(57)【要約】【課題】安価な構成で、量産時に位置の個体調整が不要であり、且つセット内での配置の自由度を向上させることができるレンズモジュールを提供する。【解決手段】レンズと、レンズの光軸に平行な中心軸を有し、レンズを内側に保持する鏡筒と、鏡筒を内側に収納した筐体と、鏡筒の外周面を周回して設けられた第１コイルと、第１コイルと対向して筐体の内周面に設けられた磁石と、筐体の内周面を周回して設けられた第２コイルとを備える。【選択図】図４
2019191371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、
前記レンズの光軸に平行な中心軸を有し、前記レンズを内側に保持する鏡筒と、
前記鏡筒を内側に収納した筐体と、
前記鏡筒の外周面を周回して設けられた第１コイルと、
前記第１コイルと対向して前記筐体の内周面に設けられた磁石と、
前記筐体の内周面を周回して設けられた第２コイルと
を備えるレンズモジュール。
【請求項２】
前記鏡筒は、前記光軸に沿って、被写体側に最も移動した第１状態と、前記被写体側と反対側に最も移動した第２状態との間を移動し、
前記第１状態における前記第１コイルと前記第２コイルとの前記光軸方向の距離は、前記第２状態における前記第１コイルと前記第２コイルとの前記光軸方向の距離よりも小さい請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項３】
前記第２コイルが、前記光軸方向において、前記磁石よりも被写体側に位置する請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項４】
前記第２コイルが、前記光軸方向において、前記磁石よりも被写体側と反対側に位置する請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項５】
前記磁石が前記光軸方向に複数に分割され、
前記第２コイルが前記複数に分割された磁石の間に設けられている請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項６】
前記第２コイルが前記光軸方向において複数設けられている請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項７】
前記鏡筒の前記光軸に沿った可動領域内で、前記第２コイルと前記第１コイルとが前記光軸に直交する方向で対向する請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項８】
レンズと、
前記レンズの光軸に平行な中心軸を有し、前記レンズを内側に保持する鏡筒と、
前記鏡筒を内側に収納した筐体と、
前記鏡筒の外周面を周回して設けられた第１コイルと、
前記第１コイルと対向して前記筐体の内周面に設けられた磁石と、
前記筐体の内周面を周回して設けられた第２コイルと、
前記光軸上に配置され、前記レンズを透過した光を電気信号に変換する撮像素子と
を備えるカメラモジュール。
【請求項９】
レンズと、
前記レンズの光軸に平行な中心軸を有し、前記レンズを内側に保持する鏡筒と、
前記鏡筒を内側に収納した筐体と、
前記鏡筒の外周面を周回して設けられた第１コイルと、
前記第１コイルと対向して前記筐体の内周面に設けられた磁石と、
前記筐体の内周面を周回して設けられた第２コイルと、
前記光軸上に配置され、前記レンズを透過した光を電気信号に変換する撮像素子と、
前記第２コイルの誘導起電力に基づき、前記第１コイルに電流を供給して前記光軸に沿った前記レンズの位置を制御する制御部と
を備える電子機器。
【請求項１０】
レンズを内側に保持する鏡筒の外周面を周回して設けられた第１コイルと、前記鏡筒を内側に収納した筐体の内周面に前記第１コイルに対向して設けられた磁石との磁気的な相互作用により、前記レンズの光軸に沿って前記鏡筒を移動させるステップと、
前記筐体の内周面を周回して設けられた第２コイルの誘導起電力を検出するステップと、
前記検出された誘導起電力に基づき前記第１コイルに供給する電流値を制御するステップと
を含むレンズの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示に係る技術（本技術）は、レンズモジュール、カメラモジュール、電子機器、及びレンズの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置には、焦点を自動的に被写体に合わせるオートフォーカス（ＡＦ）機能が搭載されているものが多い。ＡＦ機能では、アクチュエータによりレンズを光軸方向に移動させて焦点距離を制御する。レンズを移動させるためのアクチュエータの一つとしてボイスコイルモータ（ＶＣＭ）が使用されている。ＶＣＭは、コイル（ボイスコイル）及び磁石で構成されており、コイルに電流を流すと磁石の磁界中でコイルが直線運動するためレンズの位置を制御することができる。
【０００３】
ＶＣＭの駆動方式には、オープンループ方式とフィードバック方式（クローズドループ方式）がある。このうちフィードバック方式は、レンズの位置を検出し、検出されたレンズの位置をドライバ回路にフィードバックすることで、オープンループ方式よりも高速化が可能である。レンズの位置を検出するための位置センサとしては、ホール素子や磁気抵抗効果（ＭＲ）素子が一般的に使用される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、位置センサとしてホール素子を使用する場合には強力な磁石が必要であり、磁気シールドすると正常動作し難くなる。このため、磁石の磁束がモジュール外部に漏れる状態で使用せざるを得ず、モジュールを組み立てるセット内の位置が制限される。また、量産時には位置の個体調整が必要となる。一方、位置センサとしてＭＲ素子を使用する場合、ＭＲ素子はホール素子より高価であると共に、ホール素子と同様に量産時に位置の個体調整が必要となる。
【０００６】
上記問題点に鑑み、本技術は、安価な構成で、量産時に位置の個体調整が不要であり、且つセット内での配置の自由度を向上させることができるレンズモジュール、カメラモジュール、電子機器、及びレンズの駆動方法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】
【０００７】
本技術の一態様は、レンズと、レンズの光軸に平行な中心軸を有し、レンズを内側に保持する鏡筒と、鏡筒を内側に収納した筐体と、鏡筒の外周面を周回して設けられた第１コイルと、第１コイルと対向して筐体の内周面に設けられた磁石と、筐体の内周面を周回して設けられた第２コイルとを備えるレンズモジュールである。この態様によれば、第１コイルと第２コイルの距離に応じて第２コイルの誘導起電力が変化するため、第２コイルの誘導起電力を検出することでレンズの位置を検出することができる。
【０００８】
本技術の他の態様は、レンズと、レンズの光軸に平行な中心軸を有し、レンズを内側に保持する鏡筒と、鏡筒を内側に収納した筐体と、鏡筒の外周面を周回して設けられた第１コイルと、第１コイルと対向して筐体の内周面に設けられた磁石と、筐体の内周面を周回して設けられた第２コイルと、光軸上に配置され、レンズを透過した光を電気信号に変換する撮像素子とを備えるカメラモジュールである。この態様によれば、第１コイルと第２コイルの距離に応じて第２コイルの誘導起電力が変化するため、第２コイルの誘導起電力を検出することで撮像素子に対するレンズの位置を検出することができる。
【０００９】
本技術の更に他の態様は、レンズと、レンズの光軸に平行な中心軸を有し、レンズを内側に保持する鏡筒と、鏡筒を内側に収納した筐体と、鏡筒の外周面を周回して設けられた第１コイルと、第１コイルと対向して筐体の内周面に設けられた磁石と、筐体の内周面を周回して設けられた第２コイルと、光軸上に配置され、レンズを透過した光を電気信号に変換する撮像素子と、第２コイルの誘導起電力に基づき、第１コイルに電流を供給して光軸に沿ったレンズの位置を制御する制御部とを備える電子機器である。この態様によれば、第１コイルと第２コイルの距離に応じて第２コイルの誘導起電力が変化するため、第２コイルの誘導起電力を検出することで撮像素子に対するレンズの位置を検出することができる。
【００１０】
本技術の更に他の態様は、レンズを内側に保持する鏡筒の外周面を周回して設けられた第１コイルと、鏡筒を内側に収納した筐体の内周面に第１コイルに対向して設けられた磁石との磁気的な相互作用により、レンズの光軸に沿って鏡筒を移動させるステップと、筐体の内周面を周回して設けられた第２コイルの誘導起電力を検出するステップと、検出された誘導起電力に基づき第１コイルに供給する電流値を制御するステップとを含むレンズの駆動方法である。この態様によれば、第１コイルと第２コイルの距離に応じて第２コイルの誘導起電力が変化するため、第２コイルの誘導起電力を検出することでレンズの位置を検出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本技術によれば、安価な構成で、量産時に位置の個体調整が不要であり、且つセット内での配置の自由度を向上させることができるレンズモジュール、カメラモジュール、電子機器、及びレンズの駆動方法を提供することができる。
【００１２】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本技術の実施形態に係る電子機器の一例を示すブロック図である。
【図２】本技術の実施形態に係るカメラモジュールの一例を示す斜視図である。
【図３】本技術の実施形態に係るカメラモジュールの一例を示す上面図である。
【図４】本技術の実施形態に係るカメラモジュールの一例を示す断面図である。
【図５】本技術の実施形態に係るカメラモジュールの一例を示す側面図である。
【図６】本技術の実施形態に係るカメラモジュールのマクロ撮影時の断面図である。
【図７】本技術の実施形態に係るカメラモジュールの遠方撮影時の断面図である。
【図８Ａ】本技術の実施形態に係るパルス幅変調（ＰＷＭ）制御におけるＰＷＭ電圧の時間的変化を示すグラフである。
【図８Ｂ】本技術の実施形態に係るＰＷＭ制御におけるレンズ位置の時間的変化を示すグラフである。
【図８Ｃ】本技術の実施形態に係るＰＷＭ制御における誘導起電圧の時間的変化を示すグラフである。
【図９】本技術の実施形態の第１の変形例に係るカメラモジュールの一例を示す断面図である。
【図１０】本技術の実施形態の第２の変形例に係るカメラモジュールの一例を示す断面図である。
【図１１】本技術の実施形態の第３の変形例に係るカメラモジュールの一例を示す断面図である。
【図１２】本技術の実施形態の第４の変形例に係るカメラモジュールの一例を示す断面図である。
【図１３】本技術の実施形態の第５の変形例に係る電子機器の一例を示すブロック図である。
【図１４】電子機器の概略的な構成の一例を示す図である。
【図１５】内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【図１６】カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図１７】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１８】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下において、図面を参照して本技術の実施形態を説明する。以下の説明で参照する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１５】
また、以下の説明における上下等の方向の定義は、単に説明の便宜上の定義であって、本技術の技術的思想を限定するものではない。例えば、対象を９０°回転して観察すれば上下は左右に変換して読まれ、１８０°回転して観察すれば上下は反転して読まれることは勿論である。
【００１６】
（電子機器）
本技術の実施形態に係る電子機器は、図１に示すように、カメラモジュール３、画像信号処理部４及び制御部５を備える。カメラモジュール３は、レンズモジュール１及び撮像モジュール（撮像部）２を備える。
【００１７】
図２は、カメラモジュール３の構成の斜視図を示す。図２に示すように、カメラモジュール３は、撮像モジュール２と、撮像モジュール２上に配置されたレンズモジュール１を備える。レンズモジュール１は、筐体１４と、筐体１４の上に配置されたカバー１０を有する。カバー１０の中央の開口部には、レンズユニット１１が露出している。撮像モジュール２は、基板２１及びカバーホルダ２３を有する。
【００１８】
図３は、図２に示したカメラモジュール３のカバー１０を省略した上面図であり、図３に示すＡ−Ａ部分で切る断面図が図４に相当する。図４に示すように、レンズユニット１１は、例えば複数枚（３枚）のレンズ１１ａ，１１ｂ，１１ｃで構成されている。レンズユニット１１を構成するレンズの対称性、種類や口径の比率等は限定されない。レンズユニット１１を構成するレンズの枚数も限定されず、レンズユニット１１を１枚のレンズで構成してもよく、２枚又は４枚以上のレンズで構成してもよい。レンズユニット１１の光軸ＡＸはレンズ１１ａ，１１ｂ，１１ｃに共通の光軸である。
【００１９】
図３及び図４に示すように、レンズユニット１１は筒状の鏡筒（レンズバレル）１２の内側に保持され、接着剤等で鏡筒１２に固定されている。鏡筒１２は、レンズユニット１１の光軸ＡＸに平行な中心軸を有する。図４では、鏡筒１２の内側側面（内周面）及び外側側面（外周面）が段差を有する場合を例示するが、鏡筒１２の形状はこれに限定されない。鏡筒１２としては、例えば金属や樹脂等の非磁性体材料が使用可能である。
【００２０】
鏡筒１２の外周面には第１コイル（駆動コイル）１３が設けられている。図３及び図４に例示する構造では、第１コイル１３は、鏡筒１２の外径が相対的に小さい上部の外周面に配置されている。第１コイル１３は、鏡筒１２の外周面を周回するように巻かれて、鏡筒１２に固定されている。なお、第１コイル１３と鏡筒１２の間にフェライト等の磁性体からなるシート等が挿入されていてもよい。第１コイル１３のターン数やコイル径、線径、形状等は限定されない。
【００２１】
レンズユニット１１、鏡筒１２及び第１コイル１３により、一体的な可動部（１１，１２，１３）が構成されている。可動部（１１，１２，１３）は、レンズユニット１１の光軸ＡＸに沿った方向（光軸方向）に、筐体１４に対して相対的に移動可能である。
【００２２】
図３及び図４に示すように、鏡筒１２を内側に収納した箱状の筐体１４が設けられている。筐体１４は、鏡筒１２の外周面の周囲を取り囲むように、鏡筒１２及び第１コイル１３から離間して配置されている。筐体１４には、レンズユニット１１の光軸ＡＸを中心軸とする円柱状の空洞部（空間）が設けられ、その空洞部に可動部（１１，１２，１３）が収納されている。筐体１４は、例えばステンレス鋼等の磁気シールド効果を有する金属材料等が使用可能である。筐体１４は、内部に鏡筒１２を収容できる構造であればよく、箱状の構造に限られない。例えば、筒状の構造や複数の壁で構成された構造であってもよい。
【００２３】
なお、筐体１４は、図３に示すように平面視で環状に連続した形状をなす場合を例示したが、これに限定されず、可動部（１１，１２，１３）を内側に収納可能な空洞部を有する構成であればよい。例えば、筐体が、可動部（１１，１２，１３）を囲むように互いに離間して設けられた複数の部材で構成されていてもよい。また、筐体１４の可動部（１１，１２，１３）を収納する空洞部の形状も円柱状に限定されず、角柱状等であってもよい。
【００２４】
筐体１４の内側には、複数（４つ）の磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが配置され、筐体１４の内側に固定されている。磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、第１コイル１３から離間して、光軸ＡＸに直交する方向で第１コイル１３と対向するように配置されている。図３に示すように、磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、筐体１４の内壁に沿って、光軸ＡＸを回転軸としてほぼ４回対称となる位置に互いに等間隔で離間する。例えば、磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄのＮ極が第１コイル１３側を向き、Ｓ極が筐体１４側を向くように配置されている。
【００２５】
磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄとしては永久磁石等が使用可能であり、永久磁石としては例えばネオジム磁石等の希土類磁石やアルニコ磁石等が使用可能である。図３及び図４では同一形状の４つの磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを例示するが、磁石の個数や形状は限定されない。例えば、平面視で環状をなす１つの磁石を有していてもよい。
【００２６】
磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ及び第１コイル１３は、直動型アクチュエータ（リニアアクチュエータ）であるＶＣＭを構成する。即ち、第１コイル１３に電流を流したときの第１コイル１３及び磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの磁束の相互作用により、可動部（１１，１２，１３）をレンズユニット１１の光軸ＡＸに沿って直線移動させることができる。可動部（１１，１２，１３）は、レンズユニット１１の光軸ＡＸに沿って、可動領域Ｒ１を移動する。可動部（１１，１２，１３）の光軸ＡＸに沿った可動領域Ｒ１は、可動部（１１，１２，１３）が上方（被写体側）に最も移動した第１状態と、可動部（１１，１２，１３）が被写体側とは反対側の下方（撮像素子２２側）に最も移動した第２状態との間で定義される。第１状態は、マクロ撮影時に可動部（１１，１２，１３）が可動領域Ｒ１の上端まで移動した状態である。第２状態は、遠方撮影時に可動部（１１，１２，１３）が可動領域Ｒ１の下端まで移動した状態である。
【００２７】
磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ又は筐体１４には板バネ等の弾性体（図示省略）が取り付けられている。この板バネ等の弾性体により、筐体１４の内側で可動部（１１，１２，１３）が吊られて、光軸ＡＸに沿って移動可能に支持されている。
【００２８】
図３及び図４に例示した構造では、筐体１４側に磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを固定し、レンズユニット１１側に第１コイル１３を固定して、レンズユニット１１と共に第１コイル１３を移動させるムービングコイル方式を採用している。図３及び図４のムービングコイル方式は、筐体側に第１コイルを固定し、レンズユニット側に磁石を固定して、磁石を移動させるムービングマグネット方式と比較して、可動部（１１，１２，１３）を軽量化することができ、アクチュエータ電力を減らすことができる。
【００２９】
図３及び図４に示すように、筐体１４の内周面には、第２コイル（検出コイル）１６が周回して設けられている。第２コイル１６は、可動部（１１，１２，１３）が可動領域Ｒ１で移動しても可動部（１１，１２，１３）に接触しないように可動部（１１，１２，１３）から離間して設けられている。第２コイル１６は、光軸ＡＸに沿った方向において磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄよりも上側、即ちレンズユニット１１に光が入射する側（被写体側）に設けられている。
【００３０】
第２コイル１６は、磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと接していてもよく、磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄから離間していてもよい。第２コイル１６は、筐体１４又は磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ等に接着剤等により固定することができる。第２コイル１６のターン数やコイル径、線径、形状等は限定されない。また、図４に示すように平面視で第２コイル１６が円環状に巻かれた場合を例示したが、円環状に限定されず、矩形状等の環状に巻かれていてもよい。
【００３１】
図５は、図３に示したカメラモジュール３の上面図の下側に対応する側面から見た場合の、筐体１４を省略した側面図である。図５に示すように、第２コイル１６の２本の引出線部１６ａ，１６ｂは、例えば磁石１５ａ，１５ｄの間の位置を経由して下方に引き回され、図１に示した制御部５に接続される。なお、第２コイル１６の引出線部１６ａ，１６ｂは、磁石１５ａ，１５ｂの間、磁石１５ｂ，１５ｃの間、磁石１５ｃ，１５ｄの間のいずれかの位置を経由して下方に引き回されてもよい。
【００３２】
第１コイル１３の２本の引出線部（図示省略）も、例えば磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの間のいずれかの位置を経由して下方に引き回される。第２コイル１６の２本の引出線部１６ａ，１６ｂ及び第１コイル１３の２本の引出線部（不図示）は、磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの間のいずれかの同じ位置（例えば、ドライバＩＣ側の位置）を経由して下方に引き回されてもよい。或いは、第２コイル１６の２本の引出線部１６ａ，１６ｂ及び第１コイル１３の２本の引出線部（不図示）は、磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの間のいずれかの互いに異なる位置を経由して下方に引き回されてもよい。
【００３３】
第２コイル１６は、第１コイル１３に電流を流した時に第２コイル１６に発生する相互誘導による起電力を検出することにより、レンズユニット１１の位置を検出する。即ち、レンズユニット１１の位置を調整するために第１コイル１３に電流を流すと、第１コイル１３に流れる電流の交流成分に起因して、第２コイル１６に誘導起電力が発生する。
【００３４】
第２コイル１６に発生する誘導起電力は、第１コイル１３と第２コイル１６の距離と、第１コイル１３の電流値に依存する。第１コイル１３と第２コイル１６の距離が近いほど、第２コイル１６に発生する誘導起電力は大きくなる。また、第１コイル１３の電流値が大きいほど、第２コイル１６に発生する誘導起電力は大きくなる。したがって、第２コイル１６に発生する誘導起電力を検出し、信号処理することで、撮像モジュール２の撮像素子２２の受光面に対するレンズユニット１１の位置を検出することができる。
【００３５】
図４に示すように、撮像モジュール２は、光軸ＡＸ上に配置され、レンズユニット１１を透過した光を光電変換することにより画像を撮像する。撮像モジュール２は、基板２１と、基板２１上に配置された撮像素子２２を備える。
【００３６】
基板２１は、撮像素子２２を外部に電気的に接続するための配線基板であり、例えばフレキシブル基板等が使用可能である。撮像素子２２は、電荷結合素子（ＣＣＤ）型イメージセンサ又は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）型イメージセンサ等の固体撮像素子で構成することができる。撮像素子２２は、レンズユニット１１及びカバーガラス２４を透過した光を光電変換することにより画像信号を生成する。撮像素子２２は、生成した画像信号を図１に示した画像信号処理部４へ出力する。
【００３７】
図４に示すように、撮像素子２２の周囲にはカバーホルダ２３が配置されている。カバーホルダ２３とレンズモジュール１の筐体１４が接着剤等を介して接着されることにより、レンズモジュール１と撮像モジュール２が一体化されている。カバーホルダ２３には、撮像素子２２の上方に位置するようにカバーガラス２４が取り付けられている。カバーガラス２４は、例えば赤外線遮断フィルタで構成することができる。
【００３８】
次に、図３及び図４に示した磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ及び第１コイル１３で構成されるアクチュエータとしてのＶＣＭによる、可動部（１１，１２，１３）の動作の一例を、図６及び図７を参照して説明する。
【００３９】
例えば、マクロ撮影時には、図６に示すように、可動部（１１，１２，１３）を撮像素子２２から遠ざかるように上側（被写体側）に移動させる。図６は、可動部（１１，１２，１３）を可動領域Ｒ１の上端まで移動した第１状態を示している。磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの磁束（図６中に矢印で模式的に図示）はその端部で反対極性へ広がるため、第１コイル１３の上端が磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの上端よりも上方まで可動部（１１，１２，１３）が移動可能である。即ち、可動部（１１，１２，１３）は、可能領域Ｒ内において、第１コイル１３の少なくとも一部と第２コイル１６の少なくとも一部が光軸ＡＸに直交する方向で重畳（オーバーラップ）し、互いに対向する。図６に示すように、第２コイル１６が被写体側に配置されているため、被写体側にある第１コイル１３と第２コイル１６との光軸ＡＸに沿った方向の距離Ｄ１は最も小さくなり、第１コイル１３と第２コイル１６とが近接する。
【００４０】
一方、遠方撮影時には、図７に示すように、可動部（１１，１２，１３）を撮像素子２２に近づくように下側（撮像素子２２側）に移動させる。図７は、可動部（１１，１２，１３）を可動領域Ｒ１の下端まで移動した第２状態を示している。磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの磁束（図７中に矢印で模式的に図示）はその端部で反対極性へ広がるため、第１コイル１３の下端が磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの下端よりも下方まで可動部（１１，１２，１３）が移動可能である。図７に示すように、第２コイル１６が被写体側に配置されているため、撮像素子２２側にある第１コイル１３と第２コイル１６との光軸ＡＸに沿った方向の距離Ｄ２は最も大きくなる。
【００４１】
即ち、図６に示した第１状態における第１コイル１３と第２コイル１６との距離Ｄ１は、図７に示した第２状態における第１コイル１３と第２コイル１６との距離Ｄ２よりも小さい。このため、第１状態等のマクロ撮影時は第２コイル１６の誘導起電力は相対的に大きくなり、第２状態等の遠方撮影時は第２コイル１６の誘導起電力は相対的に小さくなる。ここで、マクロ撮影時には、遠方撮影時よりもレンズユニット１１の位置制御に要求される分解能が高いが、マクロ撮影時には第２コイル１６の誘導起電力が相対的に大きいため、レンズユニット１１の位置を高精度に検出することができる。したがって、マクロ撮影時には遠方撮影時よりも高速且つ高精度でレンズユニット１１を位置合わせすることができる。
【００４２】
次に、図１に示した画像信号処理部４及び制御部５の構成について説明する。画像信号処理部４は、撮像モジュール２の撮像素子２２から出力される画像信号を受信する。画像信号処理部４は、受信した画像信号に基づき、レンズユニット１１を透過した光が撮像素子２２上で結像するように、レンズユニット１１の目標位置を決定する演算処理を実行する。画像信号処理部４は、演算処理によって決定した目標位置指令値のデータを、制御部５に出力する。
【００４３】
画像信号処理部４には、マイクロチップとして実装されたマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）や、算術演算機能を強化し信号処理に特化したデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等を使用可能である。或いは、画像信号処理部４の一部の構成又はすべての構成をフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）のようなプログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）で構成してもよい。
【００４４】
制御部５は、第２コイル１６により検出される誘導起電力に基づきレンズユニット１１の位置を同定し、同定したレンズユニット１１の位置に基づきレンズユニット１１の位置を制御するフィードバック方式（クローズドループ方式）を採用する。制御部５は、差動増幅器（プリアンプ）５１ａ，５１ｂ、アナログ／デジタル変換回路（ＡＤＣ）５２、フィルタ５３、制御回路５４、パルス生成回路５５及び駆動回路５６を備える。なお、制御部５の一部又は全部は、撮像素子２２が搭載された半導体チップに内蔵されていてもよい。或いは、制御部５の一部又は全部は、撮像素子２２が搭載された半導体チップとは個別のドライバＩＣで構成されていてもよい。
【００４５】
差動増幅器５１ａ，５１ｂの入力側は、第２コイル１６の２つの端子（引出線部）にそれぞれ接続されている。差動増幅器５１ａ，５１ｂには、第２コイル１６の２つの端子間の電位差（誘導起電圧）が、撮像素子２２に対するレンズユニット１１の位置を示す位置検出信号として入力される。差動増幅器５１ａ，５１ｂは、第２コイル１６からの位置検出信号を差動増幅する。
【００４６】
差動増幅器５１ａ，５１ｂの出力側には、ＡＤＣ５２の入力側が接続されている。ＡＤＣ５２は、差動増幅器５１ａ，５１ｂにより差動増幅されたアナログ信号である位置検出信号をデジタル信号に変換する。ＡＤＣ５２の出力側には、フィルタ５３の入力側が接続されている。フィルタ５３は、ＡＤＣ５２によりデジタル信号に変換された位置検出信号をフィルタ処理して出力する。フィルタ５３は、例えば高周波数成分を除去するローパスフィルタで構成することができる。
【００４７】
画像信号処理部４の出力側及びフィルタ５３の出力側には制御回路５４の入力側が接続されている。制御回路５４は、画像信号処理部４により出力された目標位置指令値と、フィルタ５３によりフィルタ処理された位置検出信号とを受信する。制御回路５４は、位置検出信号のデータから、レンズユニット１１の現在位置を同定する。そして、制御回路５４は、目標位置指令値のデータと位置検出信号のデータとから、レンズユニット１１を現在位置から目標位置に移動させるための制御信号を演算処理によって生成し、生成した制御信号をパルス生成回路５５に出力する。制御回路５４は、比例（Ｐ）制御、比例積分（ＰＩ）制御、又は比例積分微分（ＰＩＤ）制御等のフィードバック制御を採用することができる。
【００４８】
制御回路５４の出力側には、パルス生成回路５５の入力側が接続されている。パルス生成回路５５は、制御回路５４からの制御信号を受信し、受信した制御信号に応じたデューティ比を持つパルス信号（ＰＷＭ変調信号）を生成する。
【００４９】
パルス生成回路５５の出力側には、駆動回路５６の入力側が接続されている。駆動回路５６は、例えば４つのトランジスタを含むＨブリッジで構成することができる。駆動回路５６は、パルス生成回路５５からのパルス信号を受信し、受信したパルス信号に応じた電流（駆動電流）を第１コイル１３に供給する。これにより、図３及び図４に示した磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ及び第１コイル１３で構成されるＶＣＭが機能し、レンズユニット１１が目標位置に移動するようにレンズユニット１１の位置が制御され、焦点距離が調整される。
【００５０】
（レンズユニットの駆動方法）
次に、図８Ａ〜図８Ｃを参照して、本技術の実施形態に係るレンズユニット１１の駆動方法を、ＰＷＭ制御の場合を一例として説明する。図８Ａ〜図８Ｃの横軸は時間を示し、時間軸が互いに対応している。
【００５１】
図１に示した制御部５の駆動回路５６が、図８Ａに示すようなＰＷＭ電圧の駆動信号を第１コイル１３に供給する。図８Ａの例示では、ＰＷＭ電圧のデューティ比を一定値から所定時間経過後に増大させている。
【００５２】
第１コイル１３に供給されたＰＷＭ電圧に応じて、図３及び図４に示した磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ及び第１コイル１３で構成されるＶＣＭが機能して、図８Ｂに示すようにレンズユニット１１の位置を変位させる。例えば図８Ｂに示すレンズユニット１１の初期位置ｙ１は撮像素子２２側（遠方撮影側）であり、図７に示した可動部（１１，１２，１３）の可動領域Ｒ１の下端に移動した第２状態であってもよい。また、図８Ｂに示すレンズユニット１１の移動後の位置ｙ２は被写体側（マクロ撮影側）であり、図６に示した可動部（１１，１２，１３）の可動領域Ｒ１の上端に移動した第１状態であってもよい。
【００５３】
図８Ｃに示すように、第１コイル１３に供給される駆動信号の交流成分により、第２コイル１６には誘導起電力が発生する。ＰＷＭ制御の場合には、図８Ｃに示すように第２コイル１６に発生する誘導起電力の電圧波形が矩形波となるので、制御回路５４が矩形波のエッジを検出することで、レンズユニット１１の位置を同定することができる。
【００５４】
図７に示すように、レンズユニット１１が撮像素子２２側に移動すると、第１コイル１３と第２コイル１６が相対的に遠くなる。このため、図８Ｃの左側に示すように、第２コイル１６に発生する誘導起電圧の振幅が相対的に小さい。一方、図６に示すように、レンズユニット１１が被写体側に移動すると、第１コイル１３と第２コイル１６が接近する。このため、図８Ｃの右側に示すように、第２コイル１６に発生する誘導起電圧の振幅が相対的に大きく、レンズユニット１１の位置を相対的に高精度に検出することができる。
【００５５】
本技術の実施形態に係るレンズモジュール１によれば、レンズユニット１１の位置を検出するための位置センサとして、筐体１４の内側に第２コイル１６を配置する。そして、第１コイル１３から発生する磁束に起因して第２コイル１６に発生する誘導起電力を検出し、検出した誘導起電力の電圧値又は電流値を制御部５で読み込み信号処理することで、レンズユニット１１の位置を特定することができる。
【００５６】
したがって、位置センサとしてホール素子を使用した場合と比較して、ホール素子を機能させる程度まで強力な磁石が必要ではなく、且つ磁気シールドすることができるため、レンズモジュール１の外部への磁束漏れを防ぐことができる。この結果、レンズモジュール１を組み立てるセット内の位置の制約を緩和することができ、セット内の配置の自由度を向上させることができる。
【００５７】
更に、本技術の実施形態に係るレンズモジュール１によれば、レンズユニット１１の位置を検出するための位置センサとして、筐体１４の内側に第２コイル１６を配置するので、位置センサとしてホール素子やＭＲ素子を使用した場合と比較して、安価で簡単な構成とすることができる。更には、量産時においてもホール素子やＭＲ素子の場合のような位置の個体調整は不要となり、量産コストを低減することができる。
【００５８】
更に、本技術の実施形態に係るレンズモジュール１によれば、筐体１４の内側に、第１コイル１３とＶＣＭを構成する磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと共に第２コイル１６を配置している。これにより、筐体１４の外部、例えば筐体１４の外周面や、筐体１４よりも下方等に第２コイル１６を設ける場合と比較して、第２コイル１６を第１コイル１３に近づけることができ、レンズユニット１１の位置を高精度に検出することができる。
【００５９】
更に、本技術の実施形態に係るレンズモジュールは、光軸ＡＸに沿った方向において、第２コイル１６を、磁石１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄよりも、レンズユニット１１に光が入射する側、即ち被写体側に設けている。これにより、マクロ撮影時にレンズユニット１１と第２コイル１６が近接するため、遠方撮影時よりも大きな誘導起電力が発生する。したがって、レンズユニット１１の位置精度（位置制御分解能）が相対的に高く要求されるマクロ撮影時に、遠方撮影時よりも相対的に、レンズユニット１１の位置を高精度に検出することができる。
【００６０】
（第１の変形例）
本技術の実施形態の第１の変形例に係るレンズモジュール１は、図９に示すように、磁石１５ａ，１５ｃ及び第１コイル１３によりＶＣＭを構成すると共に、筐体１４の内側に第２コイル１６を配置する点は、図４等に示した実施形態の構成と共通する。
【００６１】
しかし、磁石１５ａは、レンズユニット１１の光軸ＡＸに沿った上下方向に第１分割磁石（上側分割磁石）１５１ａと、第１分割磁石１５１ａの下側に第１分割磁石１５１ａから離間して配置された第２分割磁石（下側分割磁石）１５２ａに分割されている。磁石１５ｃは、光軸ＡＸに沿って第１分割磁石（上側分割磁石）１５１ｃと、第１分割磁石１５１ｃの下側に第１分割磁石１５１ｃから離間して配置された第２分割磁石（下側分割磁石）１５２ｃに分割されている。即ち、第１の変形例に係るレンズモジュール１は、第１分割磁石１５１ａと第２分割磁石１５２ａの間、第１分割磁石１５１ｃと第２分割磁石１５２ｃの間に第２コイル１６を挿入した点が、図４等に示した実施形態の構成と相違する。
【００６２】
なお、図９には示されていないが、図３に示すように磁石１５ａ，１５ｃが磁石１５ａ，１５ｃに隣接して配置されている。そして、磁石１５ｂ，１５ｄも、磁石１５ａ，１５ｃと同様に、光軸ＡＸに沿った方向に複数に分割されている。
【００６３】
図９では光軸ＡＸに沿った方向において第１分割磁石１５１ａ，１５１ｃのサイズが第２分割磁石１５２ａ，１５２ｃのサイズよりも大きいが、これに限定されない。例えば、第１分割磁石１５１ａ，１５１ｃのサイズが第２分割磁石１５２ａ，１５２ｃのサイズと同一でもよく、第１分割磁石１５１ａ，１５１ｃのサイズが第２分割磁石１５２ａ，１５２ｃのサイズよりも小さくてもよい。即ち、第１分割磁石１５１ａ，１５１ｃ及び第２分割磁石１５２ａ，１５２ｃの分割するサイズ及びその間隔を調整することにより、第２コイル１６の位置を調整することができる。
【００６４】
第１の変形例によれば、可動部（１１，１２，１３）の光軸ＡＸに沿った可動領域の中間付近に第２コイル１６を配置することができる。このため、光軸ＡＸに沿った方向において第１コイル１３と第２コイル１６のオーバーラップする範囲が広くなり、第２コイル１６で発生する誘導起電力の平均値が大きくなる。これにより、可動部（１１，１２，１３）の光軸ＡＸに沿った可動領域全体に亘って、レンズユニット１１の位置を精度良く検出することができる。
【００６５】
（第２の変形例）
本技術の実施形態の第２の変形例に係るレンズモジュール１は、図１０に示すように、磁石１５ａ，１５ｃ及び第１コイル１３によりＶＣＭを構成すると共に、筐体１４の内側に第２コイル１６を配置する点は、図４等に示した実施形態の構成と共通する。しかし、第２コイル１６が、磁石１５ａ，１５ｃの下側、即ち光軸ＡＸに沿った方向において磁石１５ａ，１５ｃよりも撮像素子２２側に配置されている点が、図４等に示した実施形態の構成と相違する。
【００６６】
第２の変形例によれば、可動部（１１，１２，１３）が下方（撮像素子２２側）に移動すると、第１コイル１３と第２コイル１６が近づくため、遠方撮影時に相対的に大きな誘導起電力が発生する。これにより、マクロ撮影時よりも遠方撮影時にレンズユニット１１の位置を高精度に検出することができる。また、第２コイル１６が下側（撮像素子２２側）にあるため、第２コイル１６の２つの端子（引出線部）の引き回しが容易となる。
【００６７】
（第３の変形例）
本技術の実施形態の第３の変形例に係るレンズモジュール１は、図１１に示すように、磁石１５ａ，１５ｃ及び第１コイル１３によりＶＣＭを構成する点は、図４等に示した実施形態の構成と共通する。しかし、筐体１４の内側に複数（２つ）の第２コイル１６，１７を配置する点が、図４等に示した実施形態の構成と相違する。
【００６８】
第２コイル１６，１７は、光軸ＡＸに沿った方向において互いに離間して設けられている。第２コイル１６は、磁石１５ａ，１５ｃの上側、即ち光軸ＡＸに沿った方向において磁石１５ａ，１５ｃよりも被写体側に配置されている。第２コイル１７は、磁石１５ａ，１５ｃの下側、即ち光軸ＡＸに沿った方向において磁石１５ａ，１５ｃよりも撮像素子２２側に配置されている。第１コイル１３に流れる電流の交流成分に起因して、第２コイル１６，１７のそれぞれで誘導起電力が発生する。第２コイル１６，１７のそれぞれの誘導起電力に基づき、レンズユニット１１の位置を同定することができる。
【００６９】
第３の変形例によれば、複数（２つ）の第２コイル１６，１７を配置することで、マクロ撮影時には第１コイル１３と第２コイル１６が近接し、遠方撮影時には第１コイル１３と第２コイル１７が近接する。したがって、遠方撮影時及びマクロ撮影時のいずれでも、レンズユニット１１の位置を高精度に検出することができる。例えばズーム機能を有するような可動部（１１，１２，１３）の光軸ＡＸに沿った可動領域が広範囲の場合等に有効である。
【００７０】
（第４の変形例）
本技術の実施形態の第４の変形例に係るレンズモジュール１は、図１２に示すように、磁石１５ａ，１５ｃ及び第１コイル１３によりＶＣＭを構成すると共に、第２コイル１６を配置する点は、図４等に示した実施形態の構成と共通する。しかし、ムービングコイル方式の代わりにムービングマグネット方式を採用した点が、図４等に示した実施形態の構成と相違する。即ち、筐体１４側に第１コイル１３を固定し、レンズユニット１１側に磁石１５を固定し、レンズユニット１１と共に磁石１５を移動させる。
【００７１】
第２コイル１６は、鏡筒１２の外側に第１コイル１３と離間して配置されている。図１２では、第２コイル１６が磁石１５の上側、即ち光軸ＡＸに沿った方向において磁石１５よりも被写体側に配置されている場合を例示する。なお、第２コイル１６は、磁石１５の下側、即ち光軸ＡＸに沿った方向において磁石１５よりも撮像素子２２側に配置されていてもよい。
【００７２】
第４の変形例によれば、ムービングマグネット方式を採用した場合でも、第２コイル１６を鏡筒１２の外側に配置することにより、レンズユニット１１の位置を検出することができる。即ち、第２コイル１６と磁石１５ａ，１５ｃを対向する位置に配置してＶＣＭを構成すると共に、磁石１５ａ，１５ｃと同じ側（第１コイル１３とは逆側）に第２コイル１６を設けた構成であれば本技術を適用し得る。
【００７３】
（第５の変形例）
本技術の実施形態の第５の変形例に係る電子機器は、図１３に示すように、カメラモジュール３及び画像信号処理部４の構成は図１等に示した実施形態の構成と共通する。しかし、制御部５ｘが、ＰＷＭ制御の代わりにリニア制御を行う点が、図１等に示した実施形態の構成と相違する。
【００７４】
制御部５ｘにおいて、制御回路５４の出力側には、デジタル／アナログ変換回路（ＤＡＣ）５７が接続されている。ＤＡＣ５７は、制御回路５４からの制御信号であるデジタル信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号を駆動回路５６に出力する。駆動回路５６は、例えばＢＴＬ（Bridge Transformer Less）やＨブリッジで構成することができる。駆動回路５６は、ＤＡＣ５７からのアナログ信号に応じた直流（ＤＣ）電流を駆動電流として第１コイル１３に供給する。リニア制御の場合には、例えばレンズユニット１１の位置が移動した時の第１コイル１３に供給される駆動電流の変化を第２コイル１６が検出することにより、レンズユニット１１の位置を検出することができる。
【００７５】
第５の変形例によれば、制御部５ｘがリニア制御を行う場合でも、第２コイル１６によりレンズユニット１１の位置を検出することができる。
【００７６】
＜１．電子機器への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本技術は、撮像機能を有する電子機器に適用することができる。図１４は、本技術が適用され得る電子機器の一例としてのスマートフォン１００を示す。スマートフォン１００に、図２等に示したカメラモジュール３が搭載されている。
【００７７】
なお、本技術は、スマートフォン以外の携帯電話や、デジタルカメラ又はビデオカメラ等の撮像装置、タブレット端末、パーソナルコンピュータ等の撮像機能を有する電子機器にも適用可能である。
【００７８】
＜２．内視鏡手術システムへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【００７９】
図１５は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【００８０】
図１５は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【００８１】
図１５では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
【００８２】
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【００８３】
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【００８４】
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：  Ｃａｍｅｒａ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
【００８５】
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
【００８６】
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
【００８７】
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
【００８８】
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
【００８９】
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【００９０】
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【００９１】
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【００９２】
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ  Ｂａｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【００９３】
図１６は、図１５に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
【００９４】
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
【００９５】
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
【００９６】
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
【００９７】
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【００９８】
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【００９９】
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
【０１００】
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
【０１０１】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ  Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
【０１０２】
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
【０１０３】
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
【０１０４】
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
【０１０５】
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
【０１０６】
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
【０１０７】
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
【０１０８】
カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【０１０９】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
【０１１０】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、カメラヘッド１１１０２のレンズユニット１１４０１及び撮像部１１４０２に適用され得る。カメラヘッド１１１０２のレンズユニット１１４０１及び撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、より高速に焦点距離が調整されて、より鮮明な術部画像を得ることができるため、術者が術部を迅速且つ確実に確認することが可能になる。
【０１１１】
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
【０１１２】
＜３．移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【０１１３】
図１７は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【０１１４】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１７に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
【０１１５】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【０１１６】
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【０１１７】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
【０１１８】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【０１１９】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
【０１２０】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｄｒｉｖｅｒ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１２１】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１２２】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【０１２３】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１７の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【０１２４】
図１８は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１２５】
図１８では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【０１２６】
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【０１２７】
なお、図１８には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０１２８】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【０１２９】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１３０】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【０１３１】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【０１３２】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１に適用され得る。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、より高速に焦点距離が調整されて、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
【０１３３】
（その他の実施形態）
上記のように、本技術は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本技術を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【０１３４】
例えば、本技術の実施形態においては、レンズユニット１１、鏡筒１２及び第１コイル１３により可動部（１１，１２，１３）が構成される場合を例示した。しかし、可動部が第１コイル１３を有し、レンズユニット１１及び鏡筒１２を有さない構成であってもよい。即ち、位置決めを要し、第１コイル１３を取り付け可能な可動部であれば、本技術を適用可能である。
【０１３５】
このように、本技術はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本技術の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【０１３６】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）レンズと、
前記レンズの光軸に平行な中心軸を有し、前記レンズを内側に保持する鏡筒と、
前記鏡筒を内側に収納した筐体と、
前記鏡筒の外周面を周回して設けられた第１コイルと、
前記第１コイルと対向して前記筐体の内周面に設けられた磁石と、
前記筐体の内周面を周回して設けられた第２コイルと
を備えるレンズモジュール。
（２）前記鏡筒は、前記光軸に沿って、被写体側に最も移動した第１状態と、前記被写体側と反対側に最も移動した第２状態との間を移動し、
前記第１状態における前記第１コイルと前記第２コイルとの前記光軸方向の距離は、前記第２状態における前記第１コイルと前記第２コイルとの前記光軸方向の距離よりも小さい前記（１）に記載のレンズモジュール。
（３）前記第２コイルが、前記光軸方向において、前記磁石よりも被写体側に位置する前記（１）に記載のレンズモジュール。
（４）前記第２コイルが、前記光軸方向において、前記磁石よりも被写体側と反対側に位置する前記（１）に記載のレンズモジュール。
（５）前記磁石が前記光軸方向に複数に分割され、
前記第２コイルが前記複数に分割された磁石の間に設けられている前記（１）に記載のレンズモジュール。
（６）前記第２コイルが前記光軸方向において複数設けられている前記（１）に記載のレンズモジュール。
（７）前記鏡筒の前記光軸に沿った可動領域内で、前記第２コイルと前記第１コイルとが前記光軸に直交する方向で対向する前記（１）から（６）のいずれかに記載のレンズモジュール。
（８）レンズと、
前記レンズの光軸に平行な中心軸を有し、前記レンズを内側に保持する鏡筒と、
前記鏡筒を内側に収納した筐体と、
前記鏡筒の外周面を周回して設けられた第１コイルと、
前記第１コイルと対向して前記筐体の内周面に設けられた磁石と、
前記筐体の内周面を周回して設けられた第２コイルと、
前記光軸上に配置され、前記レンズを透過した光を電気信号に変換する撮像素子と
を備えるカメラモジュール。
（９）レンズと、
前記レンズの光軸に平行な中心軸を有し、前記レンズを内側に保持する鏡筒と、
前記鏡筒を内側に収納した筐体と、
前記鏡筒の外周面を周回して設けられた第１コイルと、
前記第１コイルと対向して前記筐体の内周面に設けられた磁石と、
前記筐体の内周面を周回して設けられた第２コイルと、
前記光軸上に配置され、前記レンズを透過した光を電気信号に変換する撮像素子と、
前記第２コイルの誘導起電力に基づき、前記第１コイルに電流を供給して前記光軸に沿った前記レンズの位置を制御する制御部と
を備える電子機器。
（１０）レンズを内側に保持する鏡筒の外周面を周回して設けられた第１コイルと、前記鏡筒を内側に収納した筐体の内周面に前記第１コイルに対向して設けられた磁石との磁気的な相互作用により、前記レンズの光軸に沿って前記鏡筒を移動させるステップと、
前記筐体の内周面を周回して設けられた第２コイルの誘導起電力を検出するステップと、
前記検出された誘導起電力に基づき前記第１コイルに供給する電流値を制御するステップと
を含むレンズの駆動方法。
【符号の説明】
【０１３７】
１…レンズモジュール、２…撮像モジュール、３…カメラモジュール、４…画像信号処理部、５，５ｘ…制御部、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…レンズ、１２…鏡筒、１３…第１コイル、１４…筐体、１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ…磁石、１６，１７…第２コイル、２１…基板、２２…撮像素子、２３…カバーホルダ、２４…カバーガラス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2019191371.tif 000016
【図１３】
2019191371.tif 000017
【図１４】
2019191371.tif 000018
【図１５】
2019191371.tif 000019
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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