(57)【要約】【課題】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。【解決手段】レンズ（116）を保持するレンズ枠(142)又は該レンズ枠の移動に連動する可動部に設けられた第１のシートコイル(202)と、第１のシートコイル(202)に対面する固定部に設けられた第２のシートコイル(172)のいずれか一方を励磁コイル、他方を検出コイルとし、レンズ枠(142)の移動に伴い第１のシートコイル(202)が第２のシートコイル(172)との対面距離を保って移動することにより、当該移動位置に応じて検出コイルから出力される電気信号に基づきレンズ(116)の位置を検出する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定枠に対し移動可能な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又は該レンズ枠の移動に連動する可動部に設けられた第１のシートコイルと、
前記第１のシートコイルに対面する固定部に設けられた第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。
【請求項２】
請求項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。
【請求項３】
請求項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。
【請求項４】
請求項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。
【請求項５】
レンズを保持するレンズ枠と、
前記レンズ枠を移動自在に支持する固定枠と、
前記レンズ枠を移動させる駆動機構と、
前記レンズ枠又は該レンズ枠の移動に連動する可動部に設けられた第１のシートコイルと、
前記第１のシートコイルに対面する固定部に設けられた第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。
【請求項６】
請求項５に記載のレンズ装置において、
前記レンズ枠は光軸方向に移動可能であり、
前記第１のシートコイルは、前記レンズ枠の側面部に設けられ、
前記第２のシートコイルは、前記固定枠に設けられることを特徴とするレンズ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のレンズ装置において、
前記レンズ枠には前記第１のシートコイルに繋がる摺動端子が設けられ、
前記固定枠には前記摺動端子が摺接する導電部材が設けられていることを特徴とするレンズ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のレンズ装置において、
前記第１のシートコイルの端子を前記レンズ枠の内側から出し、該内側の端子部から前記摺動端子を延出させた構成であることを特徴とするレンズ装置。
【請求項９】
請求項６に記載のレンズ装置において、
前記レンズ枠の側面部に、光軸方向に沿って延設されたガイド部が設けられ、
前記ガイド部に前記第１のシートコイルを構成するコイルパターンが当該ガイド部と一体に形成されていることを特徴とするレンズ装置。
【請求項１０】
請求項５に記載のレンズ装置において、
前記駆動機構はカム筒を有し、該カム筒の側面部に前記第１のシートコイルが配設されることを特徴とするレンズ装置。
【請求項１１】
請求項５に記載のレンズ装置において、
前記固定枠に相当する固定鏡胴の内側にカム筒が回動自在に設けられるとともに、前記カム筒の内側に前記レンズ枠が配置され、
前記レンズ枠に突設されたカムピンが前記カム筒のカム溝に係合し、前記カム筒の回転によって前記レンズ枠を光軸方向に移動させる構造を有し、
前記カム筒の端面部に円弧状の前記第１のシートコイルが設けられ、
前記固定鏡胴に円弧状の前記第２のシートコイルが設けられていることを特徴とするレンズ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のレンズ装置において、
前記カム筒の外周面に、前記第１のシートコイルに繋がる摺動端子が設けられ、
前記固定鏡胴の内周面に前記摺動端子が摺接する導電部材が設けられていることを特徴とするレンズ装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載のレンズ装置において、
前記第２のシートコイルを構成するコイルパターンが前記カム筒と一体に形成されていることを特徴とするレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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等の機構的要因により高精度の検出が難しい。
【０００４】
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）。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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）。
【特許文献１】特開平１−２１７４０８号公報
【特許文献２】特開平２−７７７０８号公報
【特許文献３】特許第４１２９４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
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。しかしながら、ＭＲセンサはマグネットとセンサ間のチャップが短く、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、配置する場所が限定される。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は前記目的を達成するために、固定枠に対し移動可能な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又は該レンズ枠の移動に連動する可動部に設けられた第１のシートコイルと、前記第１のシートコイルに対面する固定部に設けられた第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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
＜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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
＜レンズ装置の構成例１＞
図２は、レンズ装置１１０の構成例を示す一例を示す構成図である。図２において、レンズ鏡胴１１２内には、前方にフォーカスレンズ１１４が配置され、フォーカスレンズ１１４の後方には、変倍レンズ１１６と補正レンズ１１８、及びリレーレンズ１２０が順に配置されている。なお、各レンズは複数枚のレンズを組み合わせたレンズ群によって構成されてもよい。
【００２５】
フォーカスレンズ１１４は枠体（「レンズ枠」に相当）１２２に保持され、この枠体１２２は撮影光軸１２４と平行に配設された不図示のガイド棒にスライド移動自在に支持される。また、枠体１２２にはピン１２８が突設され、このピン１２８はレンズ鏡胴１１２に形成された長孔１３０を介して移動駒１３２に固着されている。移動駒１３２は、撮影光軸１２４と平行に敷設されたリードスクリュウ１３４に螺合されており、また、このリードスクリュウ１３４はギア１３６、１３８を介してモータ１４０に連結されている。従って、モータ１４０の回転駆動力をギア１３８、１３６を介してリードスクリュウ１３４に伝達すると、移動駒１３２がリードスクリュウ１３４に沿って前後移動するので、フォーカスレンズ１１４を光軸１２４に沿って前後移動させることができる。これにより、フォーカスレンズ１１４による焦点調節が行われる。
【００２６】
変倍レンズ１１６と補正レンズ１１８とは、レンズ鏡胴１１２の小径部１１２Ａ内にそれぞれ配置される。変倍レンズ１１６は枠体１４２に保持され、この枠体１４２の外周面には、３本のガイドピン１４４（図３において２本は図示せず）が円周方向に対して１２０°の間隔で突設されている。これらのガイドピン１４４は、小径部１１２Ａの内周面１１２Ｂに撮影光軸１２４と平行に形成された直進溝１４６Ａにスライド移動自在に支持されている。これにより、変倍レンズ１１６は、光軸１２４方向に前後移動することができる。また、変倍レンズ１１６の枠体１４２にはカムピン１４８が突設される。このカムピン１４８は、レンズ鏡胴１１２の小径部１１２Ａに形成された長孔１５０を介して、レンズ鏡胴１１２と並設されたカム筒１５２の変倍用カム溝１５４に係合されている。
【００２７】
同様に、補正レンズ１１８は枠体１６２に保持される。この枠体１６２の外周面には、３本のガイドピン（不図示）が１２０°の間隔（変倍レンズ１１６と異なる位相）で突設され、これらのガイドピンは、レンズ鏡胴１１２の小径部１１２Ａの内周面１１２Ｂに撮影光軸１２４と平行に形成された直進溝（不図示）にスライド移動自在に支持されている。これにより、補正レンズ１１８は、光軸１２４方向に前後移動することができる。また、補正レンズ１１８の枠体１６２にはカムピン１６８が突設され、このカムピン１６８は、レンズ鏡胴１１２の小径部１１２Ａの長孔１５０を介してカム筒１５２の補正用カム溝１７０に係合されている。
【００２８】
カム筒１５２は、ギア１５６、１５８を介してモータ１６０に連結され、モータ１６０からの駆動力で回転することができる。カム筒１５２をモータ１６０で回転させると、変倍レンズ１１６は変倍用カム溝１５４に沿って前後移動し、補正レンズ１１８は補正用カム溝１７０に沿って前後移動する。この前後移動によって、焦点距離が変倍レンズ１１６によって変えられ、そして、変倍レンズ１１６の移動によって発生するピントのズレが補正レンズ１１８によって補正される。
【００２９】
上記のようなレンズ装置１１０における移動レンズ（フォーカスレンズ１１４、変倍レンズ１１６、補正レンズ１１８の少なくとも１つ）について、レンズ位置を検出する手段として、図１で説明したレゾルバ３０を適用する。
【００３０】
＜取付例１＞
図３は、レゾルバ３０の取付方法の第１例を示す要部構成図である。図３において、符号１１２は、固定枠に相当するレンズ鏡胴の本体（以下、必要に応じて「固定鏡胴」という。）、符号１４２は変倍レンズ１１６の枠体（「移動枠」に相当）である。ここでは、変倍レンズ１１６の位置を検出する手段を例に説明するが、図２で説明した他の移動レンズ（フォーカスレンズ１１４、補正レンズ１１８）についても同様の構成を採用し得る。
【００３１】
図３のように、枠体１４２の外周面に、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）を取り付け、これと対向する固定鏡胴１１２の内周面１１２Ｂに第２シートコイル１７２（図１の符号２０に相当）を取り付ける。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、移動する枠体１４２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。
【００３２】
図３では、枠体１４２に取り付けた第１シートコイル１７１から検出信号を取り出す配線手段の構成例として、らせんケーブル１８０を用いている。らせんケーブル１８０の他端は固定鏡胴１１２の固定端子１８２に接続されており、光軸１２４の方向に沿った枠体１４２の移動によってらせんケーブル１８０が伸縮する。これにより、移動する枠体１４２から電気信号を取り出すことができる。なお、らせんケーブル１８０に代えて、これと類似の作用効果を持つ弾性変形が可能なフレキシブルケーブルを用いる態様も可能である。
【００３３】
＜取付例２＞
図４は、レゾルバ３０の取付方法の第２例を示す要部構成図である。図４中図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。
【００３４】
図４において、枠体１４２に取り付けた第１シートコイル１７１には、弾性を有する導電性板材により構成された摺動端子１９０が設けられており、固定鏡胴１１２の内周面１１２Ｂには、摺動端子１９０の先端部１９２が摺接する導電性パターン１９４が形成されている。摺動端子１９０の先端部１９２は導電性パターン１９４に向けて付勢され、枠体１４２の移動にともない、導電性パターン１９４と接触を維持しつつ、導電性パターン１９４の上を滑り移動する。これにより、電気的な接続を確保する。
【００３５】
＜取付例３＞
図５は、レゾルバ３０の取付方法の第３例を示す要部構成図である。図５中図３、図４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。
【００３６】
図５に示した例では、枠体１４２の外周面に取り付けられた第２シートコイル１７２の端子１９６を枠体１４２の内周面１２２Ｂに貫通させ、枠体１４２の内側から配線用の端子を取り出し、枠体１４２の後端部１４２Ｃを迂回させる形状の摺動端子１９１を備える。
【００３７】
このような構成により、図４の例と比較して、摺動端子１９１の接点位置（先端部１９３が導電性パターン１９４に接触する位置）を、より後方に設けることができ、摺動端子１９１が第２シートコイル１７２に衝突することなく、枠体１４２を前方に移動させることができる範囲を大きくとることができる。
【００３８】
＜取付例４＞
図６は、レゾルバ３０の取付方法の第４例を示す要部構成図である。図６中図３及び図４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。
【００３９】
枠体１４２の外周面には、光軸１２４の方向に沿って延設されたガイド部材２００が枠体１４２と一体で形成されている。枠体１４２及びガイド部材２００は、例えば、樹脂などの絶縁材料によって形成され、ガイド部材２００の部分に、図１で説明したレゾルバ３０を構成する一方のシートコイル（例えば、図１の符号１０に相当）のコイルパターン２０２を、印刷、めっき等の手法を用いて作り込む。このように枠体１４２とコイルパターン２０２の一体型構造により、低コスト化を実現でき、スペースの有効活用が可能である。また、ガイド部材２００の側面に摺動端子２０４を設け、固定鏡胴（図６において不図示）の内周面に光軸方向に沿った導体部材２０６を配置する。
【００４０】
摺動端子２０４は導体部材２０６に向けて付勢され、枠体１４２の移動に伴い、導体部材２０６と接触を維持しつつ、導体部材２０６上を摺動する。
【００４１】
＜電気接続の他の形態＞
移動する枠体１４２のコイルパターンと電気的接続を得る手段として、上述した摺動端子を用いる形態に代えて、枠体１４２に突設されたカムピンの中に配線を通し、カムピンを介して電気的接続を取ることも可能である。
【００４２】
＜取付例５＞
図７は、レゾルバ３０の取付方法の第５例を示す要部構成図である。図７中、図２で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。
【００４３】
図７に示す例は、カム筒１５２の回転角を検出する手段として、レゾルバ３０が用いられている。カム筒１５２の端部の外周面に沿って第１シートコイル２１１が取り付けられる。このカム筒１５２の外側には、カム筒１５２の回転軸を中心とする円弧状の支持部材２２０が配置されており、該支持部材２２０の内側（カム筒１５２の外周面と対面する側）にレゾルバ３０の第２シートコイル２１２が配設される。図８に図７の矢印Ｂ方向から見た図（Ｂ矢視図）を示す。カム筒１５２の回転により、第１シートコイル２１１と第２シートコイル２１２は対面距離を一定に保って、円周方向に相対移動する。なお、第１シートコイル２１１及び第２シートコイル２１２の長さは、カム筒１５２の回動範囲に対応して適宜設計される。
【００４４】
図７及び図８に示した例では、第１シートコイル２１１と電気的接続を得るための配線用のケーブル２２４をカム筒１５２の回転軸２２６の中空部２２８を通して外部に取り出している。かかる構成によれば、カム筒１５２が回転によりケーブル２２４の捻れは生じるものの、この配線が邪魔にならない。
【００４５】
一方、支持部材２２０に取り付けた第２シートコイル２１２は、所定の位置に固定されているため、この第２シートコイル２１２と電気的接続を得るための配線用のケーブル２３０については適宜の位置にケーブル２３０を配置することができる。
【００４６】
図９及び図１０に他の配線形態を示す。図９において、図７に示した構成と同一又は類似の要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４７】
図９に示す例では、第１シートコイル２１１との電気的接続を得る手段として、カム筒１５２の回転軸に導体部材２４０、２５０を用いている。図１０の拡大図に示したように、導体部材２４０の軸部２４２は、絶縁部材２６０を介して導体部材２５０の中空軸部２５２に嵌合されており、導体部材２４０及び２５０はカム筒１５２と一体で回転する。
【００４８】
導体部材２４０、２５０は、ケーブル２７０又は不図示の配線部材を介して第１シートコイル２１１の端子と電気的に接続される。この導体部材２４０の軸部２４２の周面に摺接する導電性ワイヤ（例えば、エナメル線など）２７２が設けられ、導体部材２５０の軸部２５２の周面に摺接する導電性ワイヤ２７４が設けられる。各導電性ワイヤ２７２、２７４は、それぞれ導体部材２４０、２５０の軸部２４２、２５２に向けて付勢されており、軸部２４２、２５２との接触が維持されている。
【００４９】
なお、各導体部材２４０、２５０の端部（図１０において右端部）には、各導電性ワイヤ２７２、２７４の脱落を防ぐストッパ部材として機能するフランジ部２４４，２５４が形成されている。
【００５０】
＜レンズ装置の構成例２＞
図１１はレンズ装置の他の構成例を示す断面図であり、図１２は図１１に示したレンズ装置の光軸と直交する面で切断した断面図である。図１１及び図１２において、図２で説明した構成と同一又は類似の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００５１】
図１１及び図１２に示したレンズ装置３１０は、固定鏡胴３１２の内側にカム筒３３０が回動自在に配置され、このカム筒３３０の内側に変倍レンズ１１６が配置された構造からなる。変倍レンズ１１６を保持する枠体１４２の外周面には、円周方向に沿って１２０°の間隔で３本のカムピン３３４（図１１において２本は図示せず）が突設され、各カムピン３３４はカム筒３３０の周面に形成されたカム溝３３６に挿入されている。また、カムピン３３４は、カム溝３３６を貫通して固定鏡胴３１２の直進溝３４０に係合される。
【００５２】
カム筒３３０の外周面には、ピン３４２が突設されており、当該ピン３４２は、固定鏡胴３１２に形成された長孔溝３４４を介して、ズームリング３５０の凹部３５２に係合される。固定鏡胴３１２の長孔溝３４４は周面の円周方向に沿って形成されており（図１２参照）、この長孔溝３４４の範囲でズームリング３５０の回動範囲が規制される。
【００５３】
ズームリング３５０を回動させると、ピン３４２を介して連結されたカム筒３３０がズームリング３５０と共に回動する。カム筒３３０の内側に配置されている変倍レンズ１１６の枠体１４２は、カムピン３３４が係合する直進溝３４０によって回転が規制され、カム溝３３６によって光軸方向に前後移動する。
【００５４】
本例のレンズ装置３１０は、カム筒３３０の回転角を検出する手段として、カム筒３３０の後端部に第１シートコイル３７１及び第２シートコイル３７２からなるレゾルバ３８０が配置されている。ここで用いるレゾルバ３８０は、図１で説明したリニアタイプのレゾルバ３０に代えて、コイルパターンを平面内で円弧状に形成したロータリー（回転）タイプの形態が採用される。すなわち、カム筒３３０の後端面のフランジ部に円弧状の第１シートコイル３７１を取り付ける一方、これと対面する固定鏡胴３１２の後端内側フランジ面に第２シートコイル３７２を配設する。第１シートコイル３７１と第２シートコイル３７２のいずれか一方を励磁側（一次側）、他方を検出側（二次側）とするが、配線数を考慮すると、固定部に２相のコイルを設け、可動部に１相のコイルを設ける態様が好ましい。
【００５５】
可動部に設けられる第１シートコイル３７１との電気的接続を得る手段として、例えば、カム筒３３０に摺動端子３８２を設け、固定鏡胴３１２側に摺動端子３８２が摺接する導体部材３８４を形成する。
【００５６】
上記構成により、第１シートコイル３７１と第２シートコイル３７２の対面距離が一定に保たれた状態で、カム筒３３０の回転によりその回転角に応じた検出信号を得ることができる。
【００５７】
＜取付例６＞
図１３は、レゾルバ３８０の他の取付方法を示す要部構成図である。図１３中図１１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。
【００５８】
図１３に示した構成では、カム筒３３０の後端面にレゾルバ３８０の第１シートコイル３７１に相当するコイルパターン３９１を形成し、該カム筒３３０が内挿される固定鏡胴３１２の内側後端面に第２シートコイル３７２に相当するコイルパターン３９２を形成する。これらコイルパターン３９１、３９２は、印刷やめっき等の手法により、カム筒３３０及び固定鏡胴３１２の各部材に一体に形成される。
【００５９】
また、カム筒３３０の外周面に摺動端子３９４を設け、固定鏡胴３１２の内周面に摺動端子３９４が摺接する導体部３９６を設ける。かかる構成により、カム筒３３０の回転角に応じた検出信号を得ることができる。
【００６０】
＜レンズ装置のブロック図＞
図１４は、レンズ装置１１０、３１０の回路構成の例を示すブロック図である。
【００６１】
同図における二相の励磁コイル４０２、４０４は、図１で説明した符号３２Ａ、３２Ｂに相当する。また、図１４における検出コイル４０６は、図１で説明した符号３６に相当し、図２で説明したフォーカスレンズ１４や変倍レンズ１１６などの移動レンズの枠体や、これに連動するカム筒１５２、３３０（図１１参照）、ギヤ、その他の可動部４０８に取り付けられる。
【００６２】
図１４に示したように、二相の励磁コイル４０２、４０４は、それぞれ励磁回路４１２、４１４から励磁信号が入力される。励磁回路４１２、４１４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。
【００６３】
励磁回路４１２、４１４が搭載される検出回路部４２０には、検出コイル４０６から出力される電気信号を処理する信号処理回路４３０が含まれている。信号処理回路４３０の詳細な構成は図示しないが、信号処理回路４３０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４０６と励磁コイル４０２、４０４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。
【００６４】
信号処理回路４３０で得られた位置情報はレンズ位置制御回路４４０に通知され、レンズ位置制御回路４４０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。
【００６５】
レンズ位置制御回路４４０は、駆動回路４４２を制御し、モータ４４４の駆動によって移動レンズ（例えば、図２で説明したフォーカスレンズ１４や変倍レンズ１１６など）を移動させる。
【００６６】
レンズ位置制御回路４４０は、信号処理回路４３０から取得する位置情報に基づいて、モータ４４４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４４０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。
【００６７】
＜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。
【００６８】
［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。
【００６９】
［２］レンズの絶対位置を検出することができる。
【００７０】
［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。
【００７１】
［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。
【００７２】
［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。
【００７３】
［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。
【００７４】
［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。
【００７５】
［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。
【００７６】
［９］検出回路のＩＣ化により、回路の小型化が可能である。
【００７７】
［１０］図４〜図６等で説明した摺動端子を用いることにより、メンテナンス時などにおいて分解作業も用意である。
【００７８】
＜他の変形例１＞
レンズ鏡胴内のレンズを移動させる駆動部が鏡胴の外部に配置され、ベルト、ギアその他の動力伝達機構を利用してレンズを移動させる形態の場合、鏡胴外部の動力伝達機構の可動部にレゾルバ３０、３８０と同様の構成を適用することが可能である。
【００７９】
＜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。
【００８０】
＜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。
【００８１】
（発明１）：固定枠に対し移動可能な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又は該レンズ枠の移動に連動する可動部に設けられた第１のシートコイルと、前記第１のシートコイルに対面する固定部に設けられた第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。
【００８２】
（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。
【００８３】
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。
【００８４】
（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。
【００８５】
（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。
【００８６】
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。
【００８７】
（発明５）：レンズを保持するレンズ枠と、前記レンズ枠を移動自在に支持する固定枠と、前記レンズ枠を移動させる駆動機構と、前記レンズ枠又は該レンズ枠の移動に連動する可動部に設けられた第１のシートコイルと、前記第１のシートコイルに対面する固定部に設けられた第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。
【００８８】
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。
【００８９】
（発明６）：発明５に記載のレンズ装置において、前記レンズ枠は光軸方向に移動可能であり、前記第１のシートコイルは、前記レンズ枠の側面部に設けられ、前記第２のシートコイルは、前記固定枠に設けられることを特徴とするレンズ装置。
【００９０】
レンズ枠の位置を直接的に検出することにより、バックラッシ等の要因を排除した高精度の位置検出が可能である。
【００９１】
（発明７）：発明６に記載のレンズ装置において、前記レンズ枠には前記第１のシートコイルに繋がる摺動端子が設けられ、前記固定枠には前記摺動端子が摺接する導電部材が設けられていることを特徴とするレンズ装置。
【００９２】
かかる態様によれば、レンズ枠の移動に伴い、接点を摺動させながら電気的導通を確保することができる。
【００９３】
（発明８）：発明７に記載のレンズ装置において、前記第１のシートコイルの端子を前記レンズ枠の内側から出し、該内側の端子部から前記摺動端子を延出させた構成であることを特徴とするレンズ装置。
【００９４】
かかる態様によれば、第２のシートコイルとの接触を避けて、レンズ枠の移動範囲を一層広くすることができる。
【００９５】
（発明９）：発明６に記載のレンズ装置において、前記レンズ枠の側面部に、光軸方向に沿って延設されたガイド部が設けられ、前記ガイド部に前記第１のシートコイルを構成するコイルパターンが当該ガイド部と一体に形成されていることを特徴とするレンズ装置。
【００９６】
かかる態様によれば、一層の省スペース化、低コスト化が可能である。
【００９７】
（発明１０）：発明５に記載のレンズ装置において、前記駆動機構はカム筒を有し、該カム筒の側面部に前記第１のシートコイルが配設されることを特徴とするレンズ装置。
【００９８】
かかる態様によれば、信頼性の高い高精度の絶対位置検出が可能である。
【００９９】
（発明１１）：発明５に記載のレンズ装置において、前記固定枠に相当する固定鏡胴の内側にカム筒が回動自在に設けられるとともに、前記カム筒の内側に前記レンズ枠が配置され、前記レンズ枠に突設されたカムピンが前記カム筒のカム溝に係合し、前記カム筒の回転によって前記レンズ枠を光軸方向に移動させる構造を有し、前記カム筒の端面部に円弧状の前記第１のシートコイルが設けられ、前記固定鏡胴に円弧状の前記第２のシートコイルが設けられていることを特徴とするレンズ装置。
【０１００】
かかる態様によれば、カム筒の回転角（絶対位置）を精度よく検出することができる。
【０１０１】
（発明１２）：発明１１に記載のレンズ装置において、前記カム筒の外周面に、前記第１のシートコイルに繋がる摺動端子が設けられ、前記固定鏡胴の内周面に前記摺動端子が摺接する導電部材が設けられていることを特徴とするレンズ装置。
【０１０２】
かかる態様によれば、第１のシートコイルの電気的接続を確保しつつ、カム筒を回転させることができる。また、メンテナンス時などの分解や組み立て作業も容易である。
【０１０３】
（発明１３）：発明１１又は１２に記載のレンズ装置において、前記第１のシートコイルを構成するコイルパターンが前記カム筒と一体に形成されていることを特徴とするレンズ装置。
【０１０４】
かかる態様によれば、一層の省スペース化、低コスト化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】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斜視図
【図２】レンズ装置の構成例を示す構成図
【図３】図２に示したレンズ装置に対するレゾルバの取付方法の第１例を示す要部構成図
【図４】レゾルバの取付方法の第２例を示す要部構成図
【図５】レゾルバの取付方法の第３例を示す要部構成図
【図６】レゾルバの取付方法の第４例を示す要部構成図
【図７】レゾルバの取付方法の第５例を示す要部構成図
【図８】図７中の矢印Ｂ方向から見た図
【図９】他の配線形態を示す構成図
【図１０】図９中の要部拡大図
【図１１】レンズ装置の他の構成例を示す断面図
【図１２】図１１に示したレンズ装置の光軸と直交する面で切断した断面図
【図１３】レゾルバの他の取付方法を示す要部構成図
【図１４】二相励磁一相検出方式のレンズ位置検出装置を適用したレンズ装置の回路構成の例を示すブロック図
【符号の説明】
【０１０６】
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、１１０…レンズ装置、１１２…レンズ鏡胴（固定鏡胴）、１１４…フォーカスレンズ、１１６…変倍レンズ、１１８…補正レンズ、１２０…リレーレンズ、１２２…枠体、１２４…光軸方向、１４２…枠体、１６２…枠体、１５２…カム筒、１７１…第１シートコイル、１７２…第２シートコイル、１９０，１９１…摺動端子、１９４…導電性パターン、２００…ガイド部材、２０４…摺動端子、２０６…導体部材、２１１…第１シートコイル、２１２…第２シートコイル、３１０…レンズ装置、３３０…カム筒、３１２…固定鏡胴、３５０…ズームリング、３７１…第１シートコイル、３７２…第２シートコイル、３８０…レゾルバ、４１２，４１４…励磁回路、４２０…検出回路、４３０…信号処理回路、４４０…レンズ位置制御回路
【図１】
2010107740.tif 000003
【図２】
2010107740.tif 000004
【図３】
2010107740.tif 000005
【図４】
2010107740.tif 000006
【図５】
2010107740.tif 000007
【図６】
2010107740.tif 000008
【図７】
2010107740.tif 000009
【図８】
2010107740.tif 000010
【図９】
2010107740.tif 000011
【図１０】
2010107740.tif 000012
【図１１】
2010107740.tif 000013
【図１２】
2010107740.tif 000014
【図１３】
2010107740.tif 000015
【図１４】
2010107740.tif 000016