(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準電極部および複数の検出電極部を有する第１電極と、
所定の周期パターンを有し、前記第１電極に対して相対移動可能な第２電極と、
前記第２電極を介する前記基準電極部と前記検出電極部との間の静電容量に基づいて変位を検出する検出手段と、を有し、
前記第２電極の前記所定の周期パターンは、所定の方向において所定の周期を有する繰り返しパターンであり、
前記静電容量は、前記第２電極と前記基準電極部との間の第１静電容量と、前記第２電極と前記検出電極部との間の第２静電容量とを合成した合成静電容量であることを特徴とする変位検出装置。
【請求項２】
前記第１電極の前記基準電極部は、前記所定の方向において前記所定の周期の整数倍の長さを有することを特徴とする請求項１に記載の変位検出装置。
【請求項３】
前記複数の検出電極部は、第１検出電極部および第２検出電極部を含み、
前記第１検出電極部および前記第２検出電極部は、前記第２電極の前記所定の周期パターンに関して、互いに１８０度異なる位相差を有することを特徴とする請求項１または２に記載の変位検出装置。
【請求項４】
前記第１検出電極部および前記第２検出電極部はそれぞれ、所定の方向において（Ｍ＋０．５）×Ｐ（Ｍ：０以上の整数、Ｐ：前記第２電極の周期）の長さを有する一組の検出電極対であることを特徴とする請求項３に記載の変位検出装置。
【請求項５】
前記複数の検出電極部は、前記所定の方向において、前記一組の検出電極対として、複数の組の検出電極対を有し、
前記複数の組の検出電極対のそれぞれは、前記所定の方向において前記第２電極の周期に対して有意な位相差を有することを特徴とする請求項４に記載の変位検出装置。
【請求項６】
前記複数の検出電極部は、第３検出電極部および第４検出電極部を含み、
前記第３検出電極部および前記第４検出電極部は、所定の方向において、Ｎ×Ｐおよび（Ｎ＋Ｑ）×Ｐ（Ｎ、Ｑ：自然数、Ｐ：前記第２電極の周期）の長さをそれぞれ有する一組の参照電極対であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の変位検出装置。
【請求項７】
前記複数の検出電極部は、第５検出電極部および第６検出電極部を含み、
前記第５検出電極部および前記第６検出電極部は、前記第２電極の前記所定の周期パターンに関して、互いに１８０度異なる位相差を有することを特徴とする請求項６に記載の変位検出装置。
【請求項８】
前記複数の検出電極部は、所定の方向に沿って配置されており、
前記基準電極部は、前記所定の方向における前記複数の検出電極部の片端側または両端側、および、該所定の方向と直交する方向における該複数の検出電極部のそれぞれの少なくとも一端側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の変位検出装置。
【請求項９】
前記基準電極部と前記第２電極とが重なっている面積は一定であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の変位検出装置。
【請求項１０】
固定部材と、
前記固定部材に対して相対移動可能に支持された可動部材と、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の変位検出装置と、を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１１】
前記第１電極は、前記固定部材に設けられており、
前記第２電極は、前記可動部材に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１２】
前記第２電極の前記所定の周期パターンは、前記可動部材の回転方向において所定の周期を有する繰り返しパターンであり、
前記第１電極の前記基準電極部は、前記回転方向において前記所定の周期の整数倍の長さを有することを特徴とする請求項１０または１１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒の光学系を介して形成された光学像を光電変換する撮像手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの光学機器に搭載可能なレンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気的手段により操作リングの回転を検出し、その回転に応じて電動で合焦用レンズを駆動する、いわゆるマニュアルフォーカス（ＭＦ）機能を有するレンズ鏡筒が知られている。
【０００３】
特許文献１には、回転操作部の周方向に所定の間隔で設けられた複数のスリット（切り欠き）の通過を一対のフォトインタラプタで検出し、その検出信号に基づいて回転操作部の回転方向および回転量を検出するレンズ鏡筒が開示されている。特許文献１のレンズ鏡筒は、回転操作部の回転情報（回転方向および回転量）に応じてステッピングモータでスクリューを回転させ、スクリューに螺合するナットの動きに従動させることで手動合焦動作モード（ＭＦ機能）を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５５８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のレンズ鏡筒は、ＭＦ機能を実現するため、一対のフォトインタラプタを用いた非接触式の構成で、回転操作部の回転を検出する。しかしながら、フォトインタラプタは、比較的大きな消費電流が必要となる。また、一対のフォトインタラプタのいずれの出力も変化しない範囲では、回転操作部の回転を検出することができないため、回転検出の分解能を更に高めることは困難である。
【０００６】
そこで本発明は、低消費電力かつ高分解能な変位検出装置、レンズ鏡筒、および、撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての変位検出装置は、基準電極部および複数の検出電極部を有する第１電極と、所定の周期パターンを有し、前記第１電極に対して相対移動可能な第２電極と、前記第２電極を介する前記基準電極部と前記検出電極部との間の静電容量に基づいて変位を検出する検出手段とを有し、前記第２電極の前記所定の周期パターンは、所定の方向において所定の周期を有する繰り返しパターンであり、前記静電容量は、前記第２電極と前記基準電極部との間の第１静電容量と、前記第２電極と前記検出電極部との間の第２静電容量とを合成した合成静電容量である。
【０００８】
本発明の他の側面としてのレンズ鏡筒は、固定部材と、前記固定部材に対して相対移動可能に支持された可動部材と、前記変位検出装置とを有する。
【０００９】
本発明の他の側面としての撮像装置は、前記レンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒の光学系を介して形成された光学像を光電変換する撮像手段とを有する
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低消費電力かつ高分解能な変位検出装置、レンズ鏡筒、および、撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】各実施例における撮像装置のブロック図である。
【図２】実施例１における交換レンズの構成図である。
【図３】実施例１における可動電極および固定電極の分解斜視図である。
【図４】実施例１における可動電極および固定電極の詳細図である。
【図５】実施例１における固定電極と可動電極との関係図である。
【図６】実施例１における固定電極と可動電極との等価回路図および信号処理ブロック図である。
【図７】実施例１における固定電極と可動電極とにより形成される静電容量に基づく信号を示すグラフである。
【図８】実施例１における固定電極と可動電極とにより形成される静電容量に基づく変位信号を示すグラフである。
【図９】実施例２における固定電極と可動電極との等価回路図である。
【図１０】実施例３における交換レンズの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
まず、図１を参照して、本発明の実施例１における撮像装置（撮像装置本体（一眼レフカメラ）、および、撮像装置本体に着脱可能なレンズ鏡筒（交換レンズ））の構成について説明する。図１は、本実施例における撮像装置１００のブロック図である。図１中において、各ブロックを繋ぐ実線は電気的な接続を示し、破線は機械的な接続を示している。
【００１４】
撮像装置１００は、カメラ２（撮像装置本体）と、カメラ２に着脱可能な交換レンズ１（レンズ鏡筒）とを備えて構成される。２０１はカメラマイコン（制御手段）、２０２は接点である。カメラマイコン２０１は、後述のようにカメラ２の各部を制御すると共に、交換レンズ１の装着時には接点２０２を介して交換レンズ１との通信を行う。
【００１５】
２０３は、２段ストローク式のレリーズスイッチである。レリーズスイッチ２０３から出力された信号は、カメラマイコン２０１に入力される。カメラマイコン２０１は、レリーズスイッチ２０３から入力された信号に従い、１段目ストロークスイッチ（ＳＷ１）がＯＮであれば、測光装置（不図示）による露光量の決定や後述のＡＦ動作などを行い、撮影準備状態に入る。またカメラマイコン２０１は、２段目ストロークスイッチ（ＳＷ２）がＯＮになるまでレリーズスイッチ２０３が操作されたことを検出すると、撮像部２０４に撮影開始命令を送信して実際の露光動作を行わせる。撮像部２０４は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサなどの撮像素子を有し、交換レンズ１（光学系）を介して形成された光学像を光電変換して画像信号を出力する。
【００１６】
２０５は焦点検出部である。焦点検出部２０５は、カメラ２が後述のＡＦモードに設定されている場合にレリーズスイッチ２０３のＳＷ１がＯＮされると、カメラマイコン２０１から送信される焦点検出開始命令に従い、焦点検出エリア内に存在する物体（被写体）に対して焦点検出を行う。焦点検出部２０５は、焦点検出の結果、この物体に焦点を合せるために必要な、フォーカスレンズ１０６の光軸方向における移動情報（移動方向および移動量）を決定する。２０６は表示部であり、撮像部２０４により得られた撮影画像などを表示する。
【００１７】
１０１は、交換レンズ１のレンズマイコン（制御手段）である。レンズマイコン１０１は、後述のように交換レンズ１の各部の制御を行うと共に、接点１０２を介してカメラ２との通信を行う。１０３は、オートフォーカスとマニュアルフォーカスとを切り替えるＡＦ／ＭＦスイッチであり、使用者がＡＦ（オートフォーカス）モードとＭＦ（マニュアルフォーカス）モードからフォーカスモードの選択をするために用いられる。
【００１８】
ＡＦモードにおいて、カメラマイコン２０１は、レリーズスイッチ２０３のＳＷ１のＯＮに応じて焦点検出部２０５により決定された焦点検出結果を、レンズマイコン１０１へ送信する。レンズマイコン１０１は、この焦点検出結果に基づいて、電気エネルギーにより駆動力を発生するフォーカス駆動モータ１０４を起動する。フォーカス駆動モータ１０４の駆動力は、フォーカス駆動機構１０５へ伝達される。そしてフォーカス駆動機構１０５は、フォーカス駆動モータ１０４の駆動力に従い、フォーカスレンズ１０６が光軸方向に必要移動量だけ駆動される。フォーカス駆動モータ１０４としては、ステッピングモータや超音波モータなどが適用可能である。フォーカス駆動機構１０５としては、いわゆるバー・スリーブ支持の直動機構や、３本のカム溝を有するカム環と固定部に設けられた３本の直進溝との協働による、いわゆる回転カム機構などが適用可能である。
【００１９】
１０７は位置検出エンコーダ（位置検出手段）である。位置検出エンコーダ１０７は、例えば、フォーカスレンズ１０６の光軸方向における位置に対応する情報を出力する絶対値エンコーダである。位置検出エンコーダ１０７としては、基準位置を決定するフォトインタラプタを有し、微細間隔のインクリメンタル信号（例えば、ステッピングモータの駆動パルス数やＭＲセンサのような繰り返し信号）の積算値で絶対位置を検出可能な構成が適用可能である。
【００２０】
ＡＦモードにおいて、レンズマイコン１０１は、焦点検出部２０５の焦点検出結果に基づいて決定されたフォーカスレンズ１０６の必要移動量に応じて、フォーカス駆動モータ１０４を駆動制御する。フォーカスレンズ１０６の必要移動量と、位置検出エンコーダ１０７の検出結果である実際の移動量とが互いに等しくなると、レンズマイコン１０１は、フォーカス駆動モータ１０４を停止し、フォーカス制御が終了したことをカメラマイコン２０１に送信する。
【００２１】
一方、ＭＦモードにおいて、使用者はＭＦ操作リング１０８（可動部材）を操作することにより、フォーカス制御が可能である。１０９は、ＭＦ操作リング１０８の回転角度（変位）を検出する操作角検出器（変位検出装置）である。使用者が表示部２０６により被写体の焦点状態を確認しながらＭＦ操作リング１０８を回転させると、レンズマイコン１０１は、操作角検出器１０９の出力信号を読み取りフォーカス駆動モータ１０４を駆動し、フォーカスレンズ１０６を光軸方向に移動させる。ＭＦ操作リング１０８の回転を操作角検出器１０９で細かく検出することにより、使用者は微妙なフォーカス制御を行うが可能であり、ＭＦモードにおける操作性が向上する。操作角検出器１０９による検出の詳細については、後述する。
【００２２】
次に、図２を参照して、交換レンズ１の構成について説明する。図２は、交換レンズ１の構成図である。図２（ａ）は、交換レンズ１の外観図である。図２（ａ）に示されるように、ＡＦ／ＭＦスイッチ１０３は、交換レンズ１の後端部（図２（ａ）中の右側）の側面に配置されている。回転可能に支持されたＭＦ操作リング１０８は、交換レンズ１の先端部（図２（ａ）中の左側）に配置されている。
【００２３】
図２（ｂ）は、図２（ａ）中の楕円Ａの範囲の拡大図であり、ＭＦ操作リング１０８の周辺の要部断面図を示す。１１は可動電極（第２電極）である。可動電極１１は、ＭＦ操作リング１０８の回転中心軸と同軸の内周壁に一体的に設けられた導電性の電極である。１２は案内筒（固定部材）である。１３は、可動電極１１に対向して案内筒１２と一体的に設けられた固定電極（第１電極）である。１４は前枠であり、図示しない部分において案内筒１２と一体化している。ＭＦ操作リング１０８は、案内筒１２および前枠１４により、光軸ＯＡの前後方向の面１２ａ、１４ａに対して所定の隙間を有して挟み込まれ、円筒面１２ｂ、１４ｂの嵌合支持により定位置での回転が可能である。本実施例において、可動電極１１は、導電性の電極としての別部品の金属リングをＭＦ操作リング１０８の内周壁に配置し、この金属リングをＭＦ操作リング１０８と一体的に構成されている。固定電極１３は、フレキシブル基板の銅箔パターンを電極として、案内筒１２の外周壁に粘着テープや接着により固定されている。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、メッキや蒸着、導電物質のスクリーン印刷などの技術を用いてＭＦ操作リング１０８の内周壁や案内筒１２の外周壁に後述する電極パターンを直接形成してもよい。
【００２４】
次に、図３を参照して、可動電極１１および固定電極１３の構成について説明する。図３は、可動電極１１および固定電極１３の分解斜視図である。図３（ａ）は、ＭＦ操作リング１０８と可動電極１１と固定電極１３との関係図を示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）からＭＦ操作リング１０８を省略した図を示す。図３に示されるように、可動電極１１は、導電性を有する短冊状の電極部の有無の繰り返しパターンを光軸周りの方向の全周において繋がった円筒形状を有する。固定電極１３は、可動電極１１に対向して設けられ、可動電極１１と同軸の円筒形状を有する有限角度範囲のフレキシブル基板である。
【００２５】
次に、図４を参照して、ＭＦ操作リング１０８の回転角度を検出する操作角検出器１０９の検出原理について詳述する。説明および理解を容易にするため、検出方向である回転方向に展開した平面状態で説明を進める。図４は、可動電極１１および固定電極１３の詳細図である。図４（ａ）は固定電極１３の平面図、図４（ｂ）は可動電極１１の平面図、図４（ｃ）は固定電極１３と可動電極１１とを重ねた平面図をそれぞれ示している。図４中の矢印Ｂで示される方向が検出方向（回転方向）である。
【００２６】
まず、図４（ａ）を参照して、固定電極１３の電極パターンについて説明する。ただし、各電極の検出方向の長さについては、図５を参照して後述する。図４（ａ）に示されるように、固定電極１３は、基準電極１３ａ（ＧＮＤ電極）、および、検出電極１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１３ｇを有する。検出電極１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１３ｇは、それぞれ、Ｓ１＋電極、Ｓ１−電極、Ｍ１電極、Ｍ２電極、Ｓ２＋電極、Ｓ２−電極である。図４（ａ）において、各電極の境界は互いに隣接して描かれているが、実際にはわずかの隙間を空けて互いに絶縁されている。
【００２７】
図４（ｂ）は、図３に示される円筒形状の可動電極１１の展開図である。可動電極１１のうち黒い領域は、導電性を有する電極部である。１１ａは、検出出力を変化させる役割を有する繰り返しパターン電極であり、１１ｂ、１１ｃは、繰り返しパターン電極１１ａのそれぞれを繋げて導通させる導通電極である。図４（ｃ）は、固定電極１３と可動電極１１とを重ねて示している。図４（ｃ）において、可動電極１１は破線で示されている。図４（ｃ）において、長さｈは繰り返しパターン電極１１ａと検出電極１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１３ｇとが検出方向Ｂに対して直交する方向において互いに重なっている領域（長さ）を示し、コンデンサとして静電容量を形成する領域である。図４（ｄ）は、固定電極１３および可動電極１１を検出方向Ｂに対して直交する厚さ方向（検出方向Ｂおよび長さｈの方向の両方向に直交する方向）から見た図である。図４（ｄ）において、長さｄはコンデンサとしてのギャップ（間隔）である。静電容量Ｃは、対向する電極が互いに重なっている面積とギャップの誘電率とに比例し、ギャップｄに反比例する。すなわち、Ｃ＝ε・Ｓ÷ｄ（Ｃ：静電容量、ε：誘電率、Ｓ：面積、ｄ：ギャップ）のように表される。
【００２８】
次に、図５を参照して、固定電極１３と可動電極１１との関係について説明する。図５は、固定電極１３と可動電極１１との関係図である。図５中の上側において、図４（ａ）と同様に、固定電極１３の各電極パターンが示されている。図５中の下側において、可動電極１１のパターン電極１１ａが黒く示されている。パターン電極１１ａは、図４（ｃ）に示されるように検出電極１３ｂ〜１３ｇのそれぞれと重なった長さｈの領域によりコンデンサを形成する。図５は、ステータス０〜７、および、ステータス０の順に、可動電極１１が検出方向Ｂにおいて左側から右側に移動していく過程での特徴的な８つの状態を示している。可動電極１１および固定電極１３は、図４（ｃ）に示されるように重なることによりコンデンサを形成するが、理解を容易にするため、これらを並べた図５を参照して説明する。
【００２９】
電極部である繰り返しパターン１１ａの繰り返しのピッチをＰとし、本実施例では、１ピッチ内の電極の有無（割合）は半々であるとして説明する。以下の説明では、黒く示される繰り返しパターン電極１１ａの一つを便宜的に面積「１」とする。各ステータス間での可動電極１１の移動量は（１／８）Ｐであり、ステータス０とステータス４はピッチＰに対して位相が互いに１８０度ずれた（異なる）状態である。
【００３０】
固定電極１３の基準電極１３ａ（ＧＮＤ電極）は、可動電極１１の繰り返しパターン電極１１ａと、主に、左右のそれぞれ２Ｐの長さの合計４Ｐの長さで重なっている。また基準電極１３ａ（ＧＮＤ電極）の一部は、長さ１４Ｐのうち、左右の長さ２Ｐの間の長さ１０Ｐの領域において、繰り返しパターン電極１１ａと重なっている。すなわち、基準電極１３ａは、検出方向ＢにおいてＬ×Ｐ（Ｌ：自然数）の長さを有し、本実施例においてＬは４（左右の長さ２Ｐ×２＝４Ｐ）または１４（全体の長さ１４Ｐ）である。なお、基準電極１３ａの一部が繰り返しパターン電極１１ａと重なっている長さ１０Ｐの領域の効果については、後述する。
【００３１】
基準電極１３ａ（ＧＮＤ電極）の長さは、ピッチＰの倍数である。このため、基準電極１３ａ（ＧＮＤ電極）と可動電極１１の電極部（繰り返しパターン電極１１ａ）との重なり領域の面積は常に一定である。従って、ギャップｄが一定であれば、静電容量Ｃも一定である。検出電極１３ｂ（Ｓ１＋電極）および検出電極１３ｃ（Ｓ１−電極）は共に、１．５Ｐの長さであり、互いに１８０度の位相差を有する。すなわち、（Ｍ＋０．５）×Ｐ（Ｍは０または自然数）の式で表される長さにおいて、Ｍが１の場合に相当する。検出電極１３ｂ（Ｓ１＋電極）と繰り返しパターン電極１１ａとの重なり領域の面積は、ステータス０では「２」、ステータス４では「１」、ステータス７を経てステータス０の面積「２」に戻る。以降、この変化を繰り返す。
【００３２】
一方、検出電極１３ｃ（Ｓ１−電極）は、検出電極１３ｂ（Ｓ１＋電極）に対して１８０度の位相差を有する。このため、検出電極１３ｃ（Ｓ１−電極）と繰り返しパターン電極１１ａとの重なり領域の面積は、ステータス０では「１」、ステータス４では「２」となる。このように、検出電極１３ｂ（Ｓ１＋電極）および検出電極１３ｃ（Ｓ１−電極）に関し、静電容量Ｃは互いに逆に変化する。本実施例において、検出電極１３ｂ（Ｓ１＋電極）および検出電極１３ｃ（Ｓ１−電極）は、一組の変位検出電極対である。可動電極１１の移動に対して、検出電極１３ｂ（Ｓ１＋電極）と繰り返しパターン電極１１ａとの重なり領域の面積変化量は比例するため、静電容量Ｃの変化も線形となる。この点は、検出電極１３ｃ（Ｓ１−）に関しても同様である。
【００３３】
検出電極１３ｆ（Ｓ２＋電極）および検出電極１３ｇ（Ｓ２−電極）もそれぞれ（Ｍ＋０．５）×Ｐ（Ｍは０または自然数）の式で表される長さを有し、互いに１８０度の位相差を有する一組の変位検出電極対である。また、検出電極１３ｆ（Ｓ２＋電極）および検出電極１３ｇ（Ｓ２−電極）に関し、前式中のＭは検出電極１３ｂ（Ｓ１＋電極）および検出電極１３ｃ（Ｓ１−電極）と同様に１である。
【００３４】
これらの二組の変位検出電極対は、検出方向Ｂにおける位相ずれは、図５に示されるように、ピッチＰに換算して６Ｐ＋（１／８）Ｐの位相ずれを有し、静電容量Ｃは（１／８）Ｐだけずれた変化を示す。すなわち、検出電極１３ｆ（Ｓ２＋電極）と繰り返しパターン電極１１ａとの重なり領域の面積は、ステータス１では「２」であり、ステータス５では「１」となる。一方、検出電極１３ｇ（Ｓ２−電極）は、検出電極１３ｆ（Ｓ２＋電極）に対して１８０度の位相差を有する。このため、検出電極１３ｆ（Ｓ２＋電極）および検出電極１３ｇ（Ｓ２−電極）の同ステータスにおける重なり領域の面積は、互いに逆の関係となる。
【００３５】
検出電極１３ｄ（Ｍ１電極）は、２Ｐの長さを有する。また、検出電極１３ｄ（Ｍ１電極）と繰り返しパターン電極１１ａとの重なり領域の面積は、ステータス０からステータス７まで常に「２」であり、変化しない。検出電極１３ｅ（Ｍ２電極）は、１Ｐの長さを有する。また、検出電極１３ｅ（Ｍ２電極）と繰り返しパターン電極１１ａとの重なり領域の面積は、ステータス０からステータス７まで常に「１」であり、変化しない。検出電極１３ｅ（Ｍ２電極）および検出電極１３ｄ（Ｍ１電極）は、Ｎ×Ｐおよび（Ｎ＋Ｑ）×Ｐ（Ｎ、Ｑは自然数）の式でそれぞれ表される長さの一組の参照電極対であり、本実施例ではＮ、Ｑが共に１の場合に相当する。
【００３６】
次に、図６を参照して、本実施例における固定電極１３と可動電極１１とにより形成されるコンデンサの等価回路および信号処理部について説明する。図６は、固定電極１３と可動電極１１との等価回路図および信号処理ブロック図である。
【００３７】
固定電極１３は、基準電極１３ａ（ＧＮＤ電極）、検出電極１３ｂ（Ｓ１＋電極）、検出電極１３ｃ（Ｓ１−電極）、検出電極１３ｄ（Ｍ１電極）、検出電極１３ｅ（Ｍ２電極）、検出電極１３ｆ（Ｓ２＋電極）、および、検出電極１３ｇ（Ｓ２−電極）を有する。図６に示されるように、固定電極１３を構成する各電極は、可動電極１１に対してコンデンサを形成する。ここで、基準電極１３ａおよび検出電極１３ｂ〜１３ｇにより形成されるコンデンサの静電容量をそれぞれＣＧ、ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３、ＣＳ４、ＣＳ５、ＣＳ６とする。ギャップｄが一定である場合、静電容量ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ５、ＣＳ６は、可動電極１１の移動により変化する可変コンデンサである。一方、静電容量ＣＧ、ＣＳ３、ＣＳ４は、可動電極１１の移動により変化しない固定値のコンデンサである。
【００３８】
１５はアナログスイッチアレイ、１６は静電容量検出回路、および、１７は演算回路（検出手段または信号処理手段）である。アナログスイッチアレイ１５は、アナログスイッチ１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇを有する。本実施例において、アナログスイッチ１５ｂ〜１５ｇは、検出電極１３ｂ〜１３ｇに直列でそれぞれ接続されている。演算回路１７は、時分割で、アナログスイッチ１５ｂ〜１５ｇを一つずつ短絡状態に設定する。静電容量検出回路１６は、静電容量ＣＧと、静電容量ＣＧと直列に繋がっている静電容量ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３、ＣＳ４、ＣＳ５、ＣＳ６のそれぞれとを合成した静電容量（合成静電容量）を検出する。演算回路１７は、静電容量検出回路１６による検出結果に基づいて、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１Ｐ、Ｓ２Ｐ、ＩＮＴをそれぞれ出力する。これらの信号の詳細については、後述する。
【００３９】
次に、図７を参照して、固定電極１３と可動電極１１とにより形成されるコンデンサの静電容量に基づく出力信号（変位検出電極対および参照電極対の出力信号）について説明する。図７は、固定電極１３と可動電極１１とにより形成される静電容量に基づく出力信号を示すグラフである。図７は、特に、検出電極１３ｂ（Ｓ１＋電極）、検出電極１３ｃ（Ｓ１−電極）、検出電極１３ｄ（Ｍ１電極）、および、検出電極１３ｅ（Ｍ２電極）に対応するコンデンサの静電容量に関して示している。図７（ａ）〜（ｃ）において、横軸は図５を参照して説明したステータス０〜４、縦軸は静電容量（合成容量（図７（ａ））、差動信号（図７（ｂ））、正規化信号（図７（ｃ））をそれぞれ示している。各コンデンサの静電容量は、図５にて便宜的に面積「１」と称した面積でギャップｄの場合に０．１ｐＦであるとしている。また図７（ａ）、（ｂ）において、静電容量ＣＧは、０．１ｐＦ、０．４ｐＦ（図５に示される長さ４Ｐに相当）、４．０ｐＦの３種類の場合に関して示している。
【００４０】
図７（ａ）は、静電容量ＣＧとＣＳ１との合成容量ＣＧ＿Ｓ１、および、静電容量ＣＧとＣＳ２との合成容量Ｇ＿Ｓ２を示すグラフである。直列に繋がった二つのコンデンサの合成容量ＣＧ＿Ｓ１、ＣＧ＿Ｓ２は、それぞれ、その逆数が二つのコンデンサの逆数の和に等しい。すなわち、１／ＣＧ＿Ｓ１＝１／ＣＧ＋１／ＣＳ１、および、１／ＣＧ＿Ｓ２＝１／ＣＧ＋１／ＣＳ２が成立する。例えば、ＣＧ＝０．４ｐＦ、ＣＳ１＝０．２ｐＦ（図５でのステータス０）の場合、ＣＧ＿Ｓ１＝０．１３３ｐＦとなる。また、ＣＧ＝０．４ｐＦ、ＣＳ１＝０．１ｐＦ（図５でのステータス４）の場合、ＣＧ＿Ｓ１＝０．０８０ｐＦとなる。これは、図７（ａ）中の実線７１ｂで示される合成容量に相当する。
【００４１】
図７（ａ）において、実線７１ａ、７１ｂ、７１ｃは、検出電極１３ｂ（Ｓ１＋電極）と基準電極１３ａ（ＧＮＤ電極）との合成容量を示す。また、実線７１ａはＣＧ＝４．０ｐＦ、実線７１ｂはＣＧ＝０．４ｐＦ、実線７１ｃはＣＧ＝０．１ｐＦの場合をそれぞれ示している。図７（ａ）において、破線７２ａ、７２ｂ、７２ｃは、検出電極１３ｃ（Ｓ１−電極）と基準電極１３ａ（ＧＮＤ電極）との合成容量を示す。検出電極１３ｃ（Ｓ１−電極）は、検出電極１３ｂ（Ｓ１＋電極）に対して１８０度の位相差を有するため、破線７２ａ、７２ｂ、７２ｃは、実線７１ａ、７１ｂ、７１ｃのそれぞれと左右反転したグラフとなっている。図７（ａ）から分かるように、直列に繋がれたコンデンサの合成容量の大きさは、小さい静電容量のほうにより大きく依存する。このため合成容量は、基準電極１３ａ（ＧＮＤ電極）の静電容量ＣＧが大きくなると、可変コンデンサである検出電極１３ｂ（Ｓ１＋電極）または検出電極１３ｃ（Ｓ１−電極）の静電容量ＣＳ１、ＣＳ２の変化がより反映され、大きな静電容量変化が得られる。図５に示されるように、基準電極１３ａ（ＧＮＤ電極）の繰り返しパターン電極１１ａと一部で重なっている長さ１０Ｐの領域は、静電容量ＣＧを大きくするために設けられている。
【００４２】
図７（ｂ）は、変位検出電極対および参照電極対のそれぞれの差動出力（差動信号）を示すグラフである。図７（ｂ）において、実線７３ａ、７３ｂ、７３ｃは、合成容量ＣＧ＿Ｓ１、ＣＧ＿Ｓ２の差動信号を示す。すなわち、実線７３ａ、７３ｂ、７３ｃは、実線７１ａから破線７２ａ、実線７１ｂから破線７２ｂ、実線７１ｃから破線７２ｃをそれぞれ減算した信号に相当する。また図７（ｂ）において、実線７４ａ、７４ｂ、７４ｃは、検出電極１３ｄ（Ｍ１電極）と検出電極１３ｅ（Ｍ２電極）との差動信号であり、図７（ａ）と同様の静電容量ＣＧの大きさに対応している。ＣＳ３＝０．２ｐＦ、ＣＳ４＝０．１ｐＦであるため、実線７４ａ、７４ｂ、７４ｃは、実線７３ａ、７３ｂ、７３ｃのそれぞれの最大値と一致した一定値となる。これらの差動演算は、図６に示される演算回路１７により行われる。
【００４３】
図７（ｃ）中の実線７５ｂは、図７（ｂ）中の実線７３ｂを実線７４ｂで割った値を１０００倍して正規化して得られた正規化信号（変位信号）である。また、図７（ｂ）中の実線７３ａを実線７４ａで割った値、および、実線７３ｃを実線７４ｃで割った値も、差動演算により、最大値、最小値、および、それらの中間値（０）は演算上同じ値になる。ただし、これらの間の値は若干の非線形性を有する。実際の数値は、ステータス１（およびステータス３）の状態で最も非線形性が大きく、静電容量ＣＧが０．１ｐＦ、０．４ｐＦ、４．０ｐＦの場合、それぞれ、真値５００に対して、−３．０３％、−０．６２％、−０．０１％である。図７（ｃ）においては、静電容量ＣＧが０．４ｐＦの場合を示しているが、他の場合を同じグラフ上に示しても互いに重なる程度の相違しかないため、他の場合の表示は省略する。図７（ｃ）に示されるように正規化を行うと、静電容量ＣＧの大きさに関わらず、略同一の特性が得られる。このとき、静電容量ＣＧを大きく確保することにより生の出力が大きくなり、Ｓ／Ｎ（ノイズ対信号）比が向上するため、分解能が高くなる。このような正規化演算は、図６に示される演算回路１７により行われる。
【００４４】
図８は、固定電極１３と可動電極１１とにより形成される静電容量に基づく変位信号（二組の変位検出電極対の出力信号）を示すグラフである。図８（ａ）は、検出電極１３ｂ、１３ｃで構成される第一の変位検出電極対と、検出電極１３ｆ、１３ｇとで構成される第二の変位検出電極対の静電容量に対して、図７（ｂ）、（ｃ）に示される差動演算および正規化演算を行った結果を示している。図８（ａ）の横軸は、図５で示されるステータスであり、２回の繰り返し範囲を示している。図８（ａ）の縦軸は、正規化された静電容量変化に対応する値である。
【００４５】
図８（ａ）において、実線８１は、第一の変位検出電極対に基づく変位信号Ｓ１である。破線８２は、第二の変位検出電極対に基づく変位信号Ｓ２である。変位信号Ｓ１、Ｓ２は、図６に示されるように、演算回路１７から出力される。変位信号Ｓ２は、変位信号Ｓ１に対して（１／８）Ｐの位相差（１ステータス分：４５度）を有する。実線８３は中間値（０）、破線８４は正の閾値、破線８５は負の閾値をそれぞれ示す。
【００４６】
図８（ｂ）は、図８（ａ）中の実線８１および破線８２でそれぞれ示される変位信号Ｓ１、Ｓ２を、破線８４、８５でそれぞれ示される正の閾値および負の閾値により離散化して得られた値を示すグラフである。図８（ｂ）において、破線８４で示される正の閾値より大きい部分は「Ｈ」、破線８５で示される負の閾値（破線８５）よりも小さい部分は「Ｌ」、両閾値の間は「Ｍ」となる。実線８６は変位信号Ｓ１を離散化して得られた変位信号Ｓ１Ｐ、破線８７は変位信号Ｓ２を離散化して得られた変位信号Ｓ２Ｐである。変位信号Ｓ１Ｐ、Ｓ２Ｐは、図６に示されるように、演算回路１７から出力される。図８（ｃ）は、図８（ｂ）に示される変位信号Ｓ１Ｐ、Ｓ２Ｐをステータスごとに示した表である。ステータス０〜７の８ステートで同じパターンは現れないため、本実施例によれば、（１／８）Ｐごとの角度を分離して検出することが可能である。
【００４７】
本実施例において、変位信号Ｓ１、Ｓ２が、図８（ａ）に示される正の閾値（破線８４）または負の閾値（破線８５）を上から下または下から上方向に跨いだ場合、演算回路１７が割り込み信号ＩＮＴを出力するように設定してもよい。これにより、図１に示されるレンズマイコン１０１に割り込みをかけて、離散化された変位信号Ｓ１Ｐ、Ｓ２ＰからＭＦ操作リング１０８の回転角度および回転方向をレンズマイコン１０１に容易に認識させることが可能となる。また、レンズマイコン１０１が演算回路１７から変位信号Ｓ１、Ｓ２を随時読み込むことにより、ＭＦ操作リング１０８の回転をより細かく検出することが可能となるため、ＭＦモードでの操作性を更に向上させることができる。
【００４８】
正および負の閾値を有して線形に変化する出力信号を「Ｈ」、「Ｍ」、「Ｌ」の三段階に離散化する場合、二つの変位信号の位相差を（１／８）Ｐ、すなわち４５度とすることにより、パルスの切り替わりを均等にすることができる（４５度が有意な位相差となる）。また、三組の変位検出電極対を設けて同じように三段階で離散化する場合、それぞれの位相差を（１／１２）Ｐ、すなわち３０度とすることにより、パルス間隔が均等となり、１２の異なるステータスを得ることができる。この場合、３０度および６０度が有意な位相差となる。本実施例は三段階に離散化する場合について説明したが、一つの閾値で「Ｈ」、「Ｌ」の２段階に離散化する２相信号の場合、均等な４つの異なるステータスを得るための位相差は（１／４）Ｐ、すなわち９０度である。また、３相信号の場合、均等な６つの異なるステータスを得るための位相差は（１／６）Ｐ、すなわち６０度であり、６０度と１２０度が有意な位相差となる。
【００４９】
また本実施例において、変位検出のための複数の変位検出電極対および参照電極対からの静電容量情報は、差動演算により得られる。このため、浮遊容量や各電極間や近辺の物質間に生じる寄生容量に対してより安定した変位検出を行うことができる。また、周囲環境の変化や可動電極と固定電極との間のギャップ変動が生じた場合でも、参照電極対の出力で図７（ｃ）に示されるような正規化演算を行うことにより、安定した変位検出が可能となる。
【実施例２】
【００５０】
次に、図９を参照して、本発明の実施例２について説明する。本実施例は、並列に接続された各検出電極に一度に電圧を印加して静電容量を検出する点で、アナログスイッチアレイ１５を用いて時分割で静電容量を検出する実施例１とは異なる。
【００５１】
図９は、固定電極１３および可動電極１１の等価回路図であり、本実施例では並列接続になっている各検出電極に一度に電圧を印加した状態について説明する。なお本実施例において、可動電極１１および固定電極１３に関するハード構成は、実施例１と同様であるため、それらの説明は省略する。
【００５２】
図９に示されるように、本実施例では、基準電極１３ａ（ＧＮＤ電極）と各検出電極１３ｂ〜１３ｇ（Ｓ１＋電極、Ｓ１−電極、Ｍ１電極、Ｍ２電極、Ｓ２＋電極、Ｓ２−電極）との間に電圧Ｖを印加する。ここで、静電容量ＣＧの両端の電圧はＶＧ、並列に接続された静電容量ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３、ＣＳ４、ＣＳ５、ＣＳ６（コンデンサ）の両端の電圧はＶＳであるとする。このとき、図９中の式（１）で示されるように、Ｖ＝ＶＳ＋ＶＧが成立する。また、このときに静電容量ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３、ＣＳ４、ＣＳ５、ＣＳ６に充電される電荷量をＱＳ１、ＱＳ２、ＱＳ３、ＱＳ４、ＱＳ５、ＱＳ６とする。各コンデンサの両端の電圧はＶＳであるため、図９中の式（３）に示されるように、各コンデンサの電荷量は、それぞれの静電容量ＣＳ１〜ＣＳ６に比例する。
【００５３】
また、基準電極１３ａによる静電容量ＣＧに充電される電荷量ＱＧは、図９中の式（２）に示されるように、静電容量ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３、ＣＳ４、ＣＳ５、ＣＳ６に充電される電荷量ＱＳ１、ＱＳ２、ＱＳ３、ＱＳ４、ＱＳ５、ＱＳ６の合計値（和）と等しい。可変コンデンサを形成する静電容量ＣＳ１、ＣＳ２の変化、および、静電容量ＣＳ５、ＣＳ６の変化はそれぞれ、１８０度の位相差を有する。このため、（ＱＳ１＋ＱＳ２）および（ＱＳ５＋ＱＳ６）は、常に一定値となる。したがって、静電容量ＣＧに充電される電荷量ＱＧも一定値となる。すなわち、静電容量ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３、ＣＳ４、ＣＳ５、ＣＳ６に充電された電荷量ＱＳ１、ＱＳ２、ＱＳ３、ＱＳ４、ＱＳ５、ＱＳ６を個別に検出する検出手段（不図示）を設けることにより、各静電容量に比例した情報を得ることができる。本実施例によれば、実施例１で説明した非線形性をより効果的に低減することができるため、より正確な変位検出が可能となる。
【実施例３】
【００５４】
次に、図１０を参照して、本発明の実施例３について説明する。図１０は、本実施例における交換レンズ１ａの構成図である。
【００５５】
図１０（ａ）は、交換レンズ１ａの外観図である。１０８ａは、ＭＦ操作リング（可動部材）である。図１０（ｂ）は、ＭＦ操作リング１０８ａの斜視図である。１１１は可動電極である。実施例１の可動電極１１は円筒形状の電極であるが、本実施例の可動電極１１１は円盤状の電極である。図１０（ｂ）に示されるように、可動電極１１１は、放射方向に延びた電極が円周方向に扇状電極の有無の繰り返しパターンを有して構成されており、可動電極１１１のうちいわゆる櫛歯部分は外側で繋がって互いの扇状電極が導通している。
【００５６】
図１０（ｃ）は、可動電極１１１が一体化されたＭＦ操作リング１０８ａと、基準電極および検出電極を含む固定電極１１３とを光軸方向から見た図である。図１０（ｄ）は、固定電極１１３を含むハード基板のみを示している。周方向に長い扇状の固定電極１１３には、実施例１にて説明した基準電極および検出電極が周方向に沿って同様に配置されている。可動電極１１１および固定電極１１３は、光軸方向に一定のギャップを保って対向して設けられている。本実施例の構成においても、実施例１と同様の変位検出が可能である。
【００５７】
なお各実施例において、回転の検出について説明しているが、図４および図５を参照して説明したように直線方向の変位検出についても同様の構成で同様の効果を得ることが可能である。また各実施例において、固定電極と可動電極は、互いにギャップ（間隔）を設けて配置することによりコンデンサ（静電容量）を形成しているが、電気的にギャップを有していれば、絶縁層を介して機械的に互いに接触していてもよい。
【００５８】
このように各実施例において、変位検出装置（操作角検出器１０９）は、第１電極（固定電極１３）、第２電極（可動電極１１）、および、検出手段（演算回路１７を含む信号処理手段）を有する。第１電極は、基準電極部（基準電極１３ａ）および複数の検出電極部（検出電極１３ｂ〜１３ｇ）を有する。第２電極は、所定の周期パターンを有し、第１電極に対して相対移動可能である。検出手段は、第１電極と第２電極との間の静電容量に基づいて変位（回転角度）を検出する。
【００５９】
好ましくは、第２電極の所定の周期パターンは、所定の方向（変位方向、検出方向）において所定の周期（ピッチＰ）を有する繰り返しパターンである。第１電極の基準電極部は、所定の方向において所定の周期の整数倍の長さ（Ｌ×Ｐ（Ｌ：自然数））を有する。
【００６０】
好ましくは、複数の検出電極部は、第１検出電極部（検出電極１３ｂ）および第２検出電極部（検出電極１３ｃ）を含む。そして第１検出電極部および第２検出電極部は、第２電極の所定の周期パターンに関して、互いに１８０度異なる位相差を有する。より好ましくは、第１検出電極部および第２検出電極部はそれぞれ、所定の方向において（Ｍ＋０．５）×Ｐ（Ｍ：０以上の整数、Ｐ：前記第２電極の周期）の長さを有する一組の検出電極対である。より好ましくは、複数の検出電極部は、所定の方向において、一組の検出電極対として、複数の組の検出電極対を有する。そして、複数の組の検出電極対のそれぞれは、所定の方向において第２電極の周期に対して有意な位相差を有する。
【００６１】
好ましくは、複数の検出電極部は、第３検出電極部（検出電極１３ｄ）および第４検出電極部（検出電極１３ｅ）を含む。そして第３検出電極部および第４検出電極部は、所定の方向において、Ｎ×Ｐおよび（Ｎ＋Ｑ）×Ｐ（Ｎ、Ｑ：自然数、Ｐ：前記第２電極の周期）の長さをそれぞれ有する一組の参照電極対である。より好ましくは、複数の検出電極部は、第５検出電極部（検出電極１３ｆ）および第６検出電極部（検出電極１３ｇ）を含む。そして第５検出電極部および第６検出電極部は、第２電極の所定の周期パターンに関して、互いに１８０度異なる位相差を有する。
【００６２】
好ましくは、複数の検出電極部は、所定の方向に沿って配置されている。基準電極部は、所定の方向における複数の検出電極部の片端側（図５中の左右の長さ２Ｐの領域の一方）または両端側（図５中の左右の長さ２Ｐの領域の両方）に配置されている。また基準電極部は、所定の方向と直交する方向における複数の検出電極部のそれぞれの少なくとも一端側（図５中の検出電極１３ｂ〜１３ｇの上側の長さ１０Ｐの領域）に配置されている。すなわち基準電極部の一部は、所定の方向における全体の長さ１４Ｐのうち、左右の長さ２Ｐの間の長さ１０Ｐの領域において、第２電極の周期パターン（繰り返しパターン電極１１ａ）と重なっている。また好ましくは、検出手段は、静電容量として、基準電極部と複数の検出電極部のそれぞれとの合成容量（基準電極部と各検出電極部とから形成される直列接続されたコンデンサの合成容量）に基づいて変位を検出する。
【００６３】
好ましくは、複数の検出電極部は、第１検出電極部（検出電極１３ｂ）および第２検出電極部（検出電極１３ｃ）を含む。基準電極部および第１検出電極部は、合成容量として第１合成容量ＣＧ＿Ｓ１（１／ＣＧ＿Ｓ１＝１／ＣＧ＋１／ＣＳ１）を形成する。基準電極部および第２検出電極部は、合成容量として第２合成容量ＣＧ＿Ｓ２（１／ＣＧ＿Ｓ２＝１／ＣＧ＋１／ＣＳ２）を形成する。第１合成容量および第２合成容量はそれぞれ、第１電極と第２電極との相対移動に応じて変化する。より好ましくは、第１検出電極部および第２検出電極部は、第２電極の所定の周期パターンに関して、互いに１８０度異なる位相差を有する。また好ましくは、第１検出電極部および前記第２検出電極部はそれぞれ、所定の方向において（Ｍ＋０．５）×Ｐ（Ｍ：０以上の整数、Ｐ：第２電極の周期）の長さを有する一組の検出電極対である。また好ましくは、検出手段は、第１合成容量と第２合成容量との第１差動信号（ＣＧ＿Ｓ１−ＣＧ＿Ｓ２）に基づいて変位を検出する。
【００６４】
好ましくは、複数の検出電極部は、第３検出電極部（検出電極１３ｄ）および第４検出電極部（検出電極１３ｅ）を含む。基準電極部および第３検出電極部は、合成容量として第３合成容量ＣＧ＿Ｓ３（１／ＣＧ＿Ｓ３＝１／ＣＧ＋１／ＣＳ３）を形成する。基準電極部および第４検出電極部は、合成容量として第４合成容量ＣＧ＿Ｓ４（１／ＣＧ＿Ｓ４＝１／ＣＧ＋１／ＣＳ４）を形成する。検出手段は、第１差動信号（ＣＧ＿Ｓ１−ＣＧ＿Ｓ２）、および、第３合成容量と第４合成容量との第２差動信号（ＣＧ＿Ｓ３−ＣＧ＿Ｓ４）を用いて得られた変位信号（図７（ｃ）中の実線７５ｂで示される正規化信号）に基づいて、変位を検出する。より好ましくは、第３検出電極部および第４検出電極部は、所定の方向においてＮ×Ｐおよび（Ｎ＋Ｑ）×Ｐ（Ｎ、Ｑ：自然数）の長さをそれぞれ有する一組の参照電極対である。
【００６５】
好ましくは、複数の検出電極部は、第５検出電極部（検出電極１３ｆ）および第６検出電極部（検出電極１３ｇ）を含む。基準電極部および第５検出電極部は、合成容量として第５合成容量ＣＧ＿Ｓ５（１／ＣＧ＿Ｓ５＝１／ＣＧ＋１／ＣＳ５）を形成する。基準電極部および第６検出電極部は、合成容量として第６合成容量ＣＧ＿Ｓ６（１／ＣＧ＿Ｓ６＝１／ＣＧ＋１／ＣＳ６）を形成する。第５合成容量および第６合成容量はそれぞれ、第１電極と前記第２電極との相対移動に応じて変化する。また好ましくは、変位検出装置は、合成容量として、第１合成容量、第２合成容量、第３合成容量、第４合成容量、第５合成容量、および、第６合成容量のうち一つを選択する選択手段（アナログスイッチアレイ１５）を更に有する。
【００６６】
各実施例によれば、低消費電力かつ高分解能な変位検出装置、レンズ鏡筒、および、撮像装置を提供することができる。
【００６７】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００６８】
例えば、各実施例において、第１電極（固定電極１３）は固定部材（案内筒１２）に設けられており、第２電極（可動電極１１）は可動部材（ＭＦ操作リング１０８）に設けられている。ただし各実施例はこれに限定されるものではなく、第１電極を可動部材に設け、第２電極を固定部材に設けてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１１  可動電極（第２電極）
１３  固定電極（第１電極）
１７  演算回路（検出手段）
１０９  操作角検出器（変位検出装置）
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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