(57)【要約】      （修正有）【課題】フォーカス駆動のためのリニアモータ、ＭＲセンサ、並びに光センサ、及び絞り装置をレンズ鏡筒に組み込みながら、小型化を実現する。【解決手段】固定筒９９と、レンズ枠１０３と、移動レンズ群１０１と、第１のガイド軸１０９及び第２のガイド軸１１１と、第１及び第２のリニアモータと、第１の位置検出装置３及び第２の位置検出装置１２５と配線部材１２０とを備えた移動レンズユニットと、移動レンズユニットに隣接し、絞り用モータ１７１を備えた絞りユニットとを有し、光軸を中心とした略対称位置に設けられた第１のガイド軸１０９及び第２のガイド軸１１１それぞれの中心を通る中心線を境にして、移動レンズ群１０１の周囲に、一方に第１のリニアモータと配線部材１２０が収納される空隙と絞り用モータ１７１が挿入される間隙とが設けられ、他方に第２のリニアモータと第１の位置検出装置３と第２の位置検出装置１２５とが設けられる。【選択図】図３
2013044902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定筒と、
前記固定筒の内部に支持された第１のガイド軸及び第２のガイド軸と、
前記第１のガイド軸及び前記第２のガイド軸に沿って光軸方向に移動する移動レンズ群と、
前記第１のガイド軸及び前記第２のガイド軸によって光軸方向に摺動自在に保持され、前記移動レンズ群を保持するレンズ枠と、
前記レンズ枠を光軸方向に駆動するために、前記固定筒に磁石及びヨークを設け、前記レンズ枠にコイルを設け、前記コイルに電力を供給する配線部材を設けた第１のリニアモータ及び第２のリニアモータと、
前記レンズ枠の光軸方向の位置を検出するための第１の位置検出装置と、
前記レンズ枠が光軸方向における移動端にあることのみを検出するための第２の位置検出装置とを備えた移動レンズユニットと、
前記移動レンズユニットに隣接し、絞り駆動のための絞り用モータを前記移動レンズユニットに対して突出して設けた絞りユニットとを有し、
前記第１のガイド軸及び前記第２のガイド軸は光軸を中心とした略対称位置に設けられており、
前記第１のガイド軸及び前記第２のガイド軸それぞれの中心を通る中心線があるとき、前記移動レンズ群の周囲に、前記中心線を境にして、
一方に前記第１のリニアモータと前記配線部材が前記レンズ枠の移動に伴って折り曲がるための空隙と前記絞り用モータが挿入される間隙とが設けられ、
他方に前記第２のリニアモータと前記第１の位置検出装置と前記第２の位置検出装置とが設けられることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記第１のガイド軸に隣接して前記第１のリニアモータは設けられ、
前記配線部材は前記第１のリニアモータに隣接して折り曲がって収納され、
前記絞り用モータは前記配線部材と前記第２のガイド軸との間に設けられ、
前記第２のリニアモータは光軸を中心とした前記第１のリニアモータの略対称位置に設けられ、
前記第１の位置検出装置は前記第２のリニアモータに隣接して設けられ、
前記第２の位置検出装置は前記第１の位置検出装置と前記第１のガイド軸との間に設けられることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記中心線は前記レンズ鏡筒の光軸と交わることを特徴とする請求項１乃至請求項２いずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記第１のガイド軸は前記第２のガイド軸より長く、前記第１のガイド軸はその一部が前記移動レンズユニットから突出し、隣接して設けられた前記絞りユニットに挿入されることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか１項にレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記第１の位置検出装置は、
前記レンズ枠に設けられ、前記レンズ枠の駆動方向に沿って所定のピッチでＮ，Ｓ極が着磁された磁気記録媒体と、
前記固定筒に設けられ、前記磁気記録媒体と対向した磁気抵抗素子と、
前記磁気抵抗素子と電気的に接続された配線部材と、
前記固定筒と前記磁気抵抗素子との間に挿入され、前記磁気抵抗素子の感受面を露出させる孔部を有し、前記磁気抵抗素子が検出する磁界のうち前記磁気記録媒体による磁界以外を遮蔽する遮蔽部材とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記第１の位置検出装置は、
前記固定筒と前記磁気抵抗素子との間に挿入され、厚みの変更を行うことで前記磁気記録媒体と前記磁気抵抗素子との間隔を調整する調整部材と、
前記固定筒に設けられ、前記磁気抵抗素子を前記固定筒に固定する固定部材と、
前記固定部材に設けられ、前記磁気抵抗素子を前記固定筒に向けて押圧する緩衝部材とを有することを特徴とする請求項５記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記第１の位置検出装置は、前記磁気抵抗素子は感受面が突出しており、前記感受面は前記遮蔽部材に設けた前記感受面と略同一形状の孔部に挿入され、前記感受面が前記遮蔽部材の表面と同一面内にある、または突出して配置されることを特徴とする請求項５又は６記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
前記第１の位置検出装置と前記第１のリニアモータとの距離と前記第１の位置検出装置と前記第２のリニアモータとの距離とが異なることを特徴とする請求項１乃至請求項７いずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項９】
前記第２の位置検出装置は、
前記レンズ枠に設けられた被検出部と、
前記固定筒に設けられ、前記レンズ枠が移動端にあるときに前記被検出部を検出する検出素子とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項８いずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１０】
前記検出素子は光センサであることを特徴とする請求項９記載のレンズ鏡筒。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０いずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置のレンズ鏡筒に関し、特にレンズの駆動にリニアモータを用いたレンズ鏡筒およびこれを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スチルカメラ、ビデオカメラ等に用いられるレンズ鏡筒では、ズーム動作又はフォーカス動作時にレンズをリニアモータで移動させるものが知られている。リニアモータの動作音はほぼ無音に近いため、特に動画を撮影できる撮像装置、およびそのレンズ鏡筒に用いられている。
【０００３】
図９は、このようなリニアモータを用いたフォーカスユニット２００の構造を示している。このフォーカスユニット２００の内部には、フォーカスレンズ２０１が、レンズ枠２０３に保持されている。このレンズ枠２０３は、両端を鏡筒２９９と主軸受け２０５並びに副軸受け２０７に固定された主軸２０９及び副軸２１１に沿って光軸方向に摺動自在に支持されている。このレンズ枠２０３を光軸方向に駆動するリニアモータは、固定子として駆動方向と垂直に磁化した駆動用マグネット２１３と、コの字型のメインヨーク２１５および板状のサイドヨーク２１７とを鏡筒２９９に設けている。一方、可動子としてコイル２１９が駆動用マグネット２１３と所定の空隙を有するようにレンズ枠２０３に固定されており、駆動用マグネット２１３の発生する磁束と直交する様にコイル２１９に電流を流すことで、レンズ枠２０３を光軸方向に駆動するしくみになっている。
【０００４】
また、図９において、レンズ枠２０３に設けられたコイル２１９に通電するために、駆動用フレキシブルプリントケーブル２２０によってコイル２１９と不図示のメイン基板とが接続されている。その際、レンズ枠２０３はレンズ駆動によって移動するため、駆動用フレキシブルプリントケーブル２２０は鏡筒２９９との間で弛みながら橋渡しされている。よって、鏡筒２９９とレンズ枠２０３との間には、駆動用フレキシブルプリントケーブル２２０が伸縮するためのスペースが必要となる。図９では、副軸２１１の近傍であり、フォーカスレンズ２０１の外径側に駆動用フレキシブルプリントケーブル２２０が伸縮するスペースが設けられている。
【０００５】
ところで、リニアモータを利用してレンズを移動させるときには、モータ自体が位置情報をもたないために、別に位置検出装置が必要となる。先述の通り、撮像装置の動画対応に伴って、動作時に音を発しない位置検出装置が求められた結果、非接触式の磁気抵抗素子を用いた位置検出装置（以下、ＭＲセンサ）をレンズ位置の検出に用いる方法が知られている。
【０００６】
磁気抵抗素子は、インジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）等の半導体薄膜に磁界を加えた時に、その磁気抵抗値が変化する現象を活用した素子である。この種のＭＲセンサは、フェライトやプラスチックマグネットのような磁気記録媒体と組み合わせて、その磁気記録媒体の位置検出に広く用いられている。
【０００７】
この磁気抵抗素子は、磁気記録媒体が移動することによる磁界の変化を検出して、サインカーブ状の再生出力を得ることができる。この出力波形を処理することにより、磁気記録媒体の相対的あるいは絶対的位置を高精度に求めるようになっている。
【０００８】
磁気抵抗素子は、磁気記録媒体の移動を検出する際に、磁気記録媒体との間隔を適切に調整する必要がある。これは基準ギャップ量と呼ばれ、磁気記録媒体の仕様によって決定される。基準ギャップ量よりも間隔が広がると、ＭＲセンサの出力が急激に小さくなり、逆に間隔が狭くなると出力が歪んでサインカーブ状の再生出力が得られない。民生用・産業用機器に広く用いられている磁気抵抗素子は、この要求を満たすために主に２つに大別できる調整手段を備えている。
【０００９】
接触型の磁気抵抗素子は、非磁性体の樹脂等にインサート成形されており、その感受面には予め基準ギャップ量に相当する厚みの樹脂がスペーサーとして上乗せされている。そのため、磁気記録媒体に接触型の磁気抵抗素子を密着させ、磁気記録媒体が表面を摺動することで、常に基準ギャップ量を保つことができる。
【００１０】
この種のＭＲセンサとしては、例えば特許文献１に開示されており、回転する部材に貼り付けられた磁気記録媒体に、固定部材から板バネによって保持された磁気抵抗素子が密着された構造となっている。このようなＭＲセンサは、基準ギャップ量の調整が不要であるという利点を有する。
【００１１】
一方、非接触型の磁気抵抗素子は、磁気記録媒体と接触せずに位置検出が行うことができる構造のため、磁気記録媒体との摺動に伴う騒音や摩耗を無くすことができる利点を有する。しかしながら、基準ギャップ量の調整を個体ごとに実施する必要があるため、製造コストを引き上げる欠点がある。また、非接触型の磁気抵抗素子は接触型の磁気抵抗素子と同様に非磁性体の樹脂等にインサート成形されているが、取付けとギャップ量の調整のための機構が一体成形されている。
【００１２】
この種のＭＲセンサとしては、例えば特許文献２に開示されており、取付けとギャップ量の調整が順次行えるような構造となっている。
【００１３】
また、非接触式のＭＲセンサ及びこれを用いたレンズ鏡筒として、例えば特許文献３では、ＭＲセンサがリニアモータからの漏洩磁束の影響を受け、ＭＲセンサのＳ／Ｎ比が悪くなったり、程度によっては機能しなくなったりするため、リニアモータを駆動方向に左右対称に配置し、ＭＲセンサをリニアモータの駆動方向における略対称中心位置に設けることで、これを解決する構成が示されている。
【００１４】
ここで、図９におけるＭＲセンサについて説明する。フェライト等の磁気記録媒体でできた磁気スケール２２３をレンズ枠２０３に設け、その表面はレンズ枠２０３の駆動方向である光軸方向に沿って１５０〜４００μｍ程度のピッチでＳ極とＮ極を交互に着磁している。そして、ホルダ２０５が鏡筒２９９に保持されており、磁気抵抗素子からなる感受面が磁気スケール２２３と所定の間隔を介して向かい合うようになっている。ホルダ２０５は、孔部２２７に通した調整ネジ２２１の締め込みによってギャップ調整と固定を同時に行う。
【００１５】
また、レンズの絶対位置を検出する手段も必要となる。先述のＭＲセンサは、物体の変位は正確に検出できるものの、絶対位置の検出には適していない。そのため、レンズの往復駆動によって累積誤差が生じるため、レンズの可動端を検出し、磁気抵抗素子による位置検出をリセットする制御が一般に行われる。そのため、図９では、鏡筒２９９に光センサの一種であるフォトインタラプタ２２５が、コの字型の開口部２２５ｃをレンズ枠２０３に向けて設けられている。フォトインタラプタ２２５は、レンズ枠２０３に設けられた検出部２０３ｃが開口部２２５ｃに進入したのを検出する。フォトインタラプタ２２５は、レンズ枠２０３が可動端に位置するときに検出するよう配置されている。
【００１６】
ここで、レンズ鏡筒における絞り装置について述べる。撮像装置に用いられるレンズ鏡筒には、ユニット化された絞り装置であるところの絞りユニットが設けられる。絞り装置は、一般に複数の絞り羽根を駆動することによる開口径が可変の絞り装置である。絞り羽根の駆動は一般にステッピングモータ等のアクチュエータによって行われるため、光軸方向に厚みの薄い絞り装置に対して、アクチュエータが突き出した構成となる場合が多い（例えば特許文献４の図２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００２−２５０６３８号公報
【特許文献２】特開平１−２０３９２２号公報
【特許文献３】特許第３７５０２５１号公報
【特許文献４】特開２０１１−３９１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、先述のような構成のリニアモータ、ＭＲセンサ、光センサ、及び絞り装置をレンズ鏡筒に組み込もうとすると、各々が大きく、レンズ全長及びレンズ径の拡大につながるという課題があった。特に、レンズ全長が短く、フォーカシングユニットと絞りユニットが隣接する、いわゆるパンケーキタイプのレンズでは、先述したような様々な装置を最適に配置して小型化を図ることが難しく、通常リニアモータの使用を避ける場合が多い。
【００１９】
このような課題に対し、通常絞りユニットから飛び出す形で配置される絞り用モータを、フォーカスレンズの外径側に飛び出すように配置して、レンズ全長を短くする方法がある。ところがこの時、フォーカスレンズの駆動に用いるアクチュエータは、リニアモータのように大きなアクチュエータを用いることが出来ないため、ＤＣモータやステッピングモータ等の小型のアクチュエータを使用せざるを得なかった。
【００２０】
また、例えリニアモータを用いることが出来たとしても、先述の通り、ＭＲセンサはリニアモータからの漏洩磁束の影響を受けやすい構造のため、リニアモータに対する配置に制約がある。そのため、ＭＲセンサを自由に移動して、絞り用モータが入るスペースを確保することは困難である。
【００２１】
また、特許文献３に示すような構成のＭＲセンサ及びこれを用いたレンズ鏡筒では、リニアモータ及びＭＲセンサの配置に制約が加わるため、レンズ鏡筒の設計の自由度を下げることとなり、レンズ鏡筒の大型化やコストアップにつながる要因となる。その一方で、リニアモータからの漏洩磁束の影響を無視してＭＲセンサを配置すると、正常な位置検出を行うことが出来なくなるという課題があった。
【００２２】
そこで本発明は、先述のような構成を持つフォーカス駆動のためのリニアモータ、ＭＲセンサ、並びに光センサ、及び絞り装置をレンズ鏡筒に組み込みながら、小型化を実現したレンズ鏡筒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】
【００２３】
そこで本発明は、以下のような手段により、上記の目的を達成する。なお、理解を容易にするために、本発明の一実施例を示す図面に対応する符号を付して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２４】
請求項１に示す発明は、固定筒と、前記固定筒の内部に支持された第１のガイド軸及び第２のガイド軸と、前記第１のガイド軸及び前記第２のガイド軸に沿って光軸方向に移動する移動レンズ群と、前記第１のガイド軸及び前記第２のガイド軸によって光軸方向に摺動自在に保持され、前記移動レンズ群を保持するレンズ枠と、前記レンズ枠を光軸方向に駆動するために、前記固定筒に磁石及びヨークを設け、前記レンズ枠にコイルを設け、前記コイルに電力を供給する配線部材を設けた第１のリニアモータ及び第２のリニアモータと、前記レンズ枠の光軸方向の位置を検出するための第１の位置検出装置と、前記レンズ枠が光軸方向における移動端にあることのみを検出するための第２の位置検出装置とを備えた移動レンズユニットと、前記移動レンズユニットに隣接し、絞り駆動のための絞り用モータを前記移動レンズユニットに対して突出して設けた絞りユニットとを有し、前記第１のガイド軸及び前記第２のガイド軸は光軸を中心とした略対称位置に設けられており、前記第１のガイド軸及び前記第２のガイド軸それぞれの中心を通る中心線があるとき、前記移動レンズ群の周囲に、前記中心線を境にして、一方に前記第１のリニアモータと前記配線部材が前記レンズ枠の移動に伴って折り曲がるための空隙と前記絞り用モータが挿入される間隙とが設けられ、他方に前記第２のリニアモータと前記第１の位置検出装置と前記第２の位置検出装置とが設けられることを特徴とするレンズ鏡筒である。
【００２５】
請求項２に示す発明は、前記第１のガイド軸に隣接して前記第１のリニアモータは設けられ、前記配線部材は前記第１のリニアモータに隣接して折り曲がって収納され、前記絞り用モータは前記配線部材と前記第２のガイド軸との間に設けられ、前記第２のリニアモータは光軸を中心とした前記第１のリニアモータの略対称位置に設けられ、前記第１の位置検出装置は前記第２のリニアモータに隣接して設けられ、前記第２の位置検出装置は前記第１の位置検出装置と前記第１のガイド軸との間に設けられることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒である。
【００２６】
請求項３に示す発明は、前記中心線は前記レンズ鏡筒の光軸と交わることを特徴とする請求項１乃至請求項２いずれか１項に記載のレンズ鏡筒である。
【００２７】
請求項４に示す発明は、前記第１のガイド軸は前記第２のガイド軸より長く、前記第１のガイド軸はその一部が前記移動レンズユニットから突出し、隣接して設けられた前記絞りユニットに挿入されることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか１項にレンズ鏡筒である。
【００２８】
請求項５に示す発明は、前記第１の位置検出装置は、前記レンズ枠に設けられ、前記レンズ枠の駆動方向に沿って所定のピッチでＮ，Ｓ極が着磁された磁気記録媒体と、前記固定筒に設けられ、前記磁気記録媒体と対向した磁気抵抗素子と、前記磁気抵抗素子と電気的に接続された配線部材と、前記固定筒と前記磁気抵抗素子との間に挿入され、前記磁気抵抗素子の感受面を露出させる孔部を有し、前記磁気抵抗素子が検出する磁界のうち前記磁気記録媒体による磁界以外を遮蔽する遮蔽部材とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか１項に記載のレンズ鏡筒である。
【００２９】
請求項６に示す発明は、前記第１の位置検出装置は、前記固定筒と前記磁気抵抗素子との間に挿入され、厚みの変更を行うことで前記磁気記録媒体と前記磁気抵抗素子との間隔を調整する調整部材と、前記固定筒に設けられ、前記磁気抵抗素子を前記固定筒に固定する固定部材と、前記固定部材に設けられ、前記磁気抵抗素子を前記固定筒に向けて押圧する緩衝部材とを有することを特徴とする請求項５記載のレンズ鏡筒である。
【００３０】
請求項７に示す発明は、前記第１の位置検出装置は、前記磁気抵抗素子は感受面が突出しており、前記感受面は前記遮蔽部材に設けた前記感受面と略同一形状の孔部に挿入され、前記感受面が前記遮蔽部材の表面と同一面内にある、または突出して配置されることを特徴とする請求項５又は６記載のレンズ鏡筒である。
【００３１】
請求項８に示す発明は、前記第１の位置検出装置と前記第１のリニアモータとの距離と前記第１の位置検出装置と前記第２のリニアモータとの距離とが異なることを特徴とする請求項１乃至請求項７いずれか１項に記載のレンズ鏡筒である。
【００３２】
請求項９に示す発明は、前記第２の位置検出装置は、前記レンズ枠に設けられた被検出部と、前記固定筒に設けられ、前記レンズ枠が移動端にあるときに前記被検出部を検出する検出素子とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項８いずれか１項に記載のレンズ鏡筒である。
【００３３】
請求項１０に示す発明は、前記検出素子は光センサであることを特徴とする請求項９記載のレンズ鏡筒である。
【００３４】
請求項１１に示す発明は、請求項１乃至請求項１０いずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備えた撮像装置である。
【発明の効果】
【００３５】
このような構成とすることで、リニアモータを用いた移動レンズユニットであるところのフォーカスユニットに対して絞り装置の絞り用モータが入り込むように配置することができる。また同時に、フォーカスユニットにおける主軸が絞りユニット側に突き出すように配置することができる。即ち、互いのユニットから突出する部分が互い違いに配置されることでユニット間の距離が短縮され、レンズ鏡筒の全長の短縮化が実現できる。
【００３６】
また、ＭＲセンサに磁気シールド構造を用いたことで、このような構成であってもＭＲセンサがリニアモータの漏洩磁束の影響を受けないため、リニアモータ近傍におけるＭＲセンサの配置自由度が向上した。
【００３７】
さらに、フォーカスユニットにおける主軸が絞りユニット側に突き出すように配置されているため、主軸を長くすることができる。通常、長い軸と短い軸とがあるとき、軸の先端のズレ量が同じであれば、長い軸の方が倒れ量は少ない。よって、主軸がわずかに倒れて取り付けられることがあっても、主軸の倒れがフォーカスレンズの支持精度に与える影響をより低く抑えることができる。
【００３８】
その他、リニアモータの近傍にレンズ枠を支持する主軸及び副軸を配置することで、軸に対するレンズ枠の倒れを防止し、精度の高い動作を実現できる。
【００３９】
即ち本発明によれば、フォーカス駆動のためのリニアモータ、フォーカスレンズ位置検出のためのＭＲセンサ並びに光センサ、及び絞り装置をレンズ鏡筒に組み込みながら、光軸方向及び径方向において小型化を実現し、高精度な動作を実現したレンズ鏡筒を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例におけるレンズユニット５００の展開図である。
【図２】本発明の実施例におけるレンズユニット５００の斜視図である。
【図３】本発明の実施例におけるレンズユニット５００の図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施例における絞りユニット１５０の展開図である。
【図５】本発明の実施例におけるセンサユニット３００を示す展開図である。
【図６】本発明の実施例におけるＭＲセンサ３を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例における固定筒９９を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施例におけるレンズ枠１０３を示す斜視図である。
【図９】従来のフォーカスユニット２００の展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下にレンズユニット５００の実施例について、図１乃至図９に基づいて説明する。なお、図１は本発明の実施例におけるレンズユニット５００の展開図である。図２は本発明の実施例におけるレンズユニット５００の斜視図である。図３は本発明の実施例におけるレンズユニット５００の図２におけるＡ−Ａ断面図である。図４は本発明の実施例における絞りユニット１５０の展開図である。図５は本発明の実施例におけるセンサユニット３００を示す展開図である。図６は本発明の実施例におけるＭＲセンサ３を示す斜視図である。図７は本発明の実施例における固定筒９９を示す斜視図である。図８は本発明の実施例におけるレンズ枠１０３を示す斜視図である。図９は従来のフォーカスユニット２００の展開図である。
【実施例】
【００４２】
まず、本発明のＭＲセンサであるところのセンサユニット３００の構造について説明する。本発明のセンサユニット３００は、図１に示す通り、固定子であるところの固定筒９９にＭＲセンサ３が設けられ、可動子であるところのレンズ枠１０３に設けられた磁気スケール１２３の変位を検出する構造となっている。固定筒９９にはＭＲセンサ３と磁気スケール１２３との間隔を調整するためのギャップ量調整機構が設けられる。また、固定筒９９に設けられた他の装置が発する磁界がＭＲセンサ３に悪影響を及ぼさないために、磁界を遮蔽するシールド板１３がＭＲセンサ３の近傍に設けられている。
【００４３】
ここではまず、センサユニット３００の構成について図１を用いて説明する。ＭＲセンサであるところのセンサユニット３００は、レンズ枠１０３に設けられた磁気スケール１２３と、固定筒９９に設けられた、磁気スケール１２３に近いものから順に、シールド板１３、スペーサー１１、ＭＲセンサ３、ＦＰＣ１５、緩衝材５、固定板７、及び固定版７を固定筒９９に締結する固定ネジ９からなる。このうち、シールド板１３は固定筒９９に直接固定され、ＭＲセンサ３はＦＰＣ１５に取り付けられ、緩衝材５は固定板７に貼り付けられている。
【００４４】
磁気抵抗素子であるところのＭＲセンサ３は、図６に示す通り、表面に感受面３ａが露出し、信号の入出力を担う接続端子３ｂが絶縁性樹脂にインサート成形等で一体的に固定されている。ＭＲセンサ３は、感受面３ａと平行な方向に向かう磁場の変化を検出できるように、その薄膜パターンを形成しており、感受面３ａを磁気スケール１２３と向かい合わせて設置し、その位置検出に利用する。ＭＲセンサ３は、後述する配線部材であるところのフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）１５に既知の電子部品実装手段によって実装され、電子的・機械的に結合される。ＭＲセンサ３は、感受面３ａのみ後述するシールド板１３を貫通するよう突出した形状となっている。ＭＲセンサ３で検出した磁気スケール１２３の変位に伴う磁界の変化は、電気信号に変換され、ＦＰＣ１５によって不図示の制御基板に伝送される。
【００４５】
遮蔽部材であるところのシールド板１３は、他の装置による磁界の影響がＭＲセンサ３に及ばないよう磁界を遮蔽する構成となっている。より具体的には、先述の通りＭＲセンサ３の感受面３ａは突出した形状を有しており、その感受面３ａと略同形状の開口部１３ａがシールド板１３の中央部に設けられ、磁気スケール１２３以外の磁界が感受面３ａの周囲から回り込むのを防止する。この形状であれば、感受面３ａと磁気スケール１２３との間を遮ることがない。また、シールド板１３の下端には突起部１３ｂが形成されている。シールド板１３は、図４に示す固定筒９９の開口部９９ａに光軸Ｘと平行に挿入され、開口部の下側にある２つの凸部９９ｂに当接する。その際、開口部９９ａの下側にある凹部９９ｃにシールド板１３の突起部１３ｂが嵌合する。これにより、シールド板１３は開口部９９ａの柱部と橋部９９ｅとの間に保持され、後述するスペーサー１１が当接する座面となる。なお、シールド板１３は厚み１ｍｍ程度の鉄やニッケルといった透磁率の高い金属製で、プレス加工またはダイキャストにより成型される。
【００４６】
調整部材であるところのスペーサー１１は、ＭＲセンサ３とシールド板１３との間に挿入され、その厚みを変更することでＭＲセンサ３の感受面３ａと磁気スケール１２３との間隔を調整することができる。スペーサー１１には、シールド板１３と同様に、ＭＲセンサ３の感受面３ａと略同形状の開口部１１ａが設けられ、ＭＲセンサ３の感受面３ａが挿入できる形状となっている。また、スペーサー１１は、厚みの異なるもの（例えば１／１０ｍｍ、５／１００ｍｍ、３／１００ｍｍの３種類）を用意しておき、後述するギャップ量調整工程に使用する。なお、スペーサー１１はステンレス、アルミ、真鍮などの金属製で、プレス加工により成型されるのが一般的である。
【００４７】
配線部材であるところのフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）１５は、ＭＲセンサ３と電気的に接続され、ＭＲセンサ３から出力される信号を不図示の制御基板に伝送する。ＦＰＣ１５は、その一端部に接続部１５ａを備え、不図示の制御基板に設けられたコネクタに挿入・固定される。ＦＰＣ１５は、その他端部にコネクタ１５ｄを備え、他のＦＰＣ（ここでは、後述する駆動用フレキシブルプリントケーブル１２０）を接続する事ができる。ＦＰＣ１５は、柔軟なフイルム状であり、一部に接着剤が塗布されているため、図４に示す固定筒９９の側面に設けられた溝部９９ｈに貼り付け、固定される。また、ＦＰＣ１５は折り曲げ部１５ｂで折り曲げられ、光軸と平行な方向に折り畳まれる。ここで、ＦＰＣ１５は先端部１５ｃにＭＲセンサ３を実装した状態で折り曲げ部１５ｂから先を揺動できるようになっている。これにより、ＦＰＣ１５を固定筒に貼り付けた後でも、ＭＲセンサ３を実装した先端部１５ｃを固定筒９９から一旦大きくずらすことができるので、スペーサー１１の変更によるギャップ量調整工程の作業性が良くなった。
【００４８】
緩衝部材であるところの緩衝材５は、ＦＰＣ１５の先端部１５ｃのうちＭＲセンサ３を実装した面の反対面に設けられ、後述する固定板７と共にＭＲセンサ３をシールド板１３の方向に片寄せする。緩衝材５はＭＲセンサ３とほぼ同じ大きさの長方形であり、厚みは緩衝材５が入るべき隙間よりもやや厚く、その弾力性をもってやや潰しながら挟持される。緩衝材５はウレタンフォームなどのクローズドセルフォームが用いられる。緩衝材５は、接着剤によって固定板７に貼り付けられ、ＦＰＣ１５を圧迫する位置がずれないように設けられる。
【００４９】
固定部材であるところの固定板７は、薄板がＬ字に折り曲げられた形状を有し、その先端部７ｆが固定筒９９に設けられた係止溝９９ｆに挿入される。さらに固定ネジ９が固定板７に設けられた２つの孔部７ｇに挿入され、固定筒９９に設けられた２つの孔部９９ｇにそれぞれ締結されることで、固定板７は固定筒９９に固定される。なお、固定板７はステンレス、アルミなどの金属製で、プレス加工により成型されるのが一般的である。
【００５０】
磁気記録媒体であるところの磁気スケール１２３は、表面にフェライト等の磁性体が塗布されたポリエチレンテレフタレート製のテープであり、直方体に成型されたポリカーボネート等の基材に貼り付けられている。磁気スケール１２３は、駆動方向に沿って１００〜４００μｍのピッチでＳ極とＮ極を交互に着磁されている。磁気スケール１２３は、着磁されている面を外側に向け、レンズ枠１０３に設けられた保持枠１０３ａに嵌め込まれ、さらに保持枠１０３ａの両側面に設けられた溝部１０３ｂにそれぞれ接着剤が塗布され、固定される。この際用いられる接着剤は、紫外線硬化樹脂など、作業性の良い物が好ましい。
【００５１】
このように構成したセンサユニット３００は、シールド板１３がレンズ鏡筒における他の構成部品、特にリニアモータからの漏洩磁束を遮蔽し、ＭＲセンサ３がこれの影響を受けることなく正確な位置検出を行うことができる。これにより、レンズ鏡筒内においてセンサユニット３００を自由に配置することができるようになり、配置の最適化によるレンズ鏡筒の小型化を図ることが出来る。
【００５２】
また、このように構成したセンサユニット３００は、ギャップ量調整工程に伴うＭＲセンサ３の移動が調整方向の直線移動のみである。そのため、ＭＲセンサ３の感受面３ａを露出させるためにシールド板１３に設けた開口部１３ａは、感受面３ａとほぼ同形状となる。開口部１３ａは、感受面３ａに対して大きすぎると十分な遮蔽効果が得られないが、本発明に係るセンサユニット３００では最小限の開口面積とする事ができる。よって、シールド板１３の遮蔽効果を最大限に引き出す構成とすることができる。
【００５３】
また、スペーサー１１を用いたことでギャップ量調整工程が簡便になり、併せてギャップ量調整工程に伴うＭＲセンサ３のガタや倒れ等が発生しないという効果を奏する。従来のＭＲセンサでは、ネジによる無段階調整が行われていたためその他、センサユニット３００はラジアル方向への厚みが薄く、レンズ鏡筒の外径を抑制する効果がある。
【００５４】
ここで、本発明のセンサユニット３００の実際のギャップ量調整工程について説明する。先述のように、ＭＲセンサ３には、基準ギャップ量よりも間隔が広がると、出力が急激に小さくなり、逆に間隔が狭くなると出力が歪むという特性がある。ギャップ量調整工程は、この特性を利用しており、以下に示すような方法でＭＲセンサ３の感受面３ａと磁気スケール１２３との間隔を調整する。
【００５５】
初めに、固定筒９９にシールド板１３を挿入し、続いてスペーサー１１を挿入し、予めＦＰＣ１５に実装されたＭＲセンサ３を取り付け、さらに緩衝材５が貼り付けられた固定板７を取り付ける。この時、挿入するスペーサー１１は、設計上の都合によって増減するが、本実施例では厚さ１／１０ｍｍのものと厚さ５／１００ｍｍのものをそれぞれ１枚ずつ挿入する。
【００５６】
続いて、ＦＰＣ１５の接続部１５ａを不図示の調整器具に接続する。先述の通り、ＦＰＣ１５はＭＲセンサ３と駆動用フレキシブルプリントケーブル１２０を介してコイル１１９とに接続されている。即ち、ひとつのフレキシブルプリントケーブルを調整器具のコネクタに接続するだけで、フォーカスユニット１００におけるリニアモータの駆動とＭＲセンサ３の出力の確認が行える構成となっている。
【００５７】
続いて、調整器具を操作し、ＦＰＣ１５及び駆動用フレキシブルプリントケーブル１２０を介して、コイル１１９に電流を通電し、レンズ枠１０３を光軸方向に連続して往復移動させる。この時、ＦＰＣ１５を介してＭＲセンサ３の出力を、調整器具に搭載されるオシロスコープ等で測定し、サインカーブ状の再生出力波形とそのピーク電圧をモニタする。ここで、ＭＲセンサ３の仕様による基準電圧と対比し、ギャップ量が適切かどうか判断する。
【００５８】
この時、例えばピーク電圧が基準電圧よりも小さい場合は、感受面３ａと磁気スケール１２３との間隔が広過ぎる状態にあると判断できる。この場合、一旦固定ネジ９を緩めて固定板７を外し、折り曲げ部１５ｂを軸にＦＰＣ１５を折り曲げてＭＲセンサ３を手前に捲り上げ、挿入されているスペーサー１１を薄いものに変更する。実施例では、当初厚さ１／１０ｍｍのものと厚さ５／１００ｍｍのものがそれぞれ１枚ずつ挿入されているため、先述した予め用意したスペーサー１１を用いて、厚さ５／１００ｍｍのものを厚さ３／１００ｍｍのものに交換する。
【００５９】
またこの時、例えばピーク電圧が基準電圧よりも大きい又は波形が歪んで三角波になる場合は、感受面３ａと磁気スケール１２３との間隔が狭過ぎる状態にあると判断できる。この場合、一旦固定ネジ９を緩めて固定板７を外し、折り曲げ部１５ｂを軸にＦＰＣ１５を折り曲げてＭＲセンサ３を手前に捲り上げ、挿入されているスペーサー１１を厚いものに変更する。実施例では、当初厚さ１／１０ｍｍのものと厚さ５／１００ｍｍのものがそれぞれ１枚ずつ挿入されているため、先述した予め用意したスペーサー１１を用いて、厚さ３／１００ｍｍのものを追加で挿入する。
【００６０】
スペーサー１１を変更したら、ＭＲセンサ３を元の位置に戻し、固定板７を再度取り付ける。そして、調整器具を操作し、再度ギャップ量が適切かどうかの判断を行う。ここで、適切な波形が測定されれば、ギャップ量調整工程を終了し、未だ適切な波形が得られない場合は、再度スペーサー１１の変更を行う。
【００６１】
このように構成によりギャップ量調整工程を行うセンサユニット３００およびこれを用いたフォーカスユニット１００は、スペーサー１１の変更に伴う分解・再組立工程を極めて簡単に行うことができ、作業効率の改善や組立時間の短縮を図ることができるため、製造コストの削減につなげることができる。
【００６２】
続いて、本発明のセンサユニット３００を用いたフォーカスユニット１００の構造について、図６を用いて説明する。
【００６３】
このフォーカスユニット１００の内部には、移動レンズ群であるところのフォーカスレンズ１０１が、レンズ保持手段であるレンズ枠１０３に保持されている。このレンズ枠１０３は、両端を固定筒９９と主軸受け１０５並びに副軸受け１０７に固定された主軸１０９並びに副軸１１１に沿って光軸Ｘ方向に摺動自在に支持されている。なお、このフォーカスユニット１００は、一眼レフカメラ等の撮像装置に取り付けあるいは内蔵されるレンズ装置の一部であって、図示しないレンズ群、制御基板等が光軸方向に配置される。
【００６４】
このレンズ枠１０３を光軸方向に駆動する駆動手段としてのリニアモータは、固定子として駆動方向と垂直に磁化した駆動用マグネット１１３と、コの字型のメインヨーク１１５および板状のサイドヨーク１１７とを固定筒９９に設けている。一方、可動子としてコイル１１９が駆動用マグネット１１３と所定の空隙を有するようにレンズ枠１０３に固定されており、駆動用フレキシブルプリントケーブル１２０を用いて、駆動用マグネット１１３の発生する磁束と直交する様にコイル１１９に電流を流すことで、レンズ枠１０３を光軸Ｘ方向に駆動する仕組みになっている。なお、駆動用フレキシブルプリントケーブル１２０はＦＰＣ１５に設けられたコネクタ１５ｄに接続することで、ＦＰＣ１５を介してリニアモータ駆動のための電力供給を受けることができる。
【００６５】
ここで、本発明のフォーカスユニット１００の内部構造について、図３を用いて説明する。図３は図２におけるＡ−Ａ断面図であり、フォーカスユニット１００の内部構造を物体側から見た状態を示している。フォーカスユニット１００は、レンズ枠１０３に取り付けられたフォーカスレンズ１０１が中心に据えられている。レンズ枠１０３はフォーカスレンズ１０１の光軸Ｘを中心として略対称に配置された主軸１０９並びに副軸１１１によって固定筒９９に支持されている。また、レンズ枠１０３を光軸Ｘ方向に駆動するアクチュエータである２つのリニアモータは、主軸１０９並びに副軸１１１と同様に、光軸Ｘを中心として略対称に配置されている。２つのリニアモータは主軸１０９並びに副軸１１１の近傍に設けられており、リニアモータの駆動によるレンズ枠１０３の倒れを防ぐ構造となっている。
【００６６】
光軸Ｘを中心とした円周上であり、主軸１０９に隣接した位置には、光センサの一種であるフォトインタラプタ１２５が、コの字型の開口部１２５ｃをレンズ枠１０３に向けて設けられている。フォトインタラプタ１２５は、レンズ枠１０３に設けられた検出部１０３ｃが開口部１２５ｃに進入したのを検出する。フォトインタラプタ１２５は、レンズ枠１０３が可動端に位置するときに検出するよう配置されている。そのため、リニアモータの繰り返し駆動によって生じるＭＲセンサの累積誤差の排除を行うことができる。また、フォトインタラプタ１２５に隣接して先述のセンサユニット３００が配置されている。
【００６７】
センサユニット３００の光軸Ｘを中心とした対称位置には、空隙９９ｉが設けられている。これは、フォーカスユニット１００に隣接して設けられる絞りユニット１５０から突出した絞り用モータ１７１が収納される空隙である。レンズ枠１０３及び固定筒９９には、絞り用モータ１７１を収納するために絞り用モータ１７１と干渉しないための形状が形成されている。また、空隙９９ｉに隣接して空隙９９ｊが設けられており、駆動用フレキシブルプリントケーブル１２０がレンズ枠１０３の移動に伴って弛み、折り曲げられて収納される。即ち、レンズユニット５００を構成する各要素部品が、光軸Ｘを中心フォーカスレンズ１０１の周囲に配置された内部構造を有する。
【００６８】
続いて、絞りユニット１５０の構成について、図４を用いて説明する。絞りユニット１５０は、一方の面に固定ピン１５３を、他方の面に回転ピン１５７が固定された複数の絞り羽根１５５を有し、これらを駆動して開口径を制御する構成となっている。絞り羽根１５５を駆動するために、絞り羽根１５５に面する面に絞り羽根１５５と同じ数だけ設けた孔部１５９ａで回転ピン１５７を保持し、絞り用モータ１７１の駆動によって光軸Ｘ周りに回転する回転板１５９を有する。固定板１５１、絞り羽根１５５、回転板１５９は絞りケース１６１の一方の面に取り付けられる。
【００６９】
他方の面には、予めモータベース１６３に取り付けられた絞り用モータ１７１が絞りケース１６１に取り付けられる。この時、絞り用モータ１７１の軸に取り付けられたピニオンギヤ１６９が絞りケース１６１に挿入され、回転板１５９の外周に設けられたギヤ部１５９ｂと噛合し、絞り用モータ１７１の駆動により回転板１５９を回転させ、絞り羽根１５５を駆動することができる。またこの時、絞り用モータ１７１と共に絞り用ＦＰＣ１６７に取り付けられた絞り用フォトインタラプタ１６５が絞りケース１６１に取り付けられ、回転板１５９に設けられた検出部１５９ｃが絞り用フォトインタラプタ１６５の開口部への進入を検出する。なお、絞り用フォトインタラプタ１６５は、回転板１５９が可動端（絞り開放時）に位置するときに検出するよう配置されている。
【００７０】
絞り用ＦＰＣ１６７は、絞り用モータ１７１及び絞り用フォトインタラプタ１６５とはんだ付け等の既知の電子部品実装方法によって接続・固定され、絞り用ＦＰＣ押さえ板１７３によって絞りケース１６１に取り付けられる。また、絞り用ＦＰＣ１６７は端子部１６７ａが不図示のメイン基板に取り付けられたコネクタに挿入され、絞りユニット１５０が電気的にレンズ鏡筒に接続される。
【００７１】
続いて、フォーカスユニット１００に対する絞りユニット１５０の取り付けについて述べる。絞りユニット１５０はフォーカスユニット１００に対して３本のビスで光軸Ｘ方向に締結され、重畳して固定される。この時、絞りケース１６１に凹部１６１ｄが設けられているため、主軸１０９及び主軸受け１０５が絞りユニット１５０が干渉しない。また、絞り用モータ１７１は、フォーカスユニット１００の内部に設けられた駆動用フレキシブルプリントケーブル１２０と副軸１１１との空隙に挿入される。また、主軸１０９と、絞り用モータ１７１、回転板１５９に設けられたギヤ部１５９ｂ、及び絞り用フォトインタラプタ１６５とは光軸周りにおいて互いに異なる位置に配置されているため、互いに干渉しない。さらに、主軸受け１０５は絞りケース１６１よりもわずかに光軸Ｘ方向に飛び出すことになるが、その量はわずかである。そのため、図２に示すように、絞りユニット１５０とフォーカスユニット１００とが互いに干渉せずに密接して設けることが可能となり、レンズユニット５００の光軸Ｘ方向の長さを短縮できる構成となっている。
【００７２】
即ち、本発明は、フォーカス駆動のためのリニアモータ、ＭＲセンサ、並びに光センサ、及び絞り装置をレンズ鏡筒に組み込みながら、小型化を実現したレンズ鏡筒を提供するという目的を、特に、固定筒と、第１のガイド軸及び第２のガイド軸と、移動レンズ群と、レンズ枠と、第１のリニアモータ及び第２のリニアモータと、第１の位置検出装置及び第２の位置検出装置とを備えた移動レンズユニットと、前記移動レンズユニットに隣接した絞りユニットとを有し、光軸を中心とした略対称位置に設けられた第１のガイド軸及び第２のガイド軸それぞれの中心を通る中心線があるとき、前記中心線を境に、一方に第１のリニアモータと前記配線部材が折り曲がるための空隙と前記絞り用モータが挿入される間隙とが設けられ、他方に第２のリニアモータと前記第１の位置検出装置と前記第２の位置検出装置とが設けられた構成により実現する。
【００７３】
なお、本発明にかかるＭＲセンサは、本発明が適用される撮像装置及び取り付けられるレンズ鏡筒に応じて適宜変形、及び拡大縮小される。また、必要に応じて、装置の外寸法の変更による外観の変化、部材間の結合位置など、種々の変形や変更が可能であるが、いずれも本発明の均等の範囲内である。
【符号の説明】
【００７４】
３      ＭＲセンサ
５      緩衝材
７      固定板
９      固定ネジ
１１    スペーサー
１３    シールド板
１５    フレキシブルプリントケーブル
９９    鏡筒
１００  フォーカスユニット
１０１  フォーカスレンズ
１０３  レンズ枠
１０５  主軸受け
１０７  副軸受け
１０９  主軸
１１１  副軸
１１３  駆動用マグネット
１１５  メインヨーク
１１７  サイドヨーク
１１９  コイル
１２０  駆動用フレキシブルプリントケーブル
１２３  磁気スケール
１２５  駆動用フォトインタラプタ
１５０  絞りユニット
１５１  固定板
１５３  固定ピン
１５５  絞り羽根
１５７  回転ピン
１５９  回転板
１６１  絞りケース
１６３  モータベース
１６５  絞り用フォトインタラプタ
１６７  絞り用フレキシブルプリントケーブル
１６９  ピニオンギヤ
１７１  絞り用モータ
１７３  絞り用ＦＰＣ押さえ板
２００  フォーカスユニット
２０１  フォーカスレンズ
２０３  レンズ枠
２０５  ホルダ
２０６  ガイドシャフト受け
２０９  主軸
２１１  副軸
２１３  駆動用マグネット
２１５  メインヨーク
２１７  サイドヨーク
２１９  コイル
２２０  駆動用フレキシブルプリントケーブル
２２１  調整ネジ
２２３  磁気スケール
２２５  フォトインタラプタ
２２７  孔部
２９９  鏡筒
３００  センサユニット
５００  レンズユニット
【図１】
2013044902.tif 000003
【図２】
2013044902.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013044902.tif 000006
【図５】
2013044902.tif 000007
【図６】
2013044902.tif 000008
【図７】
2013044902.tif 000009
【図８】
2013044902.tif 000010
【図９】
2013044902.tif 000011