(57)【要約】【課題】  エンコーダ装置の信号発生部材に接触する信号読取部材の取付面に沿った移動によって接触位置調整後の接片部の接触圧が不安定となり、安定した信号出力が得られなかったり異音が発生したりする。【解決手段】  第１の部材と、この第１の部材と相対移動可能な第２の部材と、第１の部材の表面に沿って設けられた信号発生部材と、基端部が第２の部材に形成された基準面に取り付けられ、先端部が第１の部材との相対移動に伴って信号発生部材に摺接し、かつ基端部が基準面に沿って取り付け位置の調節が可能な信号読取部材とを備えたエンコーダ装置において、第１の部材と第２の部材の相対移動方向における上記基端部の曲率を、同方向における上記基準面の曲率よりも小さくする。【選択図】        図２
2007017679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と、この第１の部材と相対移動可能な第２の部材と、前記第１の部材の表面に沿って設けられた信号発生部材と、基端部が前記第２の部材に形成された基準面に取り付けられ、先端部が前記第１の部材との相対移動に伴って前記信号発生部材に摺接し、かつ前記基端部が前記基準面に沿って取り付け位置の調節が可能な信号読取部材とを備えたエンコーダ装置であって、前記第１の部材と前記第２の部材の相対移動方向における前記信号読取部材の前記基端部の曲率が、同方向における前記第２の部材の前記基準面の曲率よりも小さいことを特徴とするエンコーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンコーダ装置を備えたことを特徴とする光学機器。
【請求項３】
前記第１および第２の部材がレンズ鏡筒を構成する部材であることを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
【請求項４】
移動可能な光学部材を備え、前記エンコーダ装置からの出力に基づいて前記光学部材の位置を検出する位置検出手段を有することを特徴とする請求項３に記載の光学機器。
【請求項５】
前記位置検出手段からの出力に基づいて前記光学部材を移動させる駆動手段を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２部材間の相対位置を検知するためのエンコーダ装置、及びこれを用いて光学部材の位置検出や光学部材の移動制御を行なう光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子機器においては、種々の用途で位置検出用エンコーダ装置を内蔵しているのが一般的である。
【０００３】
その中でも、フレキシブルプリント配線板とブラシの組合せによる位置検出方法は、比較的簡単で安価に構成できることから多くの使用例があり、例えば一眼レフカメラ用交換レンズのような光学機器においても、移動レンズの位置検出や入力操作部材の設定位置検出等に用いられ、この時ブラシとフレキシブルプリント配線板との接触部の位置ずれ（各部品の寸法製造誤差に起因）によって生じる実際の被検出部材の位置と検出信号とのずれを修正するために、ブラシの組み込み位置を調整して固定する例が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３１５６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、ブラシの組み込み位置を調整することにより、ブラシの固定位置からフレキシブルプリント配線板との接触部までの距離（＝ブラシの自由長さ）の変動に伴ってブラシのばね定数が変化してしまい、接触位置調整後の接触圧が不安定となる結果として、接触圧が弱すぎて安定した信号出力が得られない、あるいは強すぎて異音が発生してしまうといった問題点が発生していた。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、検出位置の調整による接触圧の変動を抑え、安定した信号出力を得るとともに異音の発生を防止することのできるエンコーダ装置及びこれを用いた光学機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のエンコーダ装置は、第１の部材と、この第１の部材と相対移動可能な第２の部材と、前記第１の部材の表面に沿って設けられた信号発生部材と、基端部が前記第２の部材に形成された基準面に取り付けられ、先端部が前記第１の部材との相対移動に伴って前記信号発生部材に摺接し、かつ前記基端部が前記基準面に沿って取り付け位置の調節が可能な信号読取部材とを備えたエンコーダ装置であって、前記第１の部材と前記第２の部材の相対移動方向における前記信号読取部材の前記基端部の曲率が、同方向における前記第２の部材の前記基準面の曲率よりも小さくしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
上記エンコーダ装置によれば、ブラシの固定位置からフレキシブルプリント配線板との接触部までの距離の変動に伴って変化するブラシのばね定数に応じて、ブラシの変形量を変化させることができ、取付位置調整後の接触圧の変動を小さくできる。
【０００８】
これにより、検出位置の調整による接触圧の変動を抑え、安定した信号出力を得るとともに異音の発生を防止することのできるエンコーダ装置を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明の実施形態である一眼レフカメラ用交換レンズ（光学機器）の断面図であり、図２は、図１に示した交換レンズのエンコーダ装置部を示す図である。
【００１１】
本発明における一眼レフカメラ用交換レンズは、レンズ群Ｌ１〜Ｌ６の６群構成であって、変倍動作によって全てのレンズ群が、フォーカス動作によってＬ２群が光軸方向に移動する。
【００１２】
この時、Ｌ３群とＬ６群は一体的に移動し、Ｌ５群は光軸方向への移動とは別に、公知の振れ補正動作を行なうために光軸と略直交する方向への移動も行なうことができる。
【００１３】
１０１はマウントで、カメラ本体に取り付けるためのバヨネット部を有しており、固定筒１０２にビス止め固定されている。
【００１４】
１０３は外装環で、マウント１０１と固定筒１０２との間に挟み込まれて固定されている。
【００１５】
外装環１０３には、目盛窓１０４、名称プレート１０５、ＳＷパネル１０６が取り付けられており、ＳＷパネル１０６に設けられたスイッチを切り替えることによって、オートフォーカスや振れ補正などの機能を選択して使用することができる。
【００１６】
１０７は案内筒で、固定筒１０２がビス止めされることでカメラ本体に対して固定部を成している。
【００１７】
案内筒１０７の外径には、バヨネット結合によって光軸周りの回転のみ可能となっているカム筒１０８が嵌合している。
【００１８】
これにより、カム筒１０８を回転させると、案内筒１０７に設けられた光軸方向の案内溝とカム筒１０８に設けられたカム溝の交点の移動に従い、第３群レンズＬ３を保持する３群保持枠１０９、第４群レンズＬ４を保持する４群保持枠１１０、振れ補正ユニット１１１および直進筒１１２をそれぞれにビス止めされたコロ１１３〜１１６を介して光軸方向へ移動させることができる。
【００１９】
Ｌ３保持枠１０９は、Ｌ３群を保持しているとともに、公知の電磁絞りユニット（絞り駆動部と絞り羽根部とから成る）１１７がビス止めされている。
【００２０】
また、後端には、Ｌ６群を保持するＬ６保持枠１１８が、補強板１１９及びばね座金１２０とともにビス止めされている。
【００２１】
Ｌ４保持枠１１０は、Ｌ４群を保持しているともに、前端にフック部を有しており、開放口径の決定及び有害光のカットを目的とする移動絞り１２１が前方より弾性結合されている。
【００２２】
これにより、Ｌ３保持枠１０９を間に挟んだ状態での移動絞り１２１とＬ４保持枠１１０の結合を容易としている。
【００２３】
振れ補正ユニット１１１は、Ｌ５群を光軸と略直交する方向に移動可能に保持しており、公知のマグネット及びコイルとから構成された駆動方法によってＬ５群を移動させることができる。
【００２４】
直進筒１１２には、フィルター枠１２２がビス止めされており、フィルター枠１２２の先端外径にはバヨネット部、内径にはネジ部が設けられ、それぞれフード、フィルター等のアクセサリーが装着可能となっている。
【００２５】
また、フィルター枠１２２には、Ｌ１群を保持するＬ１保持枠１２３がビス止めされているが、フィルター枠１２２とＬ１保持枠１２３の当接部はそれぞれ周方向の斜面となっており、Ｌ１保持枠１２３を回転させて取り付けることにより、光軸方向の取り付け位置を変えることができる。
【００２６】
これにより、製造誤差による広角側と望遠側の焦点位置のずれを補正することが可能となっている。
【００２７】
１２４は化粧環で、前面にレンズ名称等の表示が印刷されている。
【００２８】
１２５は公知の構成から成るフォーカスユニット（第１の部材）で、案内筒１０７にビス止めされている。
【００２９】
フォーカスユニット１２５は、主として振動波モータと差動機構とで構成されており、振動波モータのロータ回転量とマニュアルリング１２６の回転量に応じたフォーカスキー１２７の回転量を出力する。
【００３０】
フォーカスユニット１２５の前側には、水平及び垂直方向の振れの角速度を検出する一対の振動ジャイロ１２８が半田付けされたジャイロ基板１２９が、ゴムダンパー（不図示）を介してビス止めされている。
【００３１】
また、フォーカスユニット１２５から円弧状に延出した突出部１２５ａの外径には、グレイコードパターンが形成されたエンコーダフレキ（信号発生部材）１３０が貼り付けられている。
【００３２】
更に、フォーカスユニット１２５の前側には、振動ジャイロ１２８、エンコーダフレキ１３０のない位相で突出部が設けられ、コロ１３１がビス止めされている。
【００３３】
１３２はズーム操作環（第２の部材）で、周方向に設けられている溝にコロ１３１が係合することで、光軸方向の移動は規制され光軸周りの回転移動のみが可能となっている。
【００３４】
ズーム操作環１３２の内径には、カム筒１０８にビス止めされたズームキー１３３が係合する凹部が設けられ、これによりズームキー１３３を介して、ズーム操作環１３２の回転と一体にカム筒１０８を回転させることができる。
【００３５】
１３４は中間筒で、外径にはズーム操作環１３２の内径に設けられた光軸方向の溝に係合する突起部、内径にはフィルター枠１２２の外径に設けられた突起部が係合するリード溝が設けられており、回転方向にはズーム操作環１３２と一体に、光軸方向にはズーム操作環１３２の回転方向の位置とフィルター枠１２２の光軸方向の位置に応じて進退する。
【００３６】
本実施形態では、振動ジャイロ１２８をカメラ本体から離れた位置（フォーカスユニット１２５の前）に配置することで、カメラ本体が発生する振動（シャッター幕走行やミラーアップ・ダウンの振動など）が振動ジャイロ１２８に伝わりにくい構造としており、ケース内に収納するなど従来用いられてきた手法を必要としていない。
【００３７】
また、ズーム操作環１３２の光軸方向の位置規制部を振動ジャイロ１２８のない位相に設けることで、レンズ外径を大きくせずに振動ジャイロを配置することができている。
【００３８】
これらの手法により本実施例の交換レンズでは、小型化が達成されている。
【００３９】
１３５はズーム操作環１３２の外径に巻き付けられたズームゴムで、１３６はズーム操作環１３２の前端部に弾性結合しているネームリングである。
【００４０】
１３７はズームブラシ（信号読取部材）で、ズーム操作環１３２に形成された基準面にビス止めされており、エンコーダフレキ１３２のグレイコードパターン上を摺動し、ズーム操作環１３２とエンコーダフレキ１３０の位置関係を検出するためのものである。
【００４１】
１３８はインナーカム筒で、コロ１３９がコイルばねを介してビス止めされている。このコロ１３９は、案内筒１０７に設けられたカム溝およびカム筒１０８に設けられた光軸方向溝に係合する。このため、インナーカム筒１３８はカム筒１０８と一体的に回転しながら光軸方向に進退する。
【００４２】
１４０は第２群レンズＬ２を保持する２群保持枠で、外周に設けられた突起部１４０ａがインナーカム筒１３８の内周に設けられたカム溝に係合している。また、２群保持枠１４０から延出したキー部１４０ｂは、フォーカスキー１２７と一体的に回転するよう係合している。
【００４３】
このため、２群保持枠１４０は、カム筒１０８が回転する（フォーカスキー１２７は停止）と、インナーカム筒１３８の光軸方向進退量とインナーカム筒１３８のカム溝の回転に伴う係合点の光軸方向変化量の合計量だけ光軸方向に進退する。
【００４４】
また、フォーカスキー１２７が回転する（カム筒１０８は停止）と、回転しながらインナーカム筒１３８のカム溝との係合点の光軸方向変化量に応じて進退する。本交換レンズでは、これらの機構により、インナーフォーカスにおける焦点距離変化に伴う焦点位置ずれをメカ的に補正して第２群レンズＬ２を光軸方向に進退させる。
【００４５】
１４１は目盛シートで、フォーカスユニット１２５の出力であるフォーカスキー１２７の回転と一体に回転し、目盛窓１０４と合わせて焦点位置の表示をしている。
【００４６】
１４２はメイン基板で、フォーカスユニット１２５、電磁絞りユニット１１７、振れ補正ユニット１１１、ジャイロ基板１２９、エンコーダフレキ１３０とは可撓性のフレキシブル基板を介して、あるいは直接、電気的に接続され各種制御を行なっている。
【００４７】
１４３は、マウント１０１にビス止めされ、カメラ本体との通信及び電源の供給を行なう接点ブロックであり、メイン基板とはフレキシブル基板を介して接続されている。
【００４８】
１４４はウラブタで、マウント１０１に弾性結合して有害光をカットしている。
【００４９】
以上が本発明による交換レンズの構成であるが、簡単にまとめると以下の各種動作が可能となっている。
【００５０】
変倍動作では、ズーム操作環１３２を回転させると、ズームキー１３３を介してカム筒１０８が回転することで、Ｌ３保持枠１０９、Ｌ４保持枠１１０、振れ補正ユニット１１１、直進筒１１２が移動し、Ｌ１群、Ｌ３群、Ｌ４群、Ｌ５群、Ｌ６群（Ｌ３群と一体）を、それぞれ光軸方向へ移動させることができる。
【００５１】
同時に、インナーカム筒１３８が回転しながら移動することで、Ｌ２保持枠１４０が移動し、Ｌ２群を光軸方向へ移動させることができる。
【００５２】
合焦動作では、オートフォーカス時においては振動波モータの駆動により、マニュアルフォーカス時においてはマニュアルリング１２６を回転させることにより、それぞれフォーカスキー１２７を介してＬ２保持枠１４０を回転させ、Ｌ２群を進退させることができる。
【００５３】
振れ補正動作では、振動ジャイロ１２８の出力及びエンコーダフレキ１３０の出力に応じて振れ補正ユニットを制御し、Ｌ５群を光軸と略直交する面内で、発生している振れによるフィルム面での像の移動を打ち消す方向に駆動させることができる。
【００５４】
次に、エンコーダ装置部の構成について図２を用いて詳述する。
【００５５】
１２５ａ、１３０、１３２、１３７は、それぞれ前述のフォーカスユニット１２５からの円弧状突出部、エンコーダフレキ、ズーム操作環、ズームブラシである。
【００５６】
図中、実線はズーム操作環１３２に固定後のズームブラシ１３７の形状を、破線は固定前の部品としてのズームブラシ１３７の形状をそれぞれ示している。
【００５７】
円弧状突出部１２５ａは固定部であって、その円弧形状は光軸を中心としている。
【００５８】
ズーム操作環１３２は、円弧状突出部１２５ａと略同心円筒形状をしており、円弧状突出部１２５ａに対して光軸周りに回転可能である。
【００５９】
エンコーダフレキ１３０は、円弧状突出部１２５ａの外周面に貼り付けられており、外周面側にはズーム操作環１３２の回転方向に沿ってグレイコードパターンが形成されている。
【００６０】
ズームブラシ１３７は導電性を有しており、一端側で複数に分割された接片部１３７ａがエンコーダフレキ１３０に設けられたグレイコードパターンの各ビットパターンに押圧され接するように、その接触部とはズーム操作環１３２の回転方向にずれた他端側の基台部１３７ｂでズーム操作環１３２の取付面（基準面）に対してビス止めされている。
【００６１】
以上の構成では、ズーム操作環１３２の円弧状突出部１２５ａ周りの回転に伴い、エンコーダフレキ１３０のグレイコードパターンとズームブラシ１３７の接片部１３７ａとの接触部が移動するため、各ビットパターンにおける接片部１３７ａとの導通状態の組合せを検知することで、円弧状突出部１２５ａとズーム操作環１３２の相対位置関係を検出している。
【００６２】
これにより、ズームキー１３３を介してズーム操作環１３２と一体的に連結されているカム筒１０８の回転方向位置、つまりはＬ１〜Ｌ６の各レンズ群の光軸方向位置を間接的に検出でき、現在のズーミング位置（焦点距離）を算出してオートフォーカスや振れ補正等の各種制御に用いている。
【００６３】
本実施形態では、ズーム操作環１３２の取付面（基準面）に対してズームブラシ１３７の基台部１３７ｂの固定位置を調整することで、接片部１３７ａとグレイコードパターンとの接触部の位置を、（Ａ）に示した位置と（Ｂ）に示した位置との間の範囲で調整することができる。
【００６４】
この時、［ズーム操作環１３２の取付面の曲率Ｒ１］＞［ズームブラシ１３７の基台部１３７ｂの曲率Ｒ２］となっているため、基台部１３７ｂの固定位置（ビス止め部）からエンコーダフレキ１３０のグレイコードパターンと接片部１３７ａとの接触部までの距離Ｌ（＝ズームブラシ１３７の自由部長さ）の変化に伴い、固定前後のズームブラシ１３７の変形量δも変化していく。
【００６５】
具体的には、ズームブラシ１３７の自由部長さＬが大きくなってばね定数が小さくなるに従って、ズームブラシ１３７の変形量δも大きくなっていく（Ｌ２＞Ｌ１の時、δ２＞δ１）ことで、接触位置調整後の接片部１３７ａの接触圧を安定させることができる。
【００６６】
その結果、接触圧が不安定となる結果として生ずる問題点（接触圧が弱すぎて安定した信号出力が得られない、あるいは強すぎて異音が発生してしまう）の発生を防止することが可能である。
【００６７】
尚、上記実施形態においては、ズームブラシ１３７と円弧状突出部１２５ａの外周に貼り付けられたエンコーダフレキ１３０によって、ズーム操作環１３２と円弧状突出部１２５ａの相対回転位置を検出している例について説明したが、ブラシと平面部に貼り付けられたエンコーダフレキによって相対平行位置を検出する場合についても、ブラシの基台部の曲率を取付面の曲率より小さくすることで、本発明が適用できる。
【００６８】
また、ズーム操作環１３２の取付面の曲率Ｒ１は必ずしも有限の値である必要はなく、平面（曲率が無限大）である場合についても、本発明が適用できる。
【００６９】
また、フォーカスブラシ１３７を直接ズーム操作環１３２に固定できない場合であって、フォーカスブラシ１３７とズーム操作環１３２との間にフォーカスブラシ保持部材を介するような場合であっても、ズーム操作環１３２とフォーカスブラシ保持部材との間あるいはフォーカスブラシ保持部材とフォーカスブラシ１３７との間のいずれかにおいて、フォーカスブラシ１３７とズーム操作環１３２との相対位置を調整可能に構成することで、本発明が適用できる。
【００７０】
更に、本発明は、相対移動する２部材間の相対関係の検出を高精度に行なう必要性が高い光学機器に用いるのに適しており、実施例のような移動レンズの位置検出を用途とする場合以外に、電動ズームや電動マニュアルフォーカス等の移動命令入力装置としての操作部材の位置を検出する場合等に用いることが可能である。
【００７１】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施形態である一眼レフカメラ用交換レンズの断面図
【図２】図１に示した交換レンズのエンコーダ装置部を示す図
【符号の説明】
【００７３】
１０７    案内筒
１０８    カム筒
１０９    Ｌ３保持枠
１１０    Ｌ４保持枠
１１１    振れ補正ユニット
１１２    直進筒
１１７    電磁絞りユニット
１１８    Ｌ６保持枠
１２２    フィルター枠
１２３    Ｌ１保持枠
１２５    フォーカスユニット
１２７    フォーカスキー
１３０    エンコーダフレキ
１３２    ズーム操作環
１３３    ズームキー
１３７    ズームブラシ
１３８    インナーカム筒
１４０    Ｌ２保持枠
【図１】
2007017679.tif 000003
【図２】
2007017679.tif 000004