(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子を保持し、所定方向に移動可能な可動部材と、前記可動部材に固定保持されたエンコーダマグネットと、前記エンコーダマグネットの着磁面に対向配置されて前記エンコーダマグネットの前記所定方向への移動に伴う磁気の変化に応じて電気信号を出力する磁気感知式の位置検出センサとを有する光学装置であって、
前記エンコーダマグネットが、前記エンコーダマグネットにおける前記着磁面とは反対側の面と前記可動部材との間に間隔を空けた状態で、前記エンコーダマグネットの着磁面が前記位置検出センサの磁気感知面に対して前記所定方向にて略平行となるよう前記可動部材に対して位置決めされ、前記可動部材に対して固定保持されていることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記間隔が、装置組み立て時において、前記エンコーダマグネットの着磁面と前記位置検出センサの磁気感知面とを前記所定方向にて略平行となるよう前記エンコーダマグネットの位置決め調整を許容する大きさを有することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記可動部材は、前記可動部材の移動を案内するバーに係合する穴部を有し、前記エンコーダマグネットは、前記穴部の中心軸に平行となるように、前記可動部材に固定保持されることを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記可動部材に、前記エンコーダマグネットの着磁面の一部と当接して前記着磁面と前記位置検出センサの磁気感知面とを前記所定方向にて略平行となるよう位置決めするための基準面が設けられており、
前記間隔が、装置組み立て時において、前記着磁面の一部が前記基準面に当接する位置への前記エンコーダマグネットの組み込みを許容する大きさを有することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】
前記間隔内に前記エンコーダマグネットを前記可動部材に対して固定するための接着剤を入り込ませたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光学装置。
【請求項６】
光学素子を保持し、光軸方向に移動可能な可動部材と、前記可動部材に固定保持されたエンコーダマグネットと、前記エンコーダマグネットの着磁面に対向配置されて前記エンコーダマグネットの前記光軸方向への移動に伴う磁気の変化に応じて電気信号を出力する磁気感知式の位置検出センサとを有する光学装置であって、
前記エンコーダマグネットが、前記エンコーダマグネットにおける前記着磁面の反対側の面と前記可動部材との間に間隔を空けた状態で、前記着磁面の反対側の面と前記可動部材との間に接着剤が充填され、前記エンコーダマグネットの着磁面が前記位置検出センサの磁気感知面に対して前記光軸方向にて略平行となるように前記エンコーダマグネットと前記可動部材とが固定されていることを特徴とする光学装置。
【請求項７】
前記接着剤は、ＵＶ硬化型であることを特徴とする請求項５または６に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラ，デジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ鏡筒等の光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、デジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラ等の高性能化、高画質化が進んでいるが、これに伴い撮影レンズユニットに対する要求性能も高くなってきている。
【０００３】
特に、フォーカシングの高速化およびフォーカスレンズの位置制御の高精度化等を図るため、フォーカスレンズ等の移動レンズ群の駆動には、マグネットとコイルによるリニアアクチュエータが用いられるようになってきている。
【０００４】
また、移動レンズ群の位置制御には、磁気感知（又は磁気強度感知）式センサであるＭＲセンサと、エンコーダマグネットとを組み合わせた微細位置検知方式が用いられるようになっている。
【０００５】
ここで、ＭＲセンサは、エンコーダマグネットとのギャップ変動に対する出力特性の変化が大きいため、特開平１０- １６６６２８号公報等にて提案されているように、ＭＲセンサの出力をモニタしながらギャップ調整を行うことが多い。
【０００６】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、上記特開平１０- １６６６２８号公報等にて提案されているように、ＭＲセンサの位置を調整し、ＭＲセンサの出力をモニタしながらギャップ調整を行うためには、レンズユニットの組立て作業時に多大な調整時間と設備を必要としてしまう。
【０００７】
また、従来の移動レンズ群周囲の構造は、本願図５（Ａ）に示すようになっているが、エンコーダマグネット２１４における着磁面２１４ａと移動レンズ群を保持する移動鏡枠２０５に対する位置出し面２１４ｂとが異なっており、しかも着磁面２１４ａと位置出し面２１４ｂとが平行になっていない場合がある。この場合、エンコーダマグネット２１４の着磁面２１４ａと移動鏡枠２０５のスリーブの位置出し基準面２０５ａとの平行度ずれが生じ易く、移動鏡枠２０５とともにエンコーダマグネット２１４が移動した場合、その移動方向に対してエンコーダマグネット２１４の着磁面２１４ａとＭＲセンサ２１６の磁気感知面との間のギャップが、上記平行度ずれ分変化してしまう。
【０００８】
そして、この結果、ＭＲセンサ２１６の位置を調整することで上記ギャップ量の調整を行っても、図５（Ａ）に示すように、移動鏡枠２０５が移動するとエンコーダマグネット２１４とＭＲセンサ２１６のギャップ量が変化してしまうため、出力特性に変動が生じてしまう。しかも、この変動量を制御により補正することは困難であり、実際のレンズ移動位置と制御位置とにずれが生じてしまう。
【０００９】
なお、このことは、図５（Ｂ）に示すように、ＭＲセンサ２１６をエンコーダマグネット２１４の着磁面２１４ａに平行になるよう調整を行っても、同様である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、光学素子を保持し、所定方向に移動可能な可動部材と、前記可動部材に固定保持されたエンコーダマグネットと、前記エンコーダマグネットの着磁面に対向配置されて前記エンコーダマグネットの前記所定方向への移動に伴う磁気の変化に応じて電気信号を出力する磁気感知式の位置検出センサとを有する光学装置であって、前記エンコーダマグネットが、前記エンコーダマグネットにおける前記着磁面とは反対側の面と前記可動部材との間に間隔を空けた状態で、前記エンコーダマグネットの着磁面が前記位置検出センサの磁気感知面に対して前記所定方向にて略平行となるよう前記可動部材に対して位置決めされ、前記可動部材に対して固定保持されていることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、エンコーダマグネットにおける着磁面とは反対側の面をこのエンコーダマグネットの可動部材に対する位置出し面とはせずに、上記反対側の面と可動部材との間に間隔が空くようにエンコーダマグネットを可動部材に対して位置決めする構成とすることにより、装置組み立て時に、上記間隔分のスペースがあることによって、エンコーダマグネットの着磁面が位置検出センサの磁気感知面に対して上記所定方向にて略平行となるようエンコーダマグネットを位置決め調整したり可動部材に設けられた位置決め基準面に着磁面の一部が当接する位置にエンコーダマグネットを組み込んだりすることが可能となる。
【００１２】
これにより、エンコーダマグネットの部品精度（着磁面とその反対側の面との平行度の精度）にかかわらず、エンコーダマグネットが可動部材とともに移動したときの位置検出センサとエンコーダマグネットとのギャップ量変化をほぼなくすことが可能となり、ギャップ量変化による位置検出センサの出力特性変動を防止することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態であるズームレンズ鏡筒の全体構成を示している。
【００１４】
上記ズームレンズ鏡筒におけるズーム光学系は、物体側から順に凸凹凸凸の４群からなるリヤフォーカス光学系である。
【００１５】
図１において、１は第１群である固定レンズ群を保持する固定鏡筒である。２は第２群である変倍レンズ群を保持する２群保持枠であり、スリーブ部２ａとＵ溝部２ｂが形成されている。スリーブ部２ａとＵ溝部２ｂはそれぞれ、ガイドバー８、９に移動可能に係合しており、これにより２群保持枠２はガイドバー８、９によってガイドされながら略光軸方向に移動することができる。
【００１６】
３は絞りユニットであり、駆動部３ａによって絞り羽根３ｂ、３ｃを駆動して光量を制御する。
【００１７】
４は第３群であるアフォーカルレンズ群を固定保持する３群保持枠である。５は光学素子としての第４群であるフォーカス群を兼ねた補正レンズ群を保持する４群保持枠（可動部材）であり、スリーブ部５ａとＵ溝部５ｂが形成されている。スリーブ部５ａとＵ溝部５ｂはそれぞれ、ガイドバー９、８に移動可能に係合しており、これにより４群保持枠５はガイドバー８、９によってガイドされながら略光軸方向に移動することができる。
【００１８】
２群保持枠２にはラック部材７が取り付けられており、このラック部材７は、駆動源であるステッピングモータ１９の出力軸に設けられたねじ部に噛み合っている。このため、２群保持枠２は、ステッピングモータ１９が回転すると、ねじ部とラック部材７との噛み合い作用によって略光軸方向に駆動される。
【００１９】
また、２群保持枠２には遮光部２ｃが設けられており、この遮光部２ｃがフォトセンサ１５の発光部と受光部との間を遮光することで、２群保持枠２が基準位置に位置しているか否かが検出される。そして、２群保持枠２は、この基準位置からステッピングモータ１９に与えられる駆動パルス数によって駆動位置が制御される。
【００２０】
６はホルダー鏡筒であり、撮像素子であるＣＣＤ１８と赤外カットおよびローパスフィルター１７を固定保持している。
【００２１】
４群保持枠５には空芯のコイル１０が固定されており、このコイル１０に通電すると、ホルダー鏡筒６に固定保持されたヨーク１１、マグネット１２およびヨーク１３とともに形成される磁気回路の作用によって、４群保持枠５が略光軸方向に駆動される。
【００２２】
ここで、４群保持枠５の初期位置は、４群保持枠５とホルダー鏡筒６との突き当てにより決定され、ここからの４群保持枠５の位置検出および駆動制御は、４群保持枠５に位置決め保持されたエンコーダマグネット１４が位置検出センサとしてのＭＲセンサ１６に対して移動することに伴ってＭＲセンサ１６に作用する磁気の変化（又は磁気の強度変化）に応じたＭＲセンサ１６からの出力信号に基づいて行われる。
【００２３】
ＭＲセンサ１６は、９０ｄｅｇの位相差を有する２相の正弦波出力を持ち、これら２相の出力によってエンコーダマグネット１４（つまりは４群保持枠５）の移動量と移動方向を判定することができる。
【００２４】
但し、ＭＲセンサの出力は３相以上でもかまわない。また、位相角も９０ｄｅｇ以外の角度であってもよい。
【００２５】
図２には、ＭＲセンサ１６の出力変化と４群保持枠５の位置制御の概要を示している。図２（Ａ）に示すように、ＭＲセンサ１６はエンコーダマグネット１４のＳ，Ｎ変化により、９０ｄｅｇの位相差を有する電気信号である２相の正弦波を出力する。
【００２６】
これらの２相をＡ相、Ｂ相とし、その出力をＡ，Ｂとすると、本実施形態のズームレンズ鏡筒が備えられるカメラ内のマイコン（図示せず）は、図２（Ｂ）に示すように、Ａ，Ｂ相それぞれの反転出力−Ａ、−Ｂを作り出す。
【００２７】
さらに、マイコンは、図２（Ｃ）に示すように、上記出力Ａ，Ｂ，−Ａ，−Ｂのそれぞれの交点までの略直線部のみを切り出し、いわゆるのこぎり波の出力を得る。
【００２８】
そして、マイコンは、上記初期位置からの上記のこぎり波形の数と出力値とに基づいて、４群保持枠５の移動量と移動方向を判定する。
【００２９】
次に、４群保持枠５に対するエンコーダマグネット１４の保持構造について図３を用いて説明する。
【００３０】
図３に示すように、ＭＲセンサ１６は、エンコーダ着磁面１４ａに対して対向配置されており、磁気感知面２０ａを有するセンサ部２０をモールドのケース部にインサート成形したものである。インサート型の構造としては、センサ部２０の磁気感知面２０ａを受ける型の面と取付け面１６ａを形成する型の面とが同一の平面となったものであり、取付け面１６ａからのセンサ位置精度を高精度化している。
【００３１】
また、エンコーダマグネット１４を、そのエンコーダ着磁面１４ａが４群保持枠５のスリーブ部５ａに形成されたバー嵌合穴５ｃ、５ｄの中心軸Ｘ−Ｘに平行となりかつ、ＭＲセンサ１６の磁気感知面２０ａに対して所定のギャップを維持して略平行となるようスリーブ部５ａに対して位置決め調整可能とするために、スリーブ部５ａとエンコーダマグネット１４におけるエンコーダ着磁面１４ａとは反対側の面（以下、裏面という）１４ｂとの間には、上記位置決め調整を許容するのに十分な大きさ（高さ）の間隔ｔが空けられている。
【００３２】
つまり、スリーブ部５ａはエンコーダマグネット１４の裏面１４ｂを受けず、裏面１４ｂを突き当てることによるエンコーダマグネット１４の位置出し基準面を持たない。但し、エンコーダマグネット１４の光軸方向一端面をスリーブ部５ａの同方向一端面に突き当てることにより、エンコーダマグネット１４のスリーブ部５ａに対する光軸方向位置決めが行われる。
【００３３】
エンコーダマグネット１４は、鏡筒組み立て時において、図示しない外部治具によって上述したように位置決め調整された後、ＵＶ硬化型等の接着剤でスリーブ部５ａに固定保持される。
【００３４】
この際、スリーブ部５ａとエンコーダマグネット１４の裏面１４ｂとの間の間隔分の空間には、上記接着剤が回り込み、接着強度を向上させる。
【００３５】
そして、このようにエンコーダマグネット１４をスリーブ部５ａに対して位置決め固定することにより、エンコーダマグネット１４の部品精度（エンコーダ着磁面１４ａと裏面１４ｂとの平行度の精度）にかかわらず、エンコーダマグネット１４が４群保持枠５とともに移動したときのＭＲセンサ１６の磁気感知面２０ａとエンコーダマグネット１４のエンコーダ着磁面１４ａとのギャップ量変化をほぼなくすことができ、ギャップ量変化によるセンサ出力特性の変動を防止することができ、４群保持枠５（つまりは補正レンズ群）の高精度の位置検出および位置制御を行うことができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、４群保持枠５のスリーブ部５ａに対してエンコーダマグネット１４を位置決め調整するため、部品レベルでの調整が可能であり、レンズ鏡筒の組み立てが容易である。
【００３７】
（第２実施形態）
図４には、本発明の第２実施形態であるズームレンズ鏡筒における４群保持枠に対するエンコーダマグネットの保持構造を示している。
【００３８】
なお、本実施形態のズームレンズ鏡筒の基本構成は第１実施形態のものと同じである。
【００３９】
本実施形態では、４群保持枠１０５のスリーブ部１０５ａに、エンコーダマグネット１４のエンコーダ着磁面１４ａの両端部を突き当てることによって、エンコーダ着磁面１４ａがスリーブ部１０５ａのバー嵌合穴１０５ｃ、１０５ｄの中心軸Ｘ−Ｘに平行でかつ、ＭＲセンサ１６の磁気感知面２０ａに対して所定のギャップを維持して略平行となるようエンコーダマグネット１４を位置決めするための位置出し基準面１０５ｅ、１０５ｆを形成している。
【００４０】
そして、本実施形態でも、エンコーダマグネット１４が位置出し基準面１０５ｅ、１０５ｆによりスリーブ部１０５ａに対して位置決めされた状態では、スリーブ部１０５ａとエンコーダマグネット１４における裏面１４ｂとの間には、間隔ｔが空けられている。
【００４１】
このような構造において、鏡筒組み立て時には、外部治具によらずに、位置出し基準面１０５ｅ、１０５ｆにエンコーダマグネット１４のエンコーダ着磁面１４ａの両端部を突き当てるようにエンコーダマグネット１４を組み込む。上記間隔ｔは、このエンコーダマグネット１４の組み込み作業を行うために十分な大きさ（高さ）を有する。
【００４２】
エンコーダマグネット１４は、スリーブ部１０５ａへの組み込み後、ＵＶ硬化型等の接着剤でスリーブ部１０５ａに固定保持される。この際、スリーブ部１０５ａとエンコーダマグネット１４の裏面１４ｂとの間の間隔分の空間には、上記接着剤が回り込み、接着強度を向上させる。
【００４３】
そして、このようにエンコーダマグネット１４をスリーブ部１０５ａに対して位置決め固定することにより、エンコーダマグネット１４の部品精度（エンコーダ着磁面１４ａと裏面１４ｂとの平行度の精度）にかかわらず、エンコーダマグネット１４が４群保持枠１０５とともに移動したときのＭＲセンサ１６の磁気感知面２０ａとエンコーダマグネット１４のエンコーダ着磁面１４ａとのギャップ量変化をほぼなくすことができ、ギャップ量変化によるセンサ出力特性の変動を防止することができ、４群保持枠１０５（つまりは補正レンズ群）の高精度の位置検出および位置制御を行うことができる。
【００４４】
なお、上記各実施形態では、ＭＲセンサ１６の取付け部１６ａの寸法精度分、ＭＲセンサ１６の各相の出力電圧に差が生じるおそれがあるが、相ごとにアンプによるゲイン調整等を行うことで、容易にこの問題を解消することができる。
【００４５】
また、上記各実施形態では、カメラのレンズ鏡筒について説明したが、本発明は、レンズ鏡筒以外の装置であって、可動部材の高精度の位置検出や位置制御が必要とされる各種装置にも適用することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、エンコーダマグネットにおける着磁面とは反対側の面をこのエンコーダマグネットの可動部材に対する位置出し面とはせずに、上記反対側の面と可動部材との間に間隔が空くようにエンコーダマグネットを可動部材に対して位置決めする構成としているので、装置組み立て時に、上記間隔分のスペースがあることによって、エンコーダマグネットの着磁面が位置検出センサの磁気感知面に対して所定方向にて略平行となるようエンコーダマグネットを位置決め調整したり可動部材に設けられた位置決め基準面に着磁面の一部が当接する位置にエンコーダマグネットを組み込んだりすることができる。
【００４７】
したがって、エンコーダマグネットの部品精度（着磁面とその反対側の面との平行度の精度）にかかわらず、エンコーダマグネットが可動部材とともに移動したときの位置検出センサとエンコーダマグネットとのギャップ量変化をほぼなくすことができ、ギャップ量変化による位置検出センサの出力特性変動を防止することができる。このため、可動部材の高精度の位置検出や位置制御を行うことができる。
【００４８】
しかも、位置検出センサとエンコーダマグネットの着磁面とのギャップを規定する部品が最少となるため、部品精度によるセンサ出力の変動が少なく、調整が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるズームレンズ鏡筒を示す分解斜視図である。
【図２】上記第１実施形態のズームレンズ鏡筒に用いられるＭＲセンサの出力とレンズ保持枠の位置制御の概要を説明する図である。
【図３】上記ＭＲセンサ周辺の詳細図である。
【図４】本発明の第２実施形態であるズームレンズ鏡筒に用いられるＭＲセンサ周辺の詳細図である。
【図５】従来のＭＲセンサ周辺の詳細図である。
【符号の説明】
１  固定鏡筒
２  ２群保持枠
３  絞りユニット
４  ３群保持枠
５  ４群保持枠
６  ホルダー鏡筒
７  ラック部材
８，９  ガイドバー
１０  コイル
１１，１３  ヨーク
１２  マグネット
１４  エンコーダマグネット
１４ａ  エンコーダ着磁面
１４ｂ  裏面
１５  フォトセンサ
１６  ＭＲセンサ
２０ａ  磁気感知面
１７  赤外カットおよびローパスフィルター
１８  ＣＣＤ
１９  ステッピングモータ
【図１】
0004773621.tif 000002
【図２】
0004773621.tif 000003
【図４】
0004773621.tif 000004
【図５】
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【図３】
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