專利名稱：透鏡筒和成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及透鏡筒和成像裝置，并具體而言，涉及包括檢測成像光學(xué) 系統(tǒng)的位置的位置檢測機(jī)構(gòu)的透鏡筒和包括該透鏡筒的成像裝置，其中所 述成像光學(xué)系統(tǒng)包括聚焦透鏡、變焦透鏡等。
背景技術(shù)：
在視頻相機(jī)裝置中，用于變焦的可動(dòng)透鏡和用于聚焦的可動(dòng)透鏡布置 在筒體內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)變焦高能和自動(dòng)對焦高能，并且設(shè)置用于沿著光軸方向 驅(qū)動(dòng)這些透鏡的驅(qū)動(dòng)單元。為了精確地控制可動(dòng)透鏡的驅(qū)動(dòng)，需要精確地 檢測可動(dòng)透鏡的位置。
在現(xiàn)有技術(shù)中，由位置檢測傳感器執(zhí)行對可動(dòng)透鏡的位置檢測。如圖
15所示，位置檢測傳感器由安裝到作為固定部分的筒體4的位置檢測元件 6和以面對位置檢測元件6并沿著透鏡保持器2的移動(dòng)方向延伸的方式安 裝到用于光學(xué)透鏡3的透鏡保持器2的位置檢測磁體1組成。
如圖16所示，位置檢測磁體1的N極和S極被磁化以沿著位置檢測 磁體1的延伸方向交替地布置。
使用MR傳感器(磁阻元件)作為位置檢測元件6。磁阻元件的阻抗 響應(yīng)于磁場的變化而變化。因此，當(dāng)1隨著可動(dòng)透鏡的移動(dòng)而移動(dòng)時(shí)，作 用在與位置檢測磁體1相對的位置檢測元件6上的磁場變化，并且磁阻值 變化。
如圖17所示，隨著磁阻值的變化，位置檢測元件6輸出以具有預(yù)定 周期的正弦波的方式變化的A相檢測信號(hào)Asin0和以與A相檢測信號(hào)在相 位上相差的余弦波的方式變化的B相檢測信號(hào)BcoW?；谶@兩個(gè)檢
測信號(hào)來檢測可動(dòng)透鏡的位置。
透鏡保持器2被保持為可通過與光軸L平行地設(shè)置在筒體4內(nèi)的導(dǎo)引軸5沿著光軸L的方向在筒體4內(nèi)移動(dòng)。由直線致動(dòng)器沿著光軸L的方向 驅(qū)動(dòng)透鏡保持器2。直線致動(dòng)器由驅(qū)動(dòng)線圈7、驅(qū)動(dòng)磁體8、接地磁軛9和 相對磁軛10組成。
與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的示例包括日本專利公開No. 2006-10568 (此后稱為 專利文獻(xiàn)1)、日本專利公開No. 2004-221527 (此后稱為專利文獻(xiàn)2)以 及日本專利No. 3177931。

發(fā)明內(nèi)容
但是，僅由上述檢測信號(hào)Asin0和Bcos0不能知道可動(dòng)透鏡的絕對位置。
因此，在上述位置檢測中，需要檢測用作基準(zhǔn)的位置(基準(zhǔn)位置)以 將測量位置轉(zhuǎn)換為絕對值。專利文獻(xiàn)1解釋了一種用于檢測基準(zhǔn)位置的構(gòu) 造。具體而言，與光學(xué)透鏡一起移動(dòng)的透鏡保持器設(shè)置有遮光部分，并且 諸如光斬波器之類的用于重置的傳感器布置在諸如筒體之類的固定部分 上。
在具有此構(gòu)造的位置檢測單元中，傳感器輸出響應(yīng)于在透鏡保持器的 移動(dòng)時(shí)由遮光部分遮蔽光斬波器的光路而從高變化為低并從低變化為高。 檢測與傳感器輸出的變化的時(shí)機(jī)相對應(yīng)的位置，并且將檢測到的位置界定 為基準(zhǔn)位置?；诖嘶鶞?zhǔn)位置信息和來自位置檢測元件的輸出的峰值來檢 測透鏡保持器的位置。
但是，對于具有此構(gòu)造的位置檢測單元，除了位置檢測傳感器(位置 檢測元件6和位置檢測磁體1)之外還需要在外部用于基準(zhǔn)位置檢測的重 置傳感器。這增大了整個(gè)位置檢測系統(tǒng)的尺寸，并因此導(dǎo)致諸如成本增加 之類的問題。
專利文獻(xiàn)2中揭示的位置檢測系統(tǒng)是公知作為解決這種問題的系統(tǒng)。 在此位置檢測系統(tǒng)中，透鏡保持器與諸如機(jī)械止擋件之類的機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行 接觸，并且將與該接觸相對應(yīng)的位置界定為基準(zhǔn)位置。對于此系統(tǒng)，不需 要在外部設(shè)置用于基準(zhǔn)位置檢測的重置傳感器等。
但是，在專利文獻(xiàn)1和2兩者中，基準(zhǔn)位置的檢測都是必要的，并且僅從來自位置檢測元件6的輸出信號(hào)不能知道透鏡保持器的絕對位置。在
這種狀況下，如果諸如外部沖擊之類的力在透鏡筒的啟動(dòng)時(shí)施加到透鏡 筒，則透鏡保持器的停止位置將移動(dòng)，并將失去透鏡保持器的精確位置， 由此失去對透鏡保持器的控制。此外，為了使透鏡保持器再次恢復(fù)正常操 作，需要用于檢測基準(zhǔn)位置的重置操作。此外，在相機(jī)的啟動(dòng)時(shí)也需要執(zhí) 行檢測基準(zhǔn)位置的操作，這導(dǎo)致相機(jī)的啟動(dòng)操作較慢的問題。
因此，對于本發(fā)明，需要提供一種透鏡筒和包括該透鏡筒的成像裝 置，該透鏡筒允許在不獲得基準(zhǔn)位置信息的情況下僅從傳感器單元的輸出 獲得成像光學(xué)系統(tǒng)的絕對位置。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種透鏡筒，包括成像光學(xué)系統(tǒng)；筒 體，其被構(gòu)造為容納所述成像光學(xué)系統(tǒng)；保持器，其被構(gòu)造為以使透鏡可 沿著所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸的方向移動(dòng)的方式將包括在所述成像光學(xué)系 統(tǒng)中的所述透鏡保持在所述筒體中；以及傳感器單元，其被構(gòu)造為輸出周 期性的檢測信號(hào)，所述檢測信號(hào)的峰值根據(jù)所述保持器的移動(dòng)量而變化。 所述透鏡筒海包括存儲(chǔ)單元，其被構(gòu)造為預(yù)先存儲(chǔ)所述檢測信號(hào)的峰值 與所述保持器在所述光軸的方向上的位置之間的關(guān)系；以及演算處理器， 其被構(gòu)造為基于存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中的所述關(guān)系，根據(jù)在所述保持器的 移動(dòng)時(shí)由所述傳感器單元檢測到的檢測信號(hào)的峰值，來計(jì)算所述保持器在 所述光軸的方向上的位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種包括透鏡筒的成像裝置。所 述透鏡筒包括成像光學(xué)系統(tǒng)；筒體，其被構(gòu)造為容納所述成像光學(xué)系 統(tǒng)；保持器，其被構(gòu)造為以使透鏡可沿著所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸的方向 移動(dòng)的方式將包括在所述成像光學(xué)系統(tǒng)中的至少一個(gè)所述透鏡保持在所述 筒體中；以及傳感器單元，其被構(gòu)造為輸出周期性的檢測信號(hào)，所述檢測 信號(hào)的峰值根據(jù)所述保持器的移動(dòng)量而變化。所述透鏡筒海包括存儲(chǔ)單 元，其被構(gòu)造為預(yù)先存儲(chǔ)所述檢測信號(hào)的峰值與所述保持器在所述光軸的 方向上的位置之間的關(guān)系；以及演算處理器，其被構(gòu)造為基于存儲(chǔ)在所述 存儲(chǔ)單元中的所述關(guān)系，根據(jù)在所述保持器的移動(dòng)時(shí)由所述傳感器單元檢 測到的檢測信號(hào)的峰值，來計(jì)算所述保持器在所述光軸的方向上的位置。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的透鏡筒和成像裝置中，傳感器單元輸出根據(jù) 保持器的移動(dòng)量而周期性地變化的至少一個(gè)檢測信號(hào)，并且檢測信號(hào)的峰 值根據(jù)保持器沿著光軸的方向的移動(dòng)量而增大或減小。此外，由演算處理 器將在驅(qū)動(dòng)單元啟動(dòng)時(shí)由傳感器單元首先檢測到的檢測信號(hào)的峰值與記錄 在存儲(chǔ)單元中的各個(gè)峰值相比較。隨后，通過將與檢測到的峰值一致的點(diǎn) 作為基準(zhǔn)，來計(jì)算保持器在光軸的方向上的位置，即成像光學(xué)系統(tǒng)的位 置。
因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的透鏡筒和成像裝置可以在無需現(xiàn)有技術(shù) 中的檢測基準(zhǔn)位置的操作的情況下僅從傳感器單元的輸出就可以知道成像 光學(xué)系統(tǒng)的位置，并檢測成像光學(xué)系統(tǒng)的位置。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的成像裝置的立體圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的成像裝置的構(gòu)造的框圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的透鏡筒的示意性剖視圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的透鏡筒的主要部分的示意性剖視
圖5是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例從位置檢測元件輸出的檢測 信號(hào)的波形圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的位置檢測操作的流程圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的透鏡筒的示意性剖視圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的位置檢測磁體的磁化模式與位
置檢測元件之間的關(guān)系的解釋圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的透鏡筒中的傳感器單元的構(gòu)造
的解釋圖IO是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的透鏡筒的示意性剖視圖； 圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的透鏡筒的主要部分的示意性 剖視圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的透鏡筒的主要部分的示意性剖視圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的透鏡筒的主要部分的示意性 剖視圖14是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例從位置檢測元件輸出的檢 測信號(hào)的波形圖15是現(xiàn)有技術(shù)中的透鏡筒的主要部分的示意性剖視圖16是示出現(xiàn)有技術(shù)中的位置檢測磁體的磁化模式與位置檢測元件 之間的關(guān)系的解釋圖；并且
圖17是用于解釋現(xiàn)有技術(shù)中從位置檢測元件輸出的檢測信號(hào)的波形圖。
具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例
以下將參考

本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的成像裝置30的立體圖。圖2是示出 根據(jù)第一實(shí)施例的成像裝置30的構(gòu)造的框圖。
如圖1所示，本實(shí)施例的成像裝置30是數(shù)字靜態(tài)相機(jī)，并具有用作 外封裝的殼體12。在本說明書中，將對象側(cè)界定為"前"，而將相對側(cè)界 定為"后"。
在殼體12的前面的右側(cè)設(shè)置透鏡筒20，在透鏡筒20中容納成像光學(xué) 系統(tǒng)14、用于成像光學(xué)系統(tǒng)14的驅(qū)動(dòng)單元16、和用于檢測成像光學(xué)系統(tǒng) 14的位置的傳感器單元18。在透鏡筒20的后側(cè)端，設(shè)置對由成像光學(xué)系 統(tǒng)14引入的對象圖像進(jìn)行拍攝的成像元件111 (見圖2)。在后述的控制 器38 (見圖2)中的演算處理器38a獲取從傳感器單元18輸出的檢測信 號(hào)。
在殼體12的前面的上側(cè)設(shè)置閃光單元22，光學(xué)取景器的物鏡23等。 在本說明書中，"前"表示對象側(cè)，而后表示成像側(cè)。
快門按鈕24設(shè)置在殼體12的頂面上。在殼體12的后面設(shè)置有光學(xué)取 景器的目鏡窗25、用于諸如打開/關(guān)閉電源以及在成像模式和回放模式之間切換之類的各種操作的多個(gè)操作開關(guān)26、以及顯示拍攝視頻的顯示器 27 (見圖2)。
如圖2所示，成像裝置30包括成像元件111、存儲(chǔ)介質(zhì)32、圖像處 理器34、顯示處理器36、控制器38、存儲(chǔ)單元39等。
成像元件111由CCD (電荷耦合器件)、CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半 導(dǎo)體)傳感器等形成，其具有成像平面111A (見圖3)并獲取由成像光學(xué) 系統(tǒng)14形成在成像平面U1A上的對象圖像以產(chǎn)生圖像信號(hào)。
圖像處理器34基于從成像元件111輸出的成像信號(hào)產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)， 并將圖像數(shù)據(jù)記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)32中。
存儲(chǔ)介質(zhì)32由例如在/從設(shè)置于殼體12中的存儲(chǔ)槽中裝載/卸載的存 儲(chǔ)卡或者包含在殼體12中的存儲(chǔ)器形成。
顯示處理器36使顯示器27顯示與從圖像處理器34供應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)相 對應(yīng)的圖像。
控制器38由CPU (中央處理單元)等形成，其響應(yīng)于操作開關(guān)26和 快門按鈕24來控制圖像處理器34、顯示處理器36和驅(qū)動(dòng)單元16?？刂?器38包括基于從傳感器單元18輸出的檢測信號(hào)來計(jì)算成像光學(xué)系統(tǒng)14的 位置的演算處理器38a。存儲(chǔ)單元39由ROM (只讀存儲(chǔ)器)等形成并在 其中存儲(chǔ)根據(jù)成像光學(xué)系統(tǒng)14的移動(dòng)量從傳感器單元18周期性地輸出的 檢測信號(hào)的各個(gè)峰值以及與諸如與峰值相關(guān)的位置數(shù)據(jù)之類的數(shù)據(jù)。
以下將說明透鏡筒20的構(gòu)造。
圖3是示出透鏡筒20的示意性構(gòu)造的解釋圖。
如圖3所示，透鏡筒20包括成像光學(xué)系統(tǒng)14、用于成像光學(xué)系統(tǒng)14 的驅(qū)動(dòng)單元16、用于檢測成像光學(xué)系統(tǒng)14的位置的傳感器單元18、固定 的筒體104等。
成像光學(xué)系統(tǒng)14容納在筒體104中，并具有諸如聚焦透鏡和變焦透 鏡之類的至少一個(gè)光學(xué)透鏡103。光學(xué)透鏡103由透鏡保持器102 (等同 于本發(fā)明的保持器)保持。透鏡保持器102被保持為可以通過與光軸L平 行地設(shè)置在筒體104中的導(dǎo)引軸105及106而在不晃動(dòng)也不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下 沿著光軸L的方向移動(dòng)。包括成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡保持器102被構(gòu)造為由基于直線致動(dòng)器系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)單元16沿著光軸L的方向驅(qū)動(dòng)。
基于直線致動(dòng)器系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)單元16包括固定到透鏡保持器102的驅(qū) 動(dòng)線圈107、基于相對于驅(qū)動(dòng)線圈107的磁形吸引和排斥的效應(yīng)而使透鏡 保持器102沿著光軸L的方向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)磁體108、以及形成驅(qū)動(dòng)線圈 107與驅(qū)動(dòng)磁體108之間的磁路的接地磁軛109和相對磁軛110。接地磁軛 109布置在跨過驅(qū)動(dòng)磁體108與驅(qū)動(dòng)線圈107相對一側(cè)，并且相對磁軛110 穿過巻繞為環(huán)形的驅(qū)動(dòng)線圈107。
拍攝由光學(xué)透鏡103引導(dǎo)的對象圖像的成像元件111設(shè)置在筒體104上。
傳感器單元18輸出如圖5所示的檢測信號(hào)。具體而言，其輸出根據(jù) 包括光學(xué)透鏡103的透鏡保持器102沿著光軸L的方向的移動(dòng)量而周期性 地變化的正弦波方式的A相檢測信號(hào)Asin0，以及與A相檢測信號(hào)在相位 上相差X/4的余弦波方式的B相檢測信號(hào)Acos0。撿測信號(hào)Asin0和Acos0 的峰值以根據(jù)透鏡保持器102沿著光軸L的方向的移動(dòng)量而增大或減小的 方式變化。
如圖3和4所示，輸出這種檢測信號(hào)的傳感器單元18包括設(shè)置在筒體 104的內(nèi)壁上的由MR元件形成的磁感應(yīng)位置檢測元件100，以及以面對 位置檢測元件100的方式設(shè)置并沿著透鏡保持器102的移動(dòng)方向延伸的位 置檢測磁體101。
與圖16所示的情況相似，位置檢測磁體101的N極和S極被磁化為 沿著位置檢測磁體101的延伸方向(光軸L的方向)交替地布置。此外， 位置檢測磁體101被布置為以相對于與沿著透鏡保持器102的移動(dòng)方向的 光軸L (透鏡保持器102的移動(dòng)方向)平行的線成預(yù)定角度0。相反，與 位置檢測磁體101相對的位置檢測元件100與光軸L平行地布置。
以下將說明本實(shí)施例的操作。
在電流流經(jīng)驅(qū)動(dòng)線圈107時(shí)，由于在相對磁軛110與驅(qū)動(dòng)磁體108之 間經(jīng)過的磁通量，根據(jù)費(fèi)米左手定律，與光軸L的方向平行的推力施加到 驅(qū)動(dòng)線圈107。因此，包括光學(xué)透鏡103的透鏡保持器102與驅(qū)動(dòng)線圈 107 —起沿著導(dǎo)引軸105和反作用力電動(dòng)機(jī)106在光軸L的方向上移動(dòng)。位置檢測磁體101以角度0相對于沿著透鏡保持器102的移動(dòng)方向的 光軸L傾斜。因此，在透鏡保持器102沿著光軸L移動(dòng)時(shí)，根據(jù)透鏡保持 器102在光軸方向上的位置，在位置檢測磁體101與位置檢測元件100之 間的距離上產(chǎn)生差別。
隨著位置檢測磁體101和位置檢測元件IOO之間的距離變大，從位置 檢測磁體101到位置檢測元件100的磁場變?nèi)酢＿@使得位置檢測元件100 輸出如圖5所示的正弦檢測信號(hào)AsiM和余弦檢測信號(hào)AcoW，其根據(jù)透 鏡保持器102的移動(dòng)量而周期性地變化。
具體而言，檢測信號(hào)Asin0和Acos0的正峰值HP1、 HP2、…和負(fù)峰 值LP1、 LP2、...隨著透鏡保持器102沿著光軸L的方向的移動(dòng)而變化。 更具體而言，峰值隨著光學(xué)透鏡103在沿著光軸L的Ll方向(廣角方 向)移動(dòng)而減小，并隨著光學(xué)透鏡103在沿著光軸L的L2方向(遠(yuǎn)攝方 向)移動(dòng)而增大。因此，從檢測信號(hào)Asii^和Acos0的各個(gè)峰值可以知道 透鏡保持器102的絕對位置。
以下將參考圖6說明關(guān)于如何知道透鏡保持器102的絕對位置的細(xì)節(jié)。
以下說明基于在成像裝置30啟動(dòng)以用于開始成像時(shí)透鏡保持器102 的位置存在于與如圖5所示的峰值LP2和HP3相對應(yīng)的位置之間的假定。
首先，例如在包括透鏡筒20的成像裝置30的工廠裝貨時(shí)，透鏡保持 器102實(shí)際上通過驅(qū)動(dòng)單元16在廣角方向和遠(yuǎn)攝方向上移動(dòng)，并且從位 置檢測元件100輸出的檢測信號(hào)Asin0和Acos0的各個(gè)峰值峰值HP1、 HP2、...和LP1、 LP2、...被裝載在控制器38的演算處理器38a中。此 外，峰值HP1、 HP2、...和LPl、 LP2、...以及與透鏡保持器102在光軸L
的方向上的位置相關(guān)的數(shù)據(jù)被彼此相關(guān)聯(lián)，并且產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的表并存 儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元39中(步驟S1)。
隨后，通過操作開關(guān)26等的操作經(jīng)由控制器38相驅(qū)動(dòng)單元16發(fā)出啟 動(dòng)指令，來啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元16。這使透鏡保持器102如圖4所示沿著光軸L 在L1方向(廣角方向)或L2方向(遠(yuǎn)攝方向)上移動(dòng)。因此，表示透鏡 保持器102的位置的檢測信號(hào)的置從如圖5所示的移動(dòng)開始點(diǎn)Pl在箭頭方向上移動(dòng)，并且由位置檢測元件100檢測到峰值LP2或HP3 (步驟 S2)。
隨后，由位置檢測元件100檢測到的峰值被獲取在演算處理器38a 中，并被與預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元39中的各個(gè)峰值HP1、 HP2、...和LPl、 LP2、...相比較(步驟S3)。
隨后，基于與檢測到的峰值一致的點(diǎn)，即，基于存儲(chǔ)單元39中與峰 值相對應(yīng)的光軸L的方向上的位置，由演算處理器38a計(jì)算由透鏡保持器 102沿著光軸L的方向的后繼移動(dòng)導(dǎo)致的102在光軸方向上的位置。
例如，如果檢測到的峰值是HP3，則可以基于存儲(chǔ)單元39中與峰值 HP3相對應(yīng)的、與光軸L的方向上的位置相關(guān)的數(shù)據(jù)，來檢測由透鏡保持 器102沿著光軸L的方向的后繼移動(dòng)導(dǎo)致的透鏡保持器102的位置。
如上所述，在本實(shí)施例中，傳感器單元18被構(gòu)造為使得從位置檢測 元件100輸出的檢測信號(hào)Asin0和Acos0的峰值與光學(xué)透鏡103沿著光軸 L的方向的移動(dòng)相關(guān)地減小或增大。此外，基于與透鏡筒啟動(dòng)時(shí)由位置檢 測元件IOO首先檢測的峰值一致的點(diǎn)，即，基于與預(yù)先記錄在存儲(chǔ)單元39 中的峰值一致的檢測到的峰值所對應(yīng)的光軸L方向上的位置，來由演算處 理器38a計(jì)算在啟動(dòng)之后由透鏡保持器102沿著光軸L的方向的移動(dòng)導(dǎo)致 的透鏡保持器102在光軸方向上的位置。這些特征提供了以下優(yōu)點(diǎn)。
a) 在位置檢測時(shí)，可以在無需對用于將測量位置轉(zhuǎn)換為絕對值的基 準(zhǔn)位置進(jìn)行檢測的情況下，來檢測透鏡保持器102的絕對位置。此外，不 需要對用于將測量位置轉(zhuǎn)換為絕對值的基準(zhǔn)位置進(jìn)行檢測的回路。
b) 因?yàn)椴恍枰獙τ糜趯y量位置轉(zhuǎn)換為絕對值的基準(zhǔn)位置進(jìn)行檢 測，所以不需要將諸如光斬波器之類的用于重置的傳感器布置在諸如筒體 之類的固定部分上，因此可以實(shí)現(xiàn)空間節(jié)省和成本降低。
c) 因?yàn)椴恍枰獙τ糜趯y量位置轉(zhuǎn)換為絕對值的基準(zhǔn)位置進(jìn)行檢 測，所以不需要將遮光部分設(shè)置在透鏡保持器102上。因此，可以實(shí)現(xiàn)空 間節(jié)省和重量減輕，并可以降低用于驅(qū)動(dòng)透鏡保持器102的功率。
d) 與現(xiàn)有技術(shù)不同，不需要暫時(shí)地使透鏡保持器與諸如機(jī)械止擋件 之類的機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行接觸來檢測基準(zhǔn)位置，因此可以實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)操作。e) 因?yàn)榭梢栽诓粰z測基準(zhǔn)位置的情況下檢測透鏡保持器102的據(jù)對位 置，所以即使當(dāng)透鏡筒受到外部沖擊等時(shí)也不會(huì)失去當(dāng)前位置，因而不需 要與現(xiàn)有技術(shù)類似的重置操作。
f) 因?yàn)橥ㄟ^記錄來自位置檢測元件的輸出的各個(gè)峰值來檢測絕對位 置，所以也可以通過讀取移動(dòng)開始點(diǎn)兩側(cè)的峰值來檢測移動(dòng)方向。
g) 因?yàn)橥ㄟ^使用從位置檢測元件100輸出的具有相位差的兩個(gè)檢測 信號(hào)Asin0和Acos0來檢測光學(xué)透鏡的位置，所以光學(xué)透鏡的位置檢測的 分辨率較高。
第二實(shí)施例
以下將參考圖7和8說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的透鏡筒20。 在以下實(shí)施例中，與第一實(shí)施例相同的部件給予相同的標(biāo)記并省略其
說明，將主要說明與第一實(shí)施例不同的部分。
第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于傳感器單元18的構(gòu)造。 具體而言，如圖7和8清楚可見，傳感器單元18的位置檢測磁體101
安裝在透鏡保持器102上以與透鏡保持器102的移動(dòng)方向(光軸L的方
向)平行。
與圖16所示的情況相似，位置檢測磁體101的N極和S極被磁化為 沿著位置檢測磁體101的延伸方向交替地布置。此外，由N極和S極產(chǎn)生 的磁場強(qiáng)度沿著位置檢測磁體101的延伸方向從位置檢測磁體101的一端 朝向另一端增大或減小。
在根據(jù)第二實(shí)施例的透鏡筒20中，雖然位置檢測元件100和位置檢 測磁體101彼此平行，但是因?yàn)橛裳刂恢脵z測磁體101的延伸方向交替 地布置的N極和S極產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度沿著位置檢測磁體101的延伸方向從 位置檢測磁體101的一端朝向另一端增大或減小，所以從位置檢測磁體 101到位置檢測元件100的磁場強(qiáng)度根據(jù)透鏡保持器102在光軸方向上的 位置而變化。
結(jié)果，與如圖5所示的檢測信號(hào)相似，從位置檢測元件100輸出的A 相和B相檢測信號(hào)Asin0和Acos0的峰值可以與光學(xué)透鏡103沿著光軸L 的方向的移動(dòng)相關(guān)地增大或減小。此特征提供了與第一實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。
第三實(shí)施例
以下將參考圖9說明用于根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的透鏡筒的傳感器 單元。
本實(shí)施例的傳感器單元200基于光學(xué)直線標(biāo)尺。如圖9所示，傳感器 單元200包括由LED (發(fā)光二極管)等形成的用于位置檢測的發(fā)光元件 202、縫隙板203、測量板204、每個(gè)都由光電二極管等形成的一對位置檢 測元件206、以及濾光器207。
發(fā)光元件202設(shè)置在透鏡保持器(未示出)上。 一對位置檢測元件 206安裝到筒體(未示出)以與發(fā)光元件202相對。
縫隙板203設(shè)置在發(fā)光元件202附近以面對發(fā)光元件202，并沿著光 軸L的方向延伸。在縫隙板203中，以入的恒定間隔形成使得從一對位置 檢測元件206輸出的A相和B相檢測信號(hào)如圖5所示周期性地變化的多個(gè) 縫隙201。
測量板204設(shè)置在位置檢測元件206附近以面對位置檢測元件206， 并沿著光軸L的方向延伸。在此測量板204上與位置檢測元件206相對的 位置處，以X/4的間隔形成一對縫隙205。這對縫隙205將已經(jīng)穿過縫隙 板203的縫隙201的光引導(dǎo)至一對位置檢測元件206，從而使得位置檢測 元件206輸出A相和B相檢測信號(hào)。
濾光器207設(shè)置在發(fā)光元件202與一對位置檢測元件206之間，以沿 著光軸L的方向延伸。濾光器207用于使根據(jù)透鏡保持器沿著光軸L的方 向的移動(dòng)量而周期性地變化的檢測信號(hào)的峰值以與透鏡保持器沿著光軸L 的方向的移動(dòng)相關(guān)地減小或增大的方式變化。為此，濾光器207被構(gòu)造為 使得其光透射量沿著濾光器207的延伸方向從濾光器207的一端朝向另一 端增大或減小。
在基于光學(xué)直線標(biāo)尺系統(tǒng)的傳感器單元200中，縫隙板203和測量板 204布置在發(fā)光元件202和一對位置檢測元件206之間，并且置于縫隙板 203與測量板204之間的濾光器207的光透射量根據(jù)透鏡保持器在光軸方 向上的位置而改變。因此，與第一實(shí)施例相似，可以實(shí)現(xiàn)與如圖5所示的檢測信號(hào)Asin0和Acos0具有相似波形的信號(hào)，作為從一對位置檢測元件206輸出的A相和B相檢測信號(hào)。
因此，第三實(shí)施例也可以實(shí)現(xiàn)與第一實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。第四實(shí)施例
以下將參考圖10和ll說明根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的透鏡筒20。第四實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于傳感器單元18的構(gòu)造。具體而言，如從圖10和11清楚可見，傳感器單元18的位置檢測元件100設(shè)置在筒體104上，以與位置檢測磁體101相似地相對于透鏡保持器102的移動(dòng)方向(光軸L的方向)傾斜。
在此第四實(shí)施例的透鏡筒20中，雖然位置檢測元件100與位置檢測磁體101相似地相對于透鏡保持器102的移動(dòng)方向傾斜，但是不同之處在于根據(jù)透鏡保持器102在光軸方向上的位置，位置檢測磁體101與位置檢測元件IOO之間的距離產(chǎn)生差別。因此，從位置檢測磁體101作用在位置檢測元件100上的磁場強(qiáng)度根據(jù)透鏡保持器102在光軸方向上的位置發(fā)生變化。
這允許位置檢測元件IOO輸出與如圖5所示的檢測信號(hào)相似的、其峰值與光學(xué)透鏡103的移動(dòng)相關(guān)地增大或減小的A相和B相檢測信號(hào)Asin0和AcoW。此特征提供了與第一實(shí)施例相似的優(yōu)點(diǎn)。第五實(shí)施例
以下將參考圖12說明根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的透鏡筒20。第五實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于傳感器單元18的構(gòu)造。具體而言，如圖12清楚可見，傳感器單元18的位置檢測磁體101與光學(xué)透鏡103的光軸L的方向平行地布置。此外，此位置檢測磁體101由與用于透鏡保持器102的導(dǎo)引軸不同的導(dǎo)引部件112支撐，使得位置檢測磁體101能夠以隨著透鏡保持器102在光軸L的方向上的移動(dòng)而變?yōu)榭拷蜻h(yuǎn)離位置檢測元件100的方式移動(dòng)。
此導(dǎo)引部件112以相對于與沿著透鏡保持器102的移動(dòng)方向的光軸L平行的線成角度0傾斜。
與如圖16所示的情況相似，位置檢測磁體101的N極和S極被磁化為沿著位置檢測磁體101的延伸方向交替地布置。位置檢測元件100設(shè)置在筒體104上，以與位置檢測磁體101的N極和S極的表面平行。
在此第五實(shí)施例的透鏡筒20中，因?yàn)槲恢脵z測磁體101能夠在如下方向上移動(dòng)隨著透鏡保持器102在光軸L的方向上的移動(dòng)而變?yōu)榭拷蜻h(yuǎn)離位置檢測元件100，所以根據(jù)透鏡保持器102在光軸方向上的位置，位置檢測磁體101與位置檢測元件IOO之間的距離產(chǎn)生差別。因此，從位置檢測磁體101作用在位置檢測元件100上的磁場強(qiáng)度根據(jù)透鏡保持器102在光軸方向上的位置而變化。
這允許位置檢測元件IOO輸出與如圖5所示的檢測信號(hào)相似的、其峰值與光學(xué)透鏡103的移動(dòng)相關(guān)地增大或減小的A相和B相檢測信號(hào)Asin0和AcoW。此特征提供了與第一實(shí)施例相似的優(yōu)點(diǎn)。第六實(shí)施例
以下將參考圖13和圖14描述根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的透鏡筒20。第六實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于傳感器單元18的構(gòu)造。具體而言，如圖13和14清楚可見，傳感器單元18的位置檢測元件100被構(gòu)造為能夠輸出與A相等同的僅一相的檢測信號(hào)Asin0。位置檢測磁體101設(shè)置在透鏡保持器102上，以相對于與沿著透鏡保持器102的移動(dòng)方向的光軸L平行的線成角度0傾斜。
在此第六實(shí)施例的透鏡筒20中，因?yàn)槲恢脵z測磁體101相對于透鏡保持器102的移動(dòng)方向傾斜，所以根據(jù)透鏡保持器102在光軸方向上的位置，位置檢測磁體101與位置檢測元件IOO之間的距離產(chǎn)生差別。因此，從位置檢測磁體101作用在位置檢測元件100上的磁場強(qiáng)度根據(jù)透鏡保持器102在光軸方向上的位置而變化。
這允許位置檢測元件100輸出與如圖14所示相似的、周期性的變化的正弦波方式的檢測信號(hào)Asinl具體而言，此檢測信號(hào)Asin0的正峰值HP1、 HP2、...和負(fù)峰值LPl、 LP2、...與透鏡保持器102沿著光軸L的方向的移動(dòng)相關(guān)地變化。更具體而言，峰值隨著光學(xué)透鏡103在沿著光軸L的U方向(廣角方向)上的移動(dòng)而減小。
因此，可以從僅一相的檢測信號(hào)Asin0的各個(gè)峰值知道透鏡保持器102的絕對位置和移動(dòng)方向。因此，通過使用輸出一相檢測信號(hào)的傳感器單元，可以實(shí)現(xiàn)與第一實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。
在以上對各個(gè)實(shí)施例的說明中，將數(shù)字靜態(tài)相繼用作成像裝置的示例。但是，應(yīng)該注意，本發(fā)明的實(shí)施例可以應(yīng)用于各種成像裝置，例如視頻相機(jī)、裝載相機(jī)的蜂窩式電話、PDA和便攜式電子裝置。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，在所附權(quán)利要求及其等同方案的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種修改、組合、子組合。
本發(fā)明包含于2008年l月18日遞交給日本專利局的日本專利申請JP2008-008689的主題，其整個(gè)內(nèi)容通過引用而被包含于此。
權(quán)利要求
1. 一種透鏡筒，包括成像光學(xué)系統(tǒng)；筒體，其被構(gòu)造為容納所述成像光學(xué)系統(tǒng)；保持器，其被構(gòu)造為以使透鏡可沿著所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸的方向移動(dòng)的方式將包括在所述成像光學(xué)系統(tǒng)中的所述透鏡保持在所述筒體中；傳感器單元，其被構(gòu)造為輸出周期性的檢測信號(hào)，所述檢測信號(hào)的峰值根據(jù)所述保持器的移動(dòng)量而變化；存儲(chǔ)單元，其被構(gòu)造為預(yù)先存儲(chǔ)所述檢測信號(hào)的峰值與所述保持器在所述光軸的方向上的位置之間的關(guān)系；以及演算處理器，其被構(gòu)造為基于存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中的所述關(guān)系，根據(jù)在所述保持器移動(dòng)時(shí)由所述傳感器單元檢測到的檢測信號(hào)的峰值，來計(jì)算所述保持器在所述光軸的方向上的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡筒，其中所述檢測信號(hào)的所述峰值根據(jù)所述保持器的所述移動(dòng)量而減小或增大。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡筒，其中 所述傳感器單元包括磁感應(yīng)的位置檢測元件，其設(shè)置在所述筒體和所述保持器中的一者 上，并輸出所述檢測信號(hào)；以及位置檢測磁體，其設(shè)置在所述筒體和所述保持器中的另一者上，以面 對所述位置檢測元件，并且使得所述檢測信號(hào)根據(jù)所述保持器的所述移動(dòng) 量而周期性地變化，并使得所述檢測信號(hào)的所述峰值以根據(jù)所述保持器的 位置而減小或增大的方式變化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的透鏡筒，其中 所述位置檢測磁體沿著所述保持器的移動(dòng)方向延伸， 所述位置檢測磁體的N極和S極被磁化為沿著所述位置檢測磁體的延伸方向交替地布置，并且所述位置檢測元件和所述位置檢測磁體中的一者沿所述保持器的移動(dòng) 方向傾斜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的透鏡筒，其中 所述位置檢測磁體沿著所述保持器的移動(dòng)方向延伸， 所述位置檢測磁體的N極和S極被磁化為沿著所述位置檢測磁體的延伸方向交替地布置，并且所述N極和S極的磁場強(qiáng)度沿著所述位置檢測磁體的延伸方向從所述 位置檢測磁體的一端朝向另一端增大或減小。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的透鏡筒，其中 所述傳感器單元包括-發(fā)光元件，其設(shè)置在所述筒體和所述保持器中的一者上，并用于位置 檢測；光感應(yīng)的位置檢測元件，其設(shè)置在所述筒體和所述保持器中的另一者 上，以與所述發(fā)光元件相對，并輸出所述檢測信號(hào)；以及光學(xué)直線標(biāo)尺，其布置在所述發(fā)光元件與所述位置檢測元件之間，并 且通過改變從所述發(fā)光元件入射在所述位置檢測元件上的光來使得所述檢 測信號(hào)根據(jù)所述保持器的所述移動(dòng)量而周期性地變化，并使得所述檢測信 號(hào)的所述峰值以根據(jù)所述保持器沿著所述光軸的方向的移動(dòng)量而減小或增 大的方式變化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的透鏡筒，其中 所述光學(xué)直線標(biāo)尺包括縫隙板，其設(shè)置在所述發(fā)光元件附近以沿著所述光軸的方向延伸； 多個(gè)縫隙，其以與所述檢測信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)拈g隔形成在所述縫隙板 中，以使得所述檢測信號(hào)周期性地變化；測量板，其設(shè)置在所述位置檢測元件附近以沿著所述光軸的方向延伸；透射縫隙，其形成在所述測量板中，并將已經(jīng)穿過所述縫隙板的所述 縫隙的光引導(dǎo)至所述位置檢測元件；以及濾光器，其設(shè)置在所述縫隙板與所述測量板之間以沿著所述光軸的方向延伸，并使得所述檢測信號(hào)的所述峰值以根據(jù)所述保持器沿著所述光軸 的方向的移動(dòng)量而減小或增大的方式變化。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的透鏡筒，其中所述濾光器的光透射量沿著所述濾光器的延伸方向從所述濾光器的一 端朝向另一端減小或增大。
9. 一種成像裝置，其包括透鏡筒，所述透鏡筒包括成像光學(xué)系統(tǒng)；筒體，其被構(gòu)造為容納所述成像光學(xué)系統(tǒng)；保持器，其被構(gòu)造為以使透鏡可沿著所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸的方向 移動(dòng)的方式將包括在所述成像光學(xué)系統(tǒng)中的所述透鏡保持在所述筒體中；傳感器單元，其被構(gòu)造為輸出周期性的檢測信號(hào)，所述檢測信號(hào)的峰 值根據(jù)所述保持器的移動(dòng)量而變化；存儲(chǔ)單元，其被構(gòu)造為預(yù)先存儲(chǔ)所述檢測信號(hào)的峰值與所述保持器在 所述光軸的方向上的位置之間的關(guān)系；以及演算處理器，其被構(gòu)造為基于存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中的所述關(guān)系，根 據(jù)在所述保持器移動(dòng)時(shí)由所述傳感器單元檢測到的檢測信號(hào)的峰值，來計(jì) 算所述保持器在所述光軸的方向上的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了透鏡筒和成像裝置，成像裝置包括該透鏡筒，其中該透鏡筒包括成像光學(xué)系統(tǒng)；筒體，其被構(gòu)造為容納成像光學(xué)系統(tǒng)；保持器，其被構(gòu)造為以使透鏡可沿著成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸的方向移動(dòng)的方式將包括在成像光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡保持在筒體中；傳感器單元，其被構(gòu)造為輸出周期性的檢測信號(hào)，檢測信號(hào)的峰值根據(jù)保持器的移動(dòng)量而變化；存儲(chǔ)單元，其被構(gòu)造為預(yù)先存儲(chǔ)檢測信號(hào)的峰值與保持器在光軸的方向上的位置之間的關(guān)系；以及演算處理器，其被構(gòu)造為基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的關(guān)系，根據(jù)在保持器的移動(dòng)時(shí)由傳感器單元檢測到的檢測信號(hào)的峰值，來計(jì)算保持器在光軸的方向上的位置。
文檔編號(hào)G02B7/04GK101487919SQ200910000550
公開日2009年7月22日 申請日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者武井智哉, 阿部兼太郎 申請人:索尼株式會(huì)社