利用できる。更に、ズームリングの回転操作を検出する他に、マクロ撮影のためのリング回転操作を直動変位に変換して検出する構成としてもよい。
　以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）　回転操作リングを有するレンズ鏡胴と、
　上記回転操作リングの回転に応じて上記レンズ鏡胴内で光軸方向に移動するレンズと、
　上記レンズの光軸方向の位置を検出するためのレンズ位置センサと、
を備えたレンズ装置であって、
　上記回転操作リングの回転変位を直動変位に変換する直動変換機構を有し、
　上記レンズ位置センサが、上記レンズ鏡胴の外側に配置され、上記直動変換機構により変換された直動変位を検出し、その直動変位に応じて上記光軸方向に対する上記レンズの位置信号を出力するレンズ装置。
　このレンズ装置によれば、回転操作リングの回転を直動変換機構により直動変位に変換して、この変換された直動変位をレンズ位置センサで検出することで、回転操作リングの回転変位を全回転領域にわたって均等に高精度で検出できる。また、直動変換機構をレンズ鏡胴の外側に配置することで、レンズ鏡胴が拡径することなく、レンズ装置を小型化できる。
（２）　（１）のレンズ装置であって、
　上記直動変換機構が、上記回転操作リングにより回転する上記レンズ鏡胴の回転部に、その回転方向に沿って形成されたギア部と、上記レンズ鏡胴の固定部に軸支され上記ギア部に噛合するピニオンギアと、上記ピニオンギアと噛合するラックギア部が形成されたスライダとを備え、
　上記回転操作リングの回転変位を上記スライダの直動変位に変換するレンズ装置。
　このレンズ装置によれば、回転操作リングの回転変位を、ギア部、ピニオンギア、ラックギア部を介してスライダの直動変位に変換できる。また、ギア比を変更することで、回転変位から直動変位への変位量を容易に増減できる。
（３）　（１）又は（２）のレンズ装置であって、
　上記レンズ位置センサが、細長状の電気抵抗体を有する基板と、上記スライダに設けられ上記電気抵抗体の長軸に沿った一端側から他端側に摺動する移動接点部と、上記電気抵抗体の長軸に対する上記移動接点部の摺接位置に応じた電気信号を上記レンズの位置信号として出力する信号出力部と、を有するレンズ装置。
　このレンズ装置によれば、スライダの直動変位により移動接点部が電気抵抗体上を一方向に摺動して、移動接点部の摺接位置に応じた位置信号が出力される。これにより、スライダの直動変位を高精度に検出できる。
（４）　（３）のレンズ装置であって、
　上記スライダを、上記直動変位の一方の変位終端に向けて付勢する付勢機構を備えたレンズ装置。
　このレンズ装置によれば、スライダのがたつきが防止され、スライダの変位時にバックラッシが生じず、円滑な直動変位が行える。
（５）　（３）又は（４）のレンズ装置であって、
　上記レンズ位置センサが、上記電気抵抗体の長軸を上記レンズの光軸に直交させた状態で配置されたレンズ装置。
　このレンズ装置によれば、レンズ位置センサをレンズの光軸に直交する方向に沿わせて配置するため、レンズ装置の全長サイズが拡大することを防止して、コンパクトな構成でレンズ位置を検出できる。
（６）　（２）乃至（５）のいずれか一つのレンズ装置であって、
　上記ピニオンギアが、上記レンズ鏡胴のギア部と噛合する第１のギアと、上記ラックギア部と噛合する第２のギアとを同軸で有し、
　上記回転操作リングの最大回転量に対する上記直動変換機構の直動変位量が、上記レンズ位置センサの最大検出幅となるように、上記第１のギアと上記第２のギアとのギア比が設定されたレンズ装置。
　このレンズ装置によれば、ピニオンギアのギア比の設定により、直動変換機構の直動変位量をレンズ位置センサの最大検出幅に設定でき、レンズ位置センサの検出能力を最大限に有効利用できる。
（７）　（１）乃至（６）のいずれか一つのレンズ装置であって、
　上記回転操作リングがズーム倍率を変更するズームリングであり、上記レンズがズームレンズであるレンズ装置。
　このレンズ装置によれば、ズーミングによるズーム位置の変化に応じた位置信号を精度良く出力できる。
（８）　（１）乃至（７）のいずれか一つのレンズ装置と、
　上記レンズ装置を通じて得られる光像を検出する撮像素子と、
を備えた撮像ユニット。
　この撮像ユニットによれば、小型で設計自由度の高い撮像ユニットが得られる。
（９）　（８）の撮像ユニットと、
　上記レンズ位置センサから出力されるレンズの位置信号に基づいて撮像条件を変更する制御部と、
を備えた撮像装置。
　この撮像装置によれば、レンズの位置信号に応じて、例えばズーム位置に応じたフォーカス時のレンズ移動量の変更や、Ｆ値の変化に伴う露出補正が正確に行える。
　本発明のレンズ装置、撮像ユニット、及び撮像装置は、鏡胴を大型化することなく、また、光学設計の自由度や光学性能を損なわずにレンズ鏡胴内のレンズ位置を高精度で検出でき、レンズ装置の小型化が可能となる。
　本出願は、２０１１年９月３０日出願の日本特許出願（特願２０１１－２１８５３８）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　１１　レンズ装置
　１３　撮像ユニット
　１５　撮像素子
　１７　レンズ鏡胴
　１９　光学系
　１９Ａ　前玉レンズ群
　１９Ｂ　ズームレンズ群
　１９Ｃ　ズームレンズ群
　１９Ｄ　ズームレンズ群
　１９Ｅ　フォーカスレンズ群
　２１　ベース（固定部）
　２３　回転筒（回転部）
　２５　カム筒
　２７　固定筒
　２９　可動筒
　３１　ズームリング（回転操作リング）
　３３　保持枠
　３５　保持枠
　３７　保持枠
　５１　直動変換機構
　５３　レンズ位置センサ
　５５　ギア部
　５７　ピニオンギア
　５９　ラックギア部
　６１　スライダ
　６３　基板
　６５　移動接点部
　６７　信号出力部
　６９　係合凹部
　７１　突起体
　７３　制御部
　９３　第１のギア
　９５　第２のギア
　９７　コイルバネ（付勢機構）
１００　撮像装置

Claims (9)

  1. 　回転操作リングを有するレンズ鏡胴と、
    　前記回転操作リングの回転に応じて前記レンズ鏡胴内で光軸方向に移動するレンズと、
    　前記レンズの光軸方向の位置を検出するためのレンズ位置センサと、
    を備えたレンズ装置であって、
    　前記回転操作リングの回転変位を直動変位に変換する直動変換機構を有し、
    　前記レンズ位置センサが、前記レンズ鏡胴の外側に配置され、前記直動変換機構により変換された直動変位を検出し、該直動変位に応じて前記光軸方向に対する前記レンズの位置信号を出力するレンズ装置。
  2. 　請求項１記載のレンズ装置であって、
    　前記直動変換機構が、前記回転操作リングにより回転する前記レンズ鏡胴の回転部に、該回転方向に沿って形成されたギア部と、前記レンズ鏡胴の固定部に軸支され前記ギア部に噛合するピニオンギアと、前記ピニオンギアと噛合するラックギア部が形成されたスライダとを備え、
    　前記回転操作リングの回転変位を前記スライダの直動変位に変換するレンズ装置。
  3. 　請求項２記載のレンズ装置であって、
    　前記レンズ位置センサが、細長状の電気抵抗体を有する基板と、前記スライダに設けられ前記電気抵抗体の長軸に沿った一端側から他端側に摺動する移動接点部と、前記電気抵抗体の長軸に対する前記移動接点部の摺接位置に応じた電気信号を前記レンズの位置信号として出力する信号出力部と、を有するレンズ装置。
  4. 　請求項３記載のレンズ装置であって、
    　前記スライダを、前記直動変位の一方の変位終端に向けて付勢する付勢機構を備えたレンズ装置。
  5. 　請求項３又は請求項４記載のレンズ装置であって、
    　前記レンズ位置センサが、前記電気抵抗体の長軸を前記レンズの光軸に直交させた状態で配置されたレンズ装置。
  6. 　請求項２乃至請求項５のいずれか一項記載のレンズ装置であって、
    　前記ピニオンギアが、前記レンズ鏡胴のギア部と噛合する第１のギアと、前記ラックギア部と噛合する第２のギアとを同軸で有し、
    　前記回転操作リングの最大回転量に対する前記直動変換機構の直動変位量が、前記レンズ位置センサの最大検出幅となるように、前記第１のギアと前記第２のギアとのギア比が設定されたレンズ装置。
  7. 　請求項１乃至請求項６のいずれか一項記載のレンズ装置であって、
    　前記回転操作リングがズーム倍率を変更するズームリングであり、前記レンズがズームレンズであるレンズ装置。
  8. 　請求項１乃至請求項７のいずれか一項記載のレンズ装置と、
    　前記レンズ装置を通じて得られる光像を検出する撮像素子と、
    を備えた撮像ユニット。
  9. 　請求項８記載の撮像ユニットと、
    　前記レンズ位置センサから出力されるレンズの位置信号に基づいて撮像条件を変更する制御部と、
    を備えた撮像装置。
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