(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像用可動光学素子の動きに連動して回転するギヤに固定される回転軸と、
前記回転軸に固定される筒状の回転体と、
前記回転体において前記回転軸の伸びる軸方向における一端面に設けられる第一の着磁部と、
前記第一の着磁部に対向する第一の磁気検出素子と、
前記回転体の側面に、前記回転体の円周方向に沿って設けられる第二の着磁部と、
前記第二の着磁部に対向する第二の磁気検出素子と、を備え、
前記回転体は、前記回転軸に嵌合される第一の回転体と、前記第一の回転体に嵌合される第二の回転体とにより構成され、
前記第一の回転体又は前記第二の回転体に前記第一の着磁部が設けられ、
前記第二の回転体又は前記第一の回転体に前記第二の着磁部が設けられ、
前記第一の回転体は、前記回転軸が挿通される円筒状の第一の回転部と、前記第一の回転部の前記軸方向の端面から前記軸方向に突出しかつ前記回転軸が挿通される筒状の第二の回転部とを含み、
前記第二の回転部を前記軸方向からみたときの面積は、前記第一の回転部を前記軸方向からみたときの面積よりも小さく、
前記第二の回転体は前記第一の回転体の前記第二の回転部に嵌合され、
前記軸方向における前記第一の回転体と前記第二の回転体の間と、前記第一の回転体と前記第二の回転体のうち前記第一の着磁部が設けられる方の回転体の回転方向に沿う側面とに設けられる磁気シールドを備える撮像用可動光学素子の位置検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像用可動光学素子の位置検出装置であって、
前記第二の回転部は、前記第一の回転部からの突出方向に向かってテーパー状となっている撮像用可動光学素子の位置検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の撮像用可動光学素子の位置検出装置であって、
前記第一の回転体の前記軸方向における、前記ギヤと前記回転体との間において前記回転軸を回転自在に支持する軸受け側の端面には凹部が形成され、
前記軸受けの端部が前記凹部に食い込んでいる撮像用可動光学素子の位置検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の撮像用可動光学素子の位置検出装置であって、
前記第一の回転体に前記第一の着磁部が設けられ、
前記第二の回転体に前記第二の着磁部が設けられる撮像用可動光学素子の位置検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の撮像用可動光学素子の位置検出装置であって、
前記ギヤと前記回転体との間において前記回転軸を回転自在に支持する軸受けと、
前記ギヤと前記軸受けの間に設けられ、前記回転軸と前記軸受けの前記軸方向における相対移動を規制するための規制部と、を備える撮像用可動光学素子の位置検出装置。
【請求項６】
請求項５記載の撮像用可動光学素子の位置検出装置であって、
前記回転軸は、前記ギヤと前記軸受けとの間において、前記軸方向に直交する一方向における長さが前記軸受けの前記回転軸を支持する部分の前記一方向における長さよりも大きい太軸部分を有し、
前記規制部は、前記回転軸の前記太軸部分により構成される撮像用可動光学素子の位置検出装置。
【請求項７】
請求項６記載の撮像用可動光学素子の位置検出装置であって、
前記回転軸は前記ギヤに嵌合して固定されるものであり、
前記回転軸において前記ギヤが嵌合される部分の前記一方向の長さは、前記規制部の前記一方向の長さと同じである撮像用可動光学素子の位置検出装置。
【請求項８】
請求項７記載の撮像用可動光学素子の位置検出装置であって、
前記規制部の前記一方向の長さは、前記軸受けの外周部の前記一方向における長さよりも小さい撮像用可動光学素子の位置検出装置。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか１項記載の撮像用可動光学素子の位置検出装置であって、
前記規制部は、前記ギヤとは異なる材料により構成される撮像用可動光学素子の位置検出装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項記載の撮像用可動光学素子の位置検出装置と、
前記撮像用可動光学素子としてのフォーカスレンズ又はズームレンズと、を備えるレンズ装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のレンズ装置と、
前記撮像用可動光学素子を通して被写体を撮像する撮像素子と、を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像用可動光学素子の位置検出装置及びこれを備えるレンズ装置及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の固体撮像素子の高解像度化に伴い、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話機（スマートフォン含む）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ，携帯情報端末）等の撮像モジュールを有する情報機器の需要が急増している。なお、以上のような撮像モジュールを有する情報機器を撮像装置と称する。
【０００３】
撮像装置の撮像モジュールには、可動レンズ等の可動光学素子の位置を検出するために磁気式の位置検出器（エンコーダ）が使用される。
【０００４】
エンコーダは、インクリメンタル型エンコーダとアブソリュート型エンコーダとに大別される。インクリメンタル型エンコーダは、撮像モジュールの電源がＯＮしたときの可動光学素子の位置から、その可動光学素子がどれだけ移動したのかを高い分解能で検出することができる。しかし、電源ＯＮ時における可動光学素子の絶対的な位置を検出することはできない。一方、アブソリュート型エンコーダは、可動光学素子の絶対的な位置を検出することはできるが、検出分解能は低い。
【０００５】
これまで、インクリメンタル型エンコーダとアブソリュート型エンコーダを組み合わせたエンコーダが提案されており（特許文献１参照）、このようなエンコーダを撮像モジュールに適用すれば、可動光学素子の位置を高速かつ高精度に検出することができる。特に、放送用レンズや映画用レンズ等の業務用のレンズ装置においては、可動光学素子の位置を高速かつ高精度に検出できることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２０３２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
撮像装置に搭載されるエンコーダは、小型化が要求されるため、インクリメンタル用の着磁がなされた回転体とアブソリュート用の着磁がなされた回転体は、それぞれ、その回転軸方向における幅を小さくする必要がある。このため、特許文献１に記載のように、細い回転軸に対して幅の狭い回転体を２つ嵌合させる構成では、回転体を回転軸に対して垂直に正確に組み付けることが難しい。回転体が回転軸に対して垂直になっていないと、回転体から検出される磁気信号に誤差が生じることになり、可動光学素子の位置検出精度が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、撮像用可動光学素子の位置検出を高精度に行うことのできる撮像用可動光学素子の位置検出装置とこの位置検出装置を有する撮像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】
【０００９】
本発明の撮像用可動光学素子の位置検出装置は、撮像用可動光学素子の動きに連動して回転するギヤに固定される回転軸と、上記回転軸に固定される筒状の回転体と、上記回転体において上記回転軸の伸びる軸方向における一端面に設けられる第一の着磁部と、上記第一の着磁部に対向する第一の磁気検出素子と、上記回転体の側面に、上記回転体の円周方向に沿って設けられる第二の着磁部と、上記第二の着磁部に対向する第二の磁気検出素子と、を備え、上記回転体は、上記回転軸に嵌合される第一の回転体と、上記第一の回転体に嵌合される第二の回転体とにより構成され、上記第一の回転体又は上記第二の回転体に上記第一の着磁部が設けられ、上記第二の回転体又は上記第一の回転体に上記第二の着磁部が設けられ、上記第一の回転体は、上記回転軸が挿通される円筒状の第一の回転部と、上記第一の回転部の上記軸方向の端面から上記軸方向に突出しかつ上記回転軸が挿通される筒状の第二の回転部とを含み、上記第二の回転部を上記軸方向からみたときの面積は、上記第一の回転部を上記軸方向からみたときの面積よりも小さく、上記第二の回転体は上記第一の回転体の上記第二の回転部に嵌合されるものであり、上記軸方向における上記第一の回転体と上記第二の回転体の間と、上記第一の回転体と上記第二の回転体のうち上記第一の着磁部が設けられる方の回転体の回転方向に沿う側面とに設けられる磁気シールドを備えるものである。
【００１０】
本発明のレンズ装置は、上記撮像用可動光学素子の位置検出装置と、上記撮像用可動光学素子としてのフォーカスレンズ又はズームレンズと、を備えるものである。
【００１１】
本発明の撮像装置は、上記レンズ装置と、上記撮像用可動光学素子を通して被写体を撮像する撮像素子と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、撮像用可動光学素子の位置検出を高精度に行うことのできる撮像用可動光学素子の位置検出装置とこの位置検出装置を有する撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態である撮像用可動光学素子の位置検出装置１００の概略構成を示す断面模式図
【図２】図１に示す着磁部５ａと着磁部６ａを説明するための図
【図３】位置検出装置１００の変形例である位置検出装置２００の概略構成を示す断面模式図
【図４】位置検出装置１００の変形例である位置検出装置３００の概略構成を示す断面模式図
【図５】位置検出装置１００の変形例である位置検出装置４００の概略構成を示す断面模式図
【図６】位置検出装置１００の変形例である位置検出装置５００の概略構成を示す断面模式図
【図７】位置検出装置１００の変形例である位置検出装置６００の概略構成を示す断面模式図
【図８】位置検出装置１００の変形例である位置検出装置７００の概略構成を示す断面模式図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態である撮像用可動光学素子の位置検出装置１００の概略構成を示す断面模式図である。
【００１６】
位置検出装置１００は、焦点距離変更のためのズームレンズ、焦点位置変更のためのフォーカスレンズ、及び光量調整のための絞り等の撮像用の可動光学素子を含むレンズ装置としてのレンズユニットを有する又はこのレンズユニットを着脱可能な撮像装置に搭載される。撮像装置は、このレンズユニットにおける可動光学素子を通して被写体を撮像する撮像素子を含む。
【００１７】
位置検出装置１００は、レンズユニットに搭載される可動光学素子の動きに連動して回転する可動部と、可動光学素子の動きとは関係なく位置が固定の固定部と、を備える。
【００１８】
可動部は、可動光学素子の動きに連動して回転するギヤ４に固定される回転軸３と、回転軸３に固定される回転体８と、を備える。
【００１９】
固定部は、基板１２と、基板１２に固定されたドーム状の保護ケース１と、保護ケース１に固定される軸受け２と、保護ケース１内に設けられる磁気検出素子９，１０及び基板１１と、を備える。
【００２０】
回転軸３は、同軸上に並ぶ円柱状の大径部３ａ及び小径部３ｂにより構成される。大径部３ａは、回転軸３の伸びる方向（以下、軸方向という）からみたときの外径が小径部３ｂよりも大きい、いわゆる段付構造となっている。回転軸３は例えば金属により構成される。
【００２１】
ギヤ４は、保護ケース１の外側において回転軸３と固定されており、図示しない可動光学素子の動きに連動して回転することで、回転軸３を回転させる。ギヤ４は、筒状であり、図１の例では、ギヤ４の中空部に回転軸３の大径部３ａが嵌合されることで、ギヤ４と回転軸３が固定されている。
【００２２】
軸受け２は、ギヤ４と回転体８との間において回転軸３を回転自在に支持するものであり、例えばオイレスメタルにより構成される。
【００２３】
軸受け２は、保護ケース１に設けられた軸受け孔に外縁部が嵌合されて保護ケース１に固定されている。軸受け２の中空部には回転軸３の小径部３ｂが挿通されており、軸受け２は、この中空部において回転軸３の小径部３ｂを回転自在に支持する。図１の例では、軸受け２の軸方向におけるギヤ４側の端面は回転軸３の大径部３ａに当接している。なお、回転軸３と軸受け２は、互いに擦れた場合に磨耗の少ない材料を選択しておく。
【００２４】
回転体８は、回転軸３の小径部３ｂに嵌合される回転体５と、回転体５に嵌合される回転体６と、磁気シールド７とにより構成される。
【００２５】
回転体５は、回転軸３の小径部３ｂが挿通される円筒状の大径部５ｂ（第一の回転部）と、大径部５ｂの軸方向における端面から軸方向（軸受け２側とは反対側）に突出しかつ回転軸３の小径部３ｂが挿通される円筒状の小径部５ｃ（第二の回転部）とを含む。
【００２６】
大径部５ｂの軸方向からみたときの外径は、小径部５ｃの軸方向からみたときの外径よりも大きくなっている。つまり、小径部５ｃを軸方向からみたときの面積は、大径部５ｂを軸方向からみたときの面積よりも小さくなっている。なお、小径部５ｃを軸方向からみたときの面積が、大径部５ｂを軸方向からみたときの面積よりも小さくなっていれば、小径部５ｃは、円筒ではなく角筒及び楕円筒等の別の筒状であってもよい。
【００２７】
回転体５の大径部５ｂの軸方向における軸受け２側の端面には凹部５ｄが形成されており、この凹部５ｄに軸受け２の端部が食い込んでいる。回転体５及び軸受け２は、双方の間で磨耗が生じにくい材料によって構成される。図１では、軸方向において、軸受け２と回転体５の大径部５ｂとの間に、例えば０．１ｍｍ程度のごく僅かな隙間があるものとしているが、この隙間は完全になくしてもよい。
【００２８】
回転体６は、円筒状であり、その中空部に回転体５の小径部５ｃが嵌合されている。
【００２９】
回転体５の大径部５ｂの側面には、磁気が記録された着磁部５ａが大径部５ｂの円周方向に沿って設けられている。また、回転体６の軸方向（軸受け２側とは反対側）における端面には、磁気が記録された着磁部６ａが設けられている。
【００３０】
図２は、図１に示す着磁部５ａと着磁部６ａを説明するための図である。図２（ａ）は、大径部５ｂの側面に形成された着磁部５ａを円周方向に展開した図である。図２（ｂ）は、回転体８を軸方向からみたときの正面図である。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、着磁部５ａは、Ｓ極（図中“Ｓ”を付したエリア）と、Ｎ極（図中“Ｎ”を付したエリア）とが交互に多数個（例えば１００個）、所定の着磁ピッチで並べられた構成である。
【００３２】
図２（ｂ）に示すように、着磁部６ａは、回転体６の端面を回転体６の回転方向に２つの領域に分け、一方の領域にＳ極（図中“Ｓ”を付したエリア）が形成され、他方の領域にＮ極（図中“Ｎ”を付したエリア）が形成された構成である。着磁部６ａは、回転体６の回転方向における着磁ピッチが、着磁部５ａの着磁ピッチよりも十分に大きい。
【００３３】
図１の説明に戻り、保護ケース１が固定される基板１２には、回転体５に設けられる着磁部５ａと対向する位置に第二の磁気検出素子である磁気検出素子９が設けられる。
【００３４】
また、保護ケース１の軸方向における両端部のうち、軸受け孔が設けられる端部とは反対側の端部１ｂの内周面には基板１１が形成される。この基板１１上には、回転体６に設けられた着磁部６ａに対向させて第一の磁気検出素子である磁気検出素子１０が設けられる。
【００３５】
なお、保護ケース１において、端部１ｂとそれ以外の部分１ａとは別体であり、部分１ａに端部１ｂが貼り付けられた状態で保護ケース１が完成される。
【００３６】
磁気検出素子９，１０は、それぞれ、印加磁界に応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗効果素子を２つ含み、この電気抵抗に応じた電圧信号を検出信号として出力する。磁気検出素子９，１０は、それぞれ、位相のずれた２つの電圧信号を出力するように構成されている。
【００３７】
回転体８が、可動光学素子の移動可能距離に応じた角度（例えば３６０°）回転する間に、磁気検出素子１０からは、正弦波状に変化する第一のパルスと、第一のパルスに対して例えば９０°位相のずれた第二のパルスとが出力される。任意の時点における第一のパルスと第二のパルスのレベル比と、回転体８の回転角度との関係は既知である。このため、磁気検出素子１０の検出信号に基づいて、回転体８の回転角度、すなわち、可動光学素子の絶対位置を検出することができる。
【００３８】
また、回転体８が、着磁部５ａの着磁ピッチに応じた角度回転する間に、磁気検出素子９からは、正弦波状に変化する第三のパルスと、第三のパルスに対して例えば９０°位相のずれた第四のパルスとが出力される。これら第三のパルスと第四のパルスの比較によって、回転体８の回転方向が正転か逆転かを検知することができる。また、第三のパルス又は第四のパルスの数をカウントすることで、回転体８が撮像装置の電源ＯＮの位置からどの程度回転したか、すなわち、可動光学素子が撮像装置の電源ＯＮの位置からどれだけ移動したのかを検出することができる。
【００３９】
したがって、磁気検出素子１０の検出信号に基づいて、おおまかな精度で電源ＯＮ時の可動光学素子の絶対位置を検出し、この絶対位置から、どの方向にどれだけ可動光学素子が移動したのかを、磁気検出素子９の検出信号に基づいて高い分解能で検出することで、可動光学素子の位置を高い精度で検出することができる。
【００４０】
位置検出装置１００は、磁気検出素子１０の検出信号と磁気検出素子９の検出信号に基づいて可動光学素子の位置を検出する位置検出部（不図示）を備えており、この位置検出部は保護ケース１外の基板１２上に設けられる。
【００４１】
回転体５及び磁気検出素子９は、いわゆるインクリメンタル型エンコーダのハード構成と同じであり、回転体６及び磁気検出素子１０は、いわゆるアブソリュート型エンコーダのハード構成と同じである。
【００４２】
回転体５における着磁部５ａ及び磁気検出素子９の構成は、周知のインクリメンタル型エンコーダと同様のハード構成を採用することができ、上述したものには限らない。また、回転体６における着磁部６ａ及び磁気検出素子１０の構成は、周知のアブソリュート型エンコーダと同様のハード構成を採用することができ、上述したものには限らない。
【００４３】
磁気シールド７は、回転体６の回転方向に沿う側面と、回転体６の軸方向における両端面のうち、着磁部６ａが設けられている端面とは反対側の端面とに設けられる。
【００４４】
一般的に、アブソリュート型エンコーダにはネオジム磁石等の磁力の強い磁石が利用される。また、インクリメンタル型エンコーダにはフェライト磁石等の磁力の弱い磁石が利用される。位置検出装置１００においても、着磁部６ａからは強い磁力が発せられ、着磁部５ａからは弱い磁力が発せられる。このため、磁気検出素子９が、着磁部６ａからの強磁界の影響を受けるのを防ぐために、磁気シールド７は設けられている。
【００４５】
磁気シールド７は、磁界を通さない又は磁界を弱めることのできる部材で構成されていればよく、例えば回転軸３と同じ金属等を用いることができる。
【００４６】
以上のように構成される位置検出装置１００は次のようにして製造される。
【００４７】
まず、磁気検出素子９が形成された基板１２に保護ケース１の部分１ａを固定し、この部分１ａの軸受け孔に軸受け２を圧入して、部分１ａに軸受け２を固定する。
【００４８】
次に、側面及び端面に磁気シールド７を組みつけた回転体６を準備し、回転体５の小径部５ｃを回転体６の中空部に圧入して、回転体８を得る。
【００４９】
次に、回転軸３の小径部３ｂを保護ケース外側から軸受け２に挿通する。そして、回転軸３の大径部３ａを軸受け２の端面に押し当てた状態で、回転軸３の小径部３ｂを回転体５の中空部に圧入する。
【００５０】
次に、磁気検出素子９を実装した基板１２を、磁気検出素子９の出力波形を見ながら回転体５に近づけて適正位置で保護ケース１に接着固定する。次に、基板１１及び磁気検出素子１０を形成した端部１ｂを、磁気検出素子１０の出力波形を見ながら回転体６に近づけて適正位置で保護ケース１に接着する。
【００５１】
このようにして得られる位置検出装置１００は、レンズユニットの組み立て工程において、回転軸３の大径部３ａがギヤ４の中空部に圧入される。
【００５２】
以上説明した位置検出装置１００によれば、位置検出装置１００を組み込んだ撮像装置が激しく動いた場合でも、回転軸３の大径部３ａによって、回転軸３と軸受け２は、軸受け２と回転体５との間の隙間分しか相対移動することができない。つまり、回転軸３の大径部３ａは、回転軸３と軸受け２の軸方向への相対移動を規制する規制部として機能する。
【００５３】
このため、軸受け２と回転体５との間の隙間を、この隙間が変動した場合でも磁気検出素子１０の出力に影響がない程度の微小な値としておくことで、軸受け２と回転軸３が相対移動し、磁気検出素子１０の出力が変動することによる絶対位置の検出精度低下を防ぐことができる。この構成により、磁気検出素子１０の出力調整が不要となるため、位置検出装置１００の製造コストを削減することができる。
【００５４】
また、位置検出装置１００によれば、磁気検出素子１０の出力変動が抑制されることで、磁気検出素子１０として分解能の高いものを用いることが可能になり、可動光学素子の位置検出精度を高めることができる。
【００５５】
また、位置検出装置１００によれば、ギヤ４に回転軸３の大径部３ａが嵌合された構成であるため、細い軸をギヤ４に嵌合する構成と比較して、ギヤ４を回転軸３に安定して組み付けることができる。この結果、装置の信頼性を高めることができる。
【００５６】
撮像装置に搭載される位置検出装置１００では、小型化のために、軸方向における軸受け２と回転体５との距離、軸方向におけるギヤ４と軸受け２との距離を極力小さくすることが求められる。回転軸３が段付構造ではない場合、つまり、図１において、大径部３ａの直径が小径部３ｂと同じである場合、ギヤ４と軸受け２との距離を小さくしてしまうと、回転軸３と軸受け２が軸方向に相対移動したときに、ギヤ４と軸受け２が当接し、ギヤ４が磨耗してしまい、位置検出装置の信頼性低下につながる。
【００５７】
位置検出装置１００によれば、ギヤ４と軸受け２の距離をこれらが当接しない程度まで小さくしても、回転軸３と軸受け２が軸方向に相対移動したときには、回転軸３の大径部３ａが障壁となってギヤ４と軸受け２が当接することはない。したがって、ギヤ４の磨耗を防いで装置の信頼性低下を防ぐことができる。
【００５８】
なお、軸受け２と回転体５の間に隙間を設ける場合、回転軸３と軸受け２が軸方向に相対移動すると、軸受け２と回転体５が接触する。しかし、軸受け２と回転体５の素材として、双方が擦れても磨耗しにくいものを選択することで、装置の信頼性低下は防ぐことができる。一方、ギヤ４は、撮像装置の機種毎にどのようなものを使用するかが決まっており、通常は摩擦によって磨耗しやすい材料が用いられる。このため、ギヤ４の材料を軸受け２との接触によって磨耗が生じにくいものに変更することは難しい。このため、位置検出装置１００において、規制部として機能する大径部３ａを設けることが有効となる。
【００５９】
また、位置検出装置１００では、小型化のため、回転体８の軸方向における長さを大きくすることは難しい。そのため、インクリメンタル用の着磁部を設ける回転体と、アブソリュート用の着磁部を設ける回転体を、それぞれ個別に回転軸３に嵌合させる構成では、それぞれの回転体の軸方向の長さを小さくする必要があり、それぞれの回転体を回転軸３に安定して嵌合させることが難しい。
【００６０】
位置検出装置１００によれば、インクリメンタル用の着磁部５ａを設ける回転体５と、アブソリュート用の着磁部６ａを設ける回転体６を、それぞれ個別に回転軸３に嵌合させるのではなく、回転体５だけ回転軸３に嵌合させ、回転体６は回転体５に嵌合させている。
【００６１】
このため、回転体５における回転軸３との嵌合部分の長さを大きくすることができ、回転軸３の細い部分に対しても回転体５を安定して嵌合させることができる。また、回転軸３よりも直径の大きな小径部５ｃに回転体６が嵌合されるため、軸方向における長さが小さい回転体６を回転軸３に直接嵌合させる場合と比較して、回転体６を安定して回転体５に嵌合させることができる。
【００６２】
この結果、回転体５に設ける着磁部５ａと磁気検出素子９との位置関係、及び、回転体６に設ける着磁部６ａと磁気検出素子１０との位置関係を設計通りにすることができ、可動光学素子の位置検出精度低下を防ぐことができる。
【００６３】
また、位置検出装置１００は、回転体５の端面に凹部５ｄが設けられ、この凹部５ｄに軸受け２の一部が食い込む構成である。このため、この凹部５ｄを設けない場合と比較して、位置検出装置１００の軸方向の長さを小さくすることができ、小型化が可能となる。
【００６４】
なお、インクリメンタル用の着磁部を設ける回転体と、アブソリュート用の着磁部を設ける回転体を、それぞれ個別に回転軸３に嵌合させる構成では、インクリメンタル用の着磁部を設ける回転体の軸方向における長さが小さくなる。このため、この回転体に凹部５ｄを設けてしまうと、この回転体の取り付け精度が低下する。位置検出装置１００によれば、回転体５の回転軸３との嵌合部分の長さが大きくなっているため、凹部５ｄを設けても、回転体５の取り付け精度の低下を防ぐことができ、小型化と位置検出精度の低下防止とを両立させることができる。
【００６５】
通常、ギヤ４と回転軸３は別材料により構成されるが、軸受け２として転がり軸受けを利用する場合は、回転軸３をギヤ４と同じ材料によって構成することができる。
【００６６】
転がり軸受けは、回転自在の内周部（中空部含む）と、内周部の外側に設けれる外周部と、内周部と外周部の間にある転動部とにより構成される。軸受け２を転がり軸受けにする場合は、外周部が保護ケース１に固定され、内周部は回転自在となる。このため、回転軸３の大径部３ａの直径を、転がり軸受けの内周部における中空部の直径より大きく、かつ、内周部の直径以下とすれば、回転軸３がギヤ４と同じ材料で構成されていても、回転軸３と軸受け２とは共に回転するため、回転軸３の磨耗を防ぐことができる。
【００６７】
また、位置検出装置１００の回転体８において、回転体５の小径部５ｃの直径は、回転軸３の小径部３ｂの直径よりも大きければよいが、回転体８の軸方向に直交する方向の長さが大きくなるのを防ぐために、回転体６の直径の半分以下にしておくのが好ましい。
【００６８】
また、位置検出装置１００において、回転軸３の大径部３ａの直径は、軸受け２の外周部の直径よりも小さくしておくのがよい。これにより、回転軸３の大径部３ａと嵌合するギヤ４の直径が大きくなるのを防ぐことができる。
【００６９】
以上の説明では、回転軸３の大径部３ａを円柱状としたが、回転軸３の回転中心が全体としてギヤ４の回転中心と同じになっていればよく、大径部３ａは、角柱及び楕円柱等も含めた柱状であればよい。大径部３ａを柱状とした場合、大径部３ａの軸方向に直交する一方向における長さが、軸受け２の回転軸３を支持する部分（中空部分）の上記一方向における長さよりも大きくなっていれば、この大径部３ａを規制部として機能させることができる。また、大径部３ａの上記一方向における長さは、軸受け２の外周部の上記一方向における長さよりも小さくすることで、ギヤ４の直径が大きくなるのを防ぐことができる。
【００７０】
以下、位置検出装置１００の変形例を説明する。
【００７１】
図３は、位置検出装置１００の変形例である位置検出装置２００の概略構成を示す断面模式図である。
【００７２】
位置検出装置２００は、回転軸３を回転軸３Ａに変更し、規制部１３を追加した点を除いては、位置検出装置１００と同じ構成である。
【００７３】
回転軸３Ａは、軸方向において直径が一定の軸である。
【００７４】
規制部１３は、回転軸３Ａに固定されるギヤ４と、回転軸３Ａが挿通される軸受け２との間において、回転軸３Ａに固定される。規制部１３は、筒状部材であり、中空部に回転軸３Ａが嵌合されることで、回転軸３Ａに固定されている。規制部１３は、ギヤ４及び軸受け２に当接しており、回転軸３Ａと軸受け２の軸方向への相対移動を規制する機能を果たす。
【００７５】
また、規制部１３は、ギヤ４とは異なる材質により構成される。規制部１３の材質としては、軸受け２と擦れても磨耗しないものを選択すればよい。
【００７６】
以上のように、位置検出装置２００によれば、回転軸３Ａとは別体で設けられる規制部１３によって、回転体８と磁気検出素子１０との距離変動を抑制することができるため、可動光学素子の位置検出精度低下を防ぐことができる。
【００７７】
なお、位置検出装置２００においても、軸受け２として転がり軸受けを用いれば、規制部１３はギヤ４と同じ材料を選択することができる。
【００７８】
また、位置検出装置２００において、規制部１３と回転軸３Ａの材料を同じする場合は、規制部１３と回転軸３Ａを一体化してもよい。
【００７９】
また、規制部１３は、図１の大径部３ａと同様に、軸方向に直交する一方向における長さが、軸受け２の中空部分の上記一方向における長さよりも大きくなっていればよい。
【００８０】
図４は、位置検出装置１００の変形例である位置検出装置３００の概略構成を示す断面模式図である。
【００８１】
位置検出装置３００は、回転体８を回転体８Ａに変更した点を除いては、図１の位置検出装置１００と同じ構成である。回転体８Ａは、回転体５を回転体５Ａとし、回転体６を回転体６Ａとした点を除いては、位置検出装置１００と同じ構成である。
【００８２】
回転体５Ａは、回転体５における小径部５ｃを、その突出方向にテーパー状にした小径部５ｃＡに変更したものである。回転体６Ａは、回転体６の中空部を、小径部５ｃＡに対応する形状に変更したものである。
【００８３】
この構成によれば、回転体５Ａと回転体６Ａの嵌合が容易となり、装置の製造効率を上げることができる。また、回転体５Ａと回転体６Ａの組み付け精度も向上させることができる。
【００８４】
図５は、位置検出装置１００の変形例である位置検出装置４００の概略構成を示す断面模式図である。
【００８５】
位置検出装置４００は、回転体８を回転体８Ｂに変更した点を除いては、位置検出装置１００と同じ構成である。
【００８６】
回転体８Ｂは、回転軸３のうち、軸受け２に対してギヤ４とは反対側にある小径部３ｂに嵌合される回転体６Ｂと、回転体６Ｂに嵌合される回転体５Ｂと、磁気シールド７とにより構成される。
【００８７】
回転体６Ｂは、回転軸３の小径部３ｂが挿通される円筒状の大径部６ｂ（第一の回転部）と、大径部６ｂの軸方向における端面から軸方向（軸受け２側）に突出しかつ回転軸３の小径部３ｂが挿通される円筒状の小径部６ｃ（第二の回転部）とを含む。
【００８８】
大径部６ｂの軸方向からみたときの外径は、小径部６ｃの軸方向からみたときの外径よりも大きくなっている。つまり、小径部６ｃを軸方向からみたときの面積は、大径部６ｂを軸方向からみたときの面積よりも小さくなっている。なお、小径部６ｃを軸方向からみたときの面積が、大径部６ｂを軸方向からみたときの面積よりも小さくなっていれば、小径部６ｃは、円筒ではなく角筒及び楕円筒等の別の筒状であってもよい。
【００８９】
回転体６Ｂの小径部６ｃの軸方向における軸受け２側の端面には凹部６ｄが形成されており、この凹部６ｄに軸受け２の端部が食い込んでいる。回転体６Ｂ及び軸受け２は、双方の間で磨耗が生じにくい材料によって構成される。図５では、軸方向において、軸受け２と回転体６Ｂの小径部６ｃとの間に、例えば０．１ｍｍ程度のごく僅かな隙間があるものとしているが、この隙間は完全になくしてもよい。
【００９０】
回転体５Ｂは、円筒状であり、その中空部に、回転体６Ｂの小径部６ｃが嵌合されている。
【００９１】
回転体５Ｂの側面には、着磁部５ａが回転体５Ｂの円周方向に沿って設けられている。また、回転体６Ｂの軸方向（軸受け２側とは反対側）における端面には着磁部６ａが設けられている。
【００９２】
磁気シールド７は、回転体６Ｂの側面と、回転体６Ｂの軸方向における両端面のうち、着磁部６ａが設けられている端面とは反対側の端面とに設けられる。
【００９３】
以上のように、着磁部６ａが設けられる回転体６Ｂを回転軸３に直接嵌合させ、この回転体６Ｂに回転体５Ｂを勘合させる構成としても、位置検出装置１００と同様に、回転軸３に対して回転体８Ｂを安定的に組み付けることができる。
【００９４】
また、図５の位置検出装置４００によれば、装置のサイズを変えることなく、回転体６Ｂの小径部６ｃの軸方向に直交する方向の長さを、図１の位置検出装置１００における小径部５ｃよりも大きくすることが可能である（後述の図７参照）。このため、回転体５Ｂを回転体６Ｂに対して嵌合する際の組み立て誤差をより減らすことが可能である。
【００９５】
図６は、位置検出装置１００の変形例である位置検出装置５００の概略構成を示す断面模式図である。
【００９６】
位置検出装置５００は、回転体５Ｂをその形状を変更して回転体５Ｃとし、回転体６Ｂをその形状を変更して回転体６Ｃとした点を除いては、図５の位置検出装置４００と同じ構成である。
【００９７】
回転体６Ｃは、回転体６Ｂにおける小径部６ｃを、その突出方向にテーパー状とした小径部６ｃＡに変更したものである。回転体５Ｃは、回転体５Ｂの中空部を、小径部６ｃＡに対応する形状に変更したものである。
【００９８】
この構成によれば、回転体５Ｃと回転体６Ｃの嵌合が容易となり、装置の製造効率を上げることができる。また、回転体５Ｃと回転体６Ｃの組み付け精度を向上させることができる。
【００９９】
図７は、位置検出装置１００の変形例である位置検出装置６００の概略構成を示す断面模式図である。
【０１００】
位置検出装置６００は、回転体６Ｂを回転体６Ｄに変更し、磁気シールド７を磁気シールド７Ａに変更した点を除いては、図５に示す位置検出装置４００と同じ構成である。
【０１０１】
回転体６Ｄは、図５の回転体６Ｂの直径を軸方向で一定としたものである。磁気シールド７Ａは、回転体５Ｂの端面と、回転体６Ｄの側面のうち回転体５Ｂとの非接触面とに設けられる。
【０１０２】
このように、回転軸３に直接嵌合する回転体が段付構造になっていなくても、回転体８Ｄを構成する２つの回転体が回転軸に対して傾いてしまうのを防ぐことができる。
【０１０３】
なお、図１において、回転体５の直径を軸方向で一定とし、この回転体５の一部に回転体６を嵌合させる構成としてもよい。ただし、この構成では、回転体６の直径を大きくする必要があるため、小型化の観点から言えば、図７に示す構成が望ましい。
【０１０４】
以上、図４〜図７に示した位置検出装置は、図３に示した回転軸３Ａ及び規制部１３の構成を適用することも可能である。
【０１０５】
ここまでは、位置検出装置に、回転軸３として大径部３ａを有するものや、規制部１３を設けるものを説明した。しかし、例えば、図３において規制部１３を削除した図８に示す構成であっても、回転軸への回転体の組み付け精度を高めるという効果は得ることができる。
【０１０６】
以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。
【０１０７】
開示された撮像用可動光学素子の位置検出装置は、撮像用可動光学素子の動きに連動して回転するギヤに固定される回転軸と、上記回転軸に固定される筒状の回転体と、上記回転体において上記回転軸の伸びる軸方向における一端面に設けられる第一の着磁部と、上記第一の着磁部に対向する第一の磁気検出素子と、上記回転体の側面に、上記回転体の円周方向に沿って設けられる第二の着磁部と、上記第二の着磁部に対向する第二の磁気検出素子と、を備え、上記回転体は、上記回転軸に嵌合される第一の回転体と、上記第一の回転体に嵌合される第二の回転体とにより構成され、上記第一の回転体又は上記第二の回転体に上記第一の着磁部が設けられ、上記第二の回転体又は上記第一の回転体に上記第二の着磁部が設けられ、上記第一の回転体は、上記回転軸が挿通される円筒状の第一の回転部と、上記第一の回転部の上記軸方向の端面から上記軸方向に突出しかつ上記回転軸が挿通される筒状の第二の回転部とを含み、上記第二の回転部を上記軸方向からみたときの面積は、上記第一の回転部を上記軸方向からみたときの面積よりも小さく、上記第二の回転体は上記第一の回転体の上記第二の回転部に嵌合されるものであり、上記軸方向における上記第一の回転体と上記第二の回転体の間と、上記第一の回転体と上記第二の回転体のうち上記第一の着磁部が設けられる方の回転体の回転方向に沿う側面とに設けられる磁気シールドを備えるものである。
【０１０８】
開示された撮像用可動光学素子の位置検出装置は、上記第二の回転部は、上記第一の回転部からの突出方向に向かってテーパー状となっているものである。
【０１０９】
開示された撮像用可動光学素子の位置検出装置は、上記第一の回転体の上記軸方向における上記軸受け側の端面には凹部が形成され、上記軸受けの端部が上記凹部に食い込んでいるものである。
【０１１０】
開示された撮像用可動光学素子の位置検出装置は、上記第一の回転体に上記第一の着磁部が設けられ、上記第二の回転体に上記第二の着磁部が設けられるものである。
【０１１１】
開示された撮像用可動光学素子の位置検出装置は、上記ギヤと上記回転体との間において上記回転軸を回転自在に支持する軸受けと、上記ギヤと上記軸受けの間に設けられ、上記回転軸と上記軸受けの上記軸方向における相対移動を規制するための規制部と、を備えるものである。
【０１１２】
開示された撮像用可動光学素子の位置検出装置は、上記回転軸が、上記ギヤと上記軸受けとの間において、上記軸方向に直交する一方向における長さが上記軸受けの上記回転軸を支持する部分の上記一方向における長さよりも大きい太軸部分を有し、上記規制部は、上記回転軸の上記太軸部分により構成されるものである。
【０１１３】
開示された撮像用可動光学素子の位置検出装置は、上記回転軸は上記ギヤに嵌合して固定されるものであり、上記回転軸において上記ギヤが嵌合される部分の上記一方向の長さは、上記規制部の上記一方向の長さと同じであるものを含む。
【０１１４】
開示された撮像用可動光学素子の位置検出装置は、上記規制部の上記一方向の長さが、上記軸受けの外周部の上記一方向における長さよりも小さいものである。
【０１１５】
開示された撮像用可動光学素子の位置検出装置は、上記規制部が、上記ギヤとは異なる材料により構成されるものである。
【０１１６】
開示されたレンズ装置は、上記撮像用可動光学素子の位置検出装置と、上記撮像用可動光学素子としてのフォーカスレンズ又はズームレンズと、を備えるものである。
【０１１７】
開示された撮像装置は、上記レンズ装置と、上記撮像用可動光学素子を通して被写体を撮像する撮像素子と、を備えるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明は、特にカメラ付の携帯電話機やデジタルカメラ等の撮像装置、業務用のレンズ装置に適用して利便性が高く、有効である。
【符号の説明】
【０１１９】
１００  位置検出装置
１  保護ケース
２  軸受け
３  回転軸
３ａ  大径部（太軸部分）
３ｂ  小径部
４  ギヤ
５  回転体
６  回転体
５ａ，６ａ  着磁部
９，１０  磁気検出素子
【図１】
0006053650.tif 000002
【図２】
0006053650.tif 000003
【図３】
0006053650.tif 000004
【図４】
0006053650.tif 000005
【図５】
0006053650.tif 000006
【図６】
0006053650.tif 000007
【図７】
0006053650.tif 000008
【図８】
0006053650.tif 000009