JP6300431B2 - エンコーダ、レンズ装置、および、カメラ - Google Patents

Description

本発明は、測定対象物の変位を検出するエンコーダに関する。

従来から、測定対象物の移動量や回転量などの変位を検出する変位検出装置として、エンコーダが知られている。このようなエンコーダとしては、光学式エンコーダや磁気式エンコーダなどがある。例えば光学式エンコーダは、光源と、光源からの光を反射または透過し、光源に対して相対的に変位可能なスケールと、スケールで反射または透過した光を受光する受光素子とを備えて構成されている。スケールには、光を反射または透過させるパターンが形成されており、スケールの相対的な変位に応じて、受光素子で受光する光の光量が変化する。そして、エンコーダは、その光量の変化に応じて受光素子から出力される検出信号に基づいて、測定対象物の変位を検出する。

特許文献１には、円筒体と、円筒体に取り付けられたスケールとを備えたエンコーダが開示されている。特許文献１の構成では、円筒体の内側面にスケールが保持され、スケールの両端はネジ部材を用いて固定されている。スケールを固定するネジ部材は、その中心軸が偏芯している。このため、スケールの長さが設計値に対して多少ずれている場合でも、円筒体への取り付けが可能である。

米国特許第６６３７１１８号

しかしながら、特許文献１に開示された構成では、温度変化や湿度変化などの環境変化によりスケールが伸縮すると、スケールが撓み、または、スケールにストレスがかかることで、スケールの信号検出有効領域における反射面形状が歪む場合がある。スケールの撓みやスケール面の歪みが生じると、センサユニットによる検出位置（円筒体の検出半径位置）が変化し、円筒体の検出回転角に誤差が生じる。また、光学式エンコーダにおいては、スケールの撓みやスケール面形状の歪みによるスケール面の角度変化により、光源、スケール面、および、センサ間の光路に対して、理想からのずれが発生する。この光路のずれは、円筒体の周方向の検出位置の誤差の要因となる。

このように、環境条件の変化によりスケールの撓みやスケール面形状の歪み（スケール伸縮）が生じると、円筒体の回転角の検出誤差によりエンコーダの検出精度が劣化してしまう。

そこで本発明は、環境条件の変化によりスケール伸縮が生じた場合でも、測定対象物の変位を高精度に検出可能なエンコーダ、レンズ装置、および、カメラを提供する。

本発明の一側面としてのエンコーダは、円筒体と、前記円筒体の円周方向の変位を検出する検出部と、前記円筒体に取り付けられ、第１端部と、該第１端部と反対側の第２端部と、該第１端部と該第２端部との間に設けられた、前記検出部により前記変位の検出に用いられる信号検出有効領域と、を有するスケールと、弾性部材を含み、前記スケールが前記円筒体の内面に沿うように、前記円筒体の前記円周方向において前記第１端部から前記第２端部へ向けて前記弾性部材による弾性力を前記第１端部に加える第１保持部と、前記第２端部が前記円筒体に対して移動しないように、該第２端部を該円筒体に固定する第２保持部とを有する。
本実施例の他の側面としてのエンコーダは、円筒体と、前記円筒体の円周方向の変位を検出する検出部と、前記円筒体の内面に取り付けられ、第１端部と、該第１端部と反対側の第２端部と、該第１端部と該第２端部との間に設けられた、前記検出部により前記変位の検出に用いられる信号検出有効領域と、を有するスケールと、前記スケールの前記第１端部を前記円筒体の内側へ曲げて保持する第１保持部と、前記第２端部が前記円筒体に対して移動しないように、該第２端部を該円筒体に固定する第２保持部とを有する。

本発明の他の側面としてのレンズ装置は、光軸方向に移動可能なレンズと、前記レンズとともに光軸を中心として回転する円筒体と、前記円筒体の円周方向の変位を検出する検出部と、前記円筒体に取り付けられ、第１端部と、該第１端部と反対側の第２端部と、該第１端部と該第２端部との間に設けられた、前記検出部により前記変位の検出に用いられる信号検出有効領域と、を有するスケールと、弾性部材を含み、前記スケールが前記円筒体の内面に沿うように、前記円筒体の前記円周方向において前記第１端部から前記第２端部へ向けて前記弾性部材による弾性力を前記第１端部に加える第１保持部と、前記第２端部が前記円筒体に対して移動しないように、該第２端部を該円筒体に固定する第２保持部と、を有する。
本発明の他の側面としてのレンズ装置は、光軸方向に移動可能なレンズと、前記レンズとともに光軸を中心として回転する円筒体と、前記円筒体の円周方向の変位を検出する検出部と、前記円筒体の内面に取り付けられ、第１端部と、該第１端部と反対側の第２端部と、該第１端部と該第２端部との間に設けられた、前記検出部により前記変位の検出に用いられる信号検出有効領域と、を有するスケールと、前記スケールの前記第１端部を前記円筒体の内側へ曲げて保持する第１保持部と、前記第２端部が前記円筒体に対して移動しないように、該第２端部を該円筒体に固定する第２保持部とを有する。

本発明の他の側面としてのカメラは、光軸方向に移動可能なレンズと、前記レンズからの被写体像の光電変換を行う撮像素子と、前記レンズとともに光軸を中心として回転する円筒体と、前記円筒体の円周方向の変位を検出する検出部と、前記円筒体に取り付けられ、前記検出部により前記変位の検出に用いられる信号検出有効領域と、を有するスケールと、弾性部材を含み、前記スケールが前記円筒体の内面に沿うように、前記円筒体の前記円周方向において前記第１端部から前記第２端部へ向けて前記弾性部材による弾性力を前記第１端部に加える第１保持部と、前記第２端部が前記円筒体に対して移動しないように、該第２端部を該円筒体に固定する第２保持部とを有する。
本発明の他の側面としてのカメラは、光軸方向に移動可能なレンズと、前記レンズからの被写体像の光電変換を行う撮像素子と、前記レンズとともに光軸を中心として回転する円筒体と、前記円筒体の円周方向の変位を検出する検出部と、前記円筒体の内面に取り付けられ、第１端部と、該第１端部と反対側の第２端部と、該第１端部と該第２端部との間に設けられた、前記検出部により前記変位の検出に用いられる信号検出有効領域と、を有するスケールと、前記スケールの前記第１端部を前記円筒体の内側へ曲げて保持する第１保持部と、前記第２端部が前記円筒体に対して移動しないように、該第２端部を該円筒体に固定する第２保持部とを有する。

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。

本発明によれば、環境条件の変化によりスケール伸縮が生じた場合でも、測定対象物の変位を高精度に検出可能なエンコーダ、レンズ装置、および、カメラを提供することができる。

本実施例におけるエンコーダの概略構成図である。 本実施例におけるスケールの構成図である。 実施形態１におけるエンコーダの構成図である。 実施形態１における別のエンコーダの構成図である。 実施形態１における更に別のエンコーダの構成図である。 実施形態２におけるエンコーダの構成図である。 実施形態２におけるスケールの構成図である。 実施形態２における別のスケールの構成図である。 実施形態３におけるエンコーダの構成図である。 実施形態４におけるエンコーダの構成図である。 実施形態５におけるレンズ装置の概略構成図である。

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。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

まず、図１を参照して、本実施例におけるエンコーダの構成について説明する。図１は本実施例におけるエンコーダ１００の概略構成図であり、図１（ａ）はエンコーダ１００の構成図、図１（ｂ）はエンコーダ１００におけるセンサユニット７の正面図をそれぞれ示す。

エンコーダ１００は、可動部である円筒体１０、円筒体１０に取り付けられたスケール２、固定部に取り付けられたセンサユニット７（検出部）、信号処理回路１０１、および、記憶装置１０２を備えて構成される。センサユニット７は、円筒体１０の円周方向の変位を検出してエンコーダ信号（検出信号）を出力する。信号処理回路１０１は、センサユニット７により得られたエンコーダ信号の内挿処理、記憶装置１０２への信号の書き込み／読み出し、および、位置信号の出力などを行う。なお、本実施例では反射型の光学式エンコーダについて説明するが、これに限定されるものではない。本実施例は、透過型のエンコーダや磁気式のエンコーダにも適用可能である。

センサユニット７は、ＬＥＤを有する光源１、および、受光素子アレイ９を有する受光素子３を備える。受光素子３（または他の半導体素子）には、受光素子アレイ９で受光した光の光電変換などの信号処理を行う信号処理回路部（フォトＩＣチップ）が設けられている。光源１および受光素子３は、プリント基板４上に実装され、樹脂５を用いて封止されている。また、樹脂５の上には透明ガラス基板６が取り付けられている。このようにセンサユニット７は、これらの部材をパッケージ化して構成された受発光一体型のセンサユニットである。

センサユニット７は、スケール２と対向するように配置される。センサユニット７内の光源１から出射した発散光束は、スケール２のスケールトラック８に照射される。また、スケールトラック８から反射した光束は、センサユニット７内の受光素子アレイ９に向けて反射される。受光素子アレイ９上で、スケールトラック８からの反射率分布が像として受光される。受光素子アレイ９により受光された光束は電気信号に変換され（光電変換）、エンコーダ信号（検出信号）としてセンサユニット７から信号処理回路１０１へ送られる。

次に、図２を参照して、本実施例におけるスケール２の構成について説明する。図２はスケール２の構成図であり、図２（ａ）はスケール２の断面図、図２（ｂ）は上面図をそれぞれ示す。本実施例のスケール２は、例えばポリカーボネートのような可撓性のある基材で構成されている。また、スケール２の上には、アルミニウムからなる反射膜がスケールトラック８としてパターニングされている。スケール２の基材は、ＳＵＳのような金属を用いてもよく、また、反射膜はクロムのように別の膜を用いてもよい。

図２に示されるように、スケール２は、センサユニット７により測定対象物の変位の検出に用いられる信号検出有効領域１４、および、信号検出有効領域１４の両端に設けられた保持領域１５、１６を有する。スケール２は、保持領域１５、１６において、後述の保持部１２、１３を用いて円筒体１０に取り付けられる。また本実施例では、信号検出有効領域１４の外側であって保持部１２、１３の少なくとも一方側に、円筒体１０の円周方向において信号検出有効領域１４の剛性よりも小さい剛性を有する領域が設けられている。

ここで、信号検出有効領域よりも、信号検出有効領域の外側の保持部（の一方側）の方が円周方向において剛性が小さいというのは、下記のような意味である。温度変化や保持部で発生する応力（及び応力変化）によってスケールに力が加わった際に、信号検出有効領域は円筒体の内面に沿った形状のままほぼ変化せず、相対的に有効領域外が大きく変形する。つまり、信号検出有効領域は、円筒体の内面に沿って膨張したり収縮したり若干移動したりしても、円筒体の内面から離れて円筒体の内側（中心側）に向かって変形する（折れ曲がる）ように構成しない。逆に言えば、信号検出有効領域の膨張、収縮による影響は、有効領域外の部分で吸収するような構成を採っている。具体的には、有効領域外の部分が、円筒体の円周方向で変形可能（弾性変形可能）に構成されていたり、円筒体の外部に向かって変形可能であったりするように構成すれば良い。このように構成すれば、信号検出有効領域が円筒体の内面から実質的に離れることが無くなるため、信号検出有効領域の膨張や収縮の影響で位置検出性能の大幅な劣化を防ぐことができる。

以下、実施形態１乃至４において、信号検出有効領域１４の剛性よりも小さい剛性を有する領域の具体例について説明する。なお、各実施形態において、剛性の小さい領域は、剛性が小さいために円周方向に容易に伸縮するように構成された領域であり、スケール２の信号検出有効領域１４の円周方向における伸縮を吸収する吸収部（伸縮吸収部）ともいえる。
（実施形態１）
図３を参照して、実施形態１のエンコーダ１００ａにおけるスケール２と円筒体１０の取り付け構造について説明する。図３は、エンコーダ１００ａの構成図である。図３に示されるように、本実施形態において、スケール２は円筒体１０の内面に取り付けられている。また、センサユニット７は、スケール２と対向するように円筒体１０の内側に配置されている。

スケール２の一端には、保持部１２（第１保持部）を介して、弾性部材１１が配置されている。このため、スケール２の一端は、円周方向に少なくとも所定量だけ移動可能である。またスケール２の他端は、保持部１３（第２保持部）を介して、ネジ１３ａを用いて固定されている。弾性部材１１は、円筒体１０の円周方向における弾性部材１１の剛性がスケール２（スケール２の信号検出有効領域１４）の剛性よりも小さいように構成されている。すなわち、スケール２の信号検出有効領域１４の外側に、剛性の小さい領域１７が設けられている。なお本実施形態では、弾性部材１１はスケール２の一端側のみに配置されているが、これに限定されるものではない。弾性部材１１をスケール２の両端に配置してもよい。このように本実施形態において、信号検出有効領域１４の剛性よりも小さい剛性を有する領域（剛性の小さい領域１７）は、スケール２の保持部１２、１３の少なくとも一方に設けられた弾性部材１１である。

本実施形態では、温度変化や湿度変化などの環境変化により生じる熱膨張や吸湿により、スケール２や円筒体１０は伸縮する。スケール２が円筒体１０に対して相対的に縮むと、スケール２に撓みが生じる。このため、スケール２がセンサユニット７へ接触し、または、スケール２が円筒体１０から浮く場合がある。また、スケール２が円筒体１０に対して相対的に伸びると、スケール２にストレスがかかり信号検出有効領域１４の反射面形状が歪む場合がある。

そこで本実施形態では、スケール２の両端の少なくとも一方に、弾性部材１１を設けている。このため、スケール２が円筒体１０に対して相対的に伸縮すると、それ応じて弾性部材１１が伸縮する。このような構成により、円筒体１０に対するスケール２の伸縮量を小さくすることができるため、スケール２の撓みや歪みを低減することが可能となる。すなわち、弾性部材１１を設けることにより、スケール２の面精度を確保することができる。その結果、広範な環境条件において高精度なエンコーダを提供することができる。

続いて、図４を参照して、本実施形態における別のエンコーダ１００ｂの取り付け構造について説明する。図４は、エンコーダ１００ｂの構成図である。図４に示されるように、スケール２は円筒体１０の外面に取り付けられており、スケール２には弾性部材１１により張力が付与されている。また、センサユニット７は、スケール２と対向するように円筒体１０の外側に配置されており、測定対象物である円筒体１０の変位を検出する。図４の構成においても、環境変化によりスケール２が伸縮した場合、それに応じて弾性部材１１が伸縮する。このため、図３の構成と同様に、広範な環境条件において高精度なエンコーダを提供することができる。

続いて、図５を参照して、本実施形態における更に別のエンコーダ１００ｃの取り付け構造について説明する。図５はエンコーダ１００ｃの構成図であり、図５（ａ）はエンコーダ１００ｃ（円筒体１０）の断面図、図５（ｂ）は斜視図をそれぞれ示す。エンコーダ１００ｃのスケール２は、弾性部材１１を用いて円筒体１０の内面において外向きに取り付けられている。またセンサユニット７は、円筒体１０の外側に配置されている。図５（ｂ）に示されるように、円筒体１０には窓１８が設けられおり、窓１８を通じて、スケール２とセンサユニット７は互いに対向配置されている。このため、センサユニット７は、スケール２の信号検出有効領域１４からのエンコーダ信号を検出することができる。

光学式エンコーダの場合、エンコーダ信号を取得するには、スケール２とセンサユニット７との間の距離を略１ｍｍ程度確保する必要がある。この点、本実施形態の構成によれば、センサユニット７をスケール２側により近接させることができるため、より小型な光学式エンコーダを提供することが可能である。なお、スケール２が円筒体１０の外面に内向きに取り付けられ、かつ、センサユニット７が円筒体１０の内側に配置された構成（不図示）においても、図５に示されるエンコーダ１００ｃと同様の効果を得ることができる。

近年、エンコーダの分野においては、アブソリュート化が進められている。アブソリュート方式のエンコーダは、インクリメンタル方式のエンコーダに対して、電源投入時や電源が切れた場合の復帰後にホームポジションへの移動が不要になるという利点を有する。アブソリュート方式のエンコーダでは、例えば、複数のスケールトラック構成が必要であり、複数のスケールトラックからの情報の同期性が重要となる。このため、アブソリュート情報を取得する際の演算処理工程に関連して、センサユニットに対するスケールの相対的な変位方向だけでなく、変位方向に垂直な複数のスケールトラックの方向においても、より高い精度でスケールの位置を確保する必要がある。すなわち、アブソリュート方式においては、より高い面精度を達成できるスケールの取り付けが要求される。このような点において、本実施形態のスケール取り付け構造は、より好適に利用可能である。
（実施形態２）
次に、図６乃至図８を参照して、実施形態２のエンコーダにおけるスケール２と円筒体１０の取り付け構造について説明する。図６は、本実施形態におけるエンコーダ１００ｄの構成図であり、スケール２を円筒体１０の内側面に取り付けた構成を示している。なお、実施形態１と同様に、スケール２を円筒体１０の外面に取り付けてもよい。本実施形態では、信号検出有効領域１４の剛性よりも小さい剛性を有する領域は、スケール２のうち保持部１２、１３の少なくとも一方側のスケール部分の円周方向における剛性を、信号検出有効領域１４の剛性よりも小さくして構成されている。本実施形態では、スケール２の剛性の小さい領域１７側を保持部１２を設けてネジ１２ａで固定している。信号検出有効領域１４の外部のスケール２の一部の剛性を、信号検出有効領域１４の剛性よりも小さくすることで、実施形態１と同様の効果を達成することができる。

図７および図８は、本実施形態におけるスケール２の構成図であり、それぞれ異なる構成例を示している。図７では、スケール２の保持領域１６の少なくとも一部の厚みを信号検出有効領域１４よりも薄くして構成された薄板部を有することで、信号検出有効領域１４の剛性よりも小さい剛性を有する領域（剛性の小さい領域１７）を構成している。一方、図８では、スケール２の保持領域１６の少なくとも一部を蛇腹形状とした構成（蛇腹部）を有することで、信号検出有効領域１４の剛性よりも小さい剛性を有する領域（剛性の小さい領域１７）を構成している。

本実施形態においては、スケール伸縮が生じた場合、円筒体１０の円周方向におけるスケール２自身の一部の剛性の小さい領域１７が、スケール２の信号検出有効領域１４よりも大きく伸縮する。このため、環境変化によりスケール２が伸縮しても、スケール２の撓みやスケールにストレスがかかることで信号検出有効領域１４の形状（反射面形状）が歪む影響を低減することができる。これにより、実施形態１の場合と同様に、広範な環境条件において高精度なエンコーダを提供することが可能である。
（実施形態３）
次に、図９を参照して、実施形態３のエンコーダにおけるスケール２と円筒体１０の取り付け構造について説明する。図９はエンコーダ１００ｅの構成図であり、図９（ａ）はエンコーダ１００ｅ（円筒体１０）の断面図、図９（ｂ）は斜視図をそれぞれ示す。

図９（ｂ）に示されるように、円筒体１０の一部には孔部１９（空間部）が設けられている。そして、スケール２の信号検出有効領域１４の外側の一部が孔部１９に挿入可能に構成されている。このような構成により、スケール２の円周方向の剛性は、孔部１９に挿入可能な領域の方が信号検出有効領域１４よりも小さくなる。すなわち本実施形態において、信号検出有効領域１４の剛性よりも小さい剛性を有する領域（剛性の小さい領域１７）は、信号検出有効領域１４の外側であって保持部１２、１３の少なくとも一方側に、円筒体１０の一部に孔部１９を形成して構成されている。

続いて図９（ｃ）、（ｄ）を参照して、本実施形態のエンコーダ１００ｅにおいて、スケール２が伸縮した場合について説明する。図９（ｃ）はスケール２が伸びた場合、図９（ｄ）はスケール２が縮んだ場合について、保持部１２の近傍を示している。本実施形態においては、環境変化などによりスケール伸縮が生じると、図９（ｃ）、（ｄ）に示される矢印のようにスケール２が孔部１９に挿入されると、スケール２の信号検出有効領域１４の外部の長さ（円周方向の長さ）が変化する。なお本実施形態では、スケール２の厚みを一様としているが、実施形態２の図７に示されるようにスケール２の一端の厚みを薄くすることで、本実施形態の効果をより顕著なものとすることもできる。

本実施形態においては、環境変化によりスケール２が伸縮しても、スケール２の撓みやスケールにストレスがかかることで信号検出有効領域１４の形状（反射面形状）が歪む影響を低減することができる。これにより、実施形態１、２の場合と同様に、広範な環境条件において高精度なエンコーダを提供することが可能である。
（実施形態４）
次に、図１０を参照して、実施形態４のエンコーダにおけるスケール２と円筒体１０の取り付け構造について説明する。図１０はエンコーダ１００ｆの構成図であり、図１０（ａ）はスケール２を円筒体１０の内面に取り付けた構成を示している。スケール２を保持する保持部１２は、円筒体１０の内側にスケール２を曲げ起こすように構成された曲げ部を有する。これにより、スケール２は円筒体１０の内側に曲げ起こされる。このような構成によれば、スケール２の円周方向の剛性は、曲げ起こされている領域の方が信号検出有効領域１４よりも小さくなる。すなわち本実施形態において、信号検出有効領域１４の剛性よりも小さい剛性を有する領域は、信号検出有効領域１４の外側であって保持部１２、１３の少なくとも一方に、スケール部分を円筒体１０の内側に曲げるための曲げ部を形成して構成されている。

続いて図１０（ｂ）、（ｃ）を参照して、本実施形態において、スケールが伸縮した場合について説明する。図１０（ｂ）はスケールが伸びた場合、図１０（ｃ）はスケールが縮んだ場合について、保持部１２の近傍を示している。本実施形態では、環境変化などによりスケール伸縮が生じると、図１０（ｂ）、（ｃ）に示される矢印のように、曲げ起こされている領域において、スケール２が円筒体１０と接触する長さ（円周方向の長さ）が変化する。

なお本実施形態では、スケール２の厚みを一様としているが、実施形態２の図７に示されるようにスケール２の一端の厚みを薄くすることで、本実施形態の効果をより顕著なものとすることもできる。以上の構成により、実施形態１乃至３の場合と同様に、広範な環境条件において高精度なエンコーダを提供することが可能である。
（実施形態５）
次に、図１１を参照して、エンコーダ１００を搭載したレンズ装置（撮像装置のレンズ鏡筒）について説明する。図１１は、本実施形態における撮像装置（カメラ）の概略構成図である。

図１１において、２１はレンズ群、２２は駆動レンズ（レンズ）、２３はセンサユニット、２４はＣＰＵ、２５は撮像素子である。撮像素子２５は、レンズ群２１（駆動レンズ２２）からの被写体像の光電変換を行う。レンズ群２１、センサユニット２３、及び、ＣＰＵ２４はレンズ装置に設けられており、撮像素子２５は撮像装置本体に設けられている。このように本実施形態のレンズ装置は、撮像装置本体に対して交換可能に構成されている。ただし、本実施形態はこれに限定されるものではなく、レンズ装置と撮像装置本体とが一体的に構成された撮像装置（カメラ）にも適用可能である。

レンズ群２１を構成する駆動レンズ２２は、例えばオートフォーカス用のフォーカスレンズであり、光軸ＯＡの方向（光軸方向）であるＹ方向に移動可能である。駆動レンズ２２は、ズームレンズなどの他の駆動レンズでもよい。上記各実施形態におけるスケール取り付け構造を有する円筒体１０は、駆動レンズ２２を駆動するアクチュエータ（不図示）と連結されている。

アクチュエータまたは手動により、円筒体１０を光軸を中心として回転させると、スケール２はセンサユニット２３に対して相対的に変位する。これに伴い、駆動レンズ２２が光軸方向であるＹ方向（矢印方向）に移動する。エンコーダのセンサユニット２３から得られる駆動レンズ２２の変位に応じた信号（エンコーダ信号）は、ＣＰＵ２４に出力される。ＣＰＵ２４からは、駆動レンズ２２が所望の位置へ移動するための駆動信号が生成され、駆動レンズ２２はその駆動信号に基づいて駆動される。

駆動レンズ２２は、一般的に、位置に応じて変位量に対する光学敏感度が異なる。また、保持部１３はネジ１３ａを用いて円筒体１０に固定されているため、仮に移動したとしても、保持部１２の移動に比べて極めて小さい移動量となる。その結果、スケール伸縮による基準位置からのずれ量は、保持部１３側よりも保持部１２側（剛性が小さい領域側）の方が大きい。このため、光学敏感度の低い位置に、上記各実施形態のスケール取り付け構成における保持部１２側を割り当てるように構成することが好ましい。すなわち、保持部１２、１３のうち駆動レンズ２２の変位に対する光学敏感度の低い方に、信号検出有効領域１４の剛性よりも小さい剛性を有する領域（剛性の小さい領域１７）を設ける。

例えば、駆動レンズ２２がズームレンズの場合、一般的に、望遠側よりも広角側にズームレンズが配置されている方が、ズームレンズの位置変化に対する光学敏感度が低いように設計されていることが多い。この場合、ズームレンズの広角側を、上記各実施形態のスケール取り付け構成における保持部１３側（剛性の小さい領域１７側）とすることが好ましい。一方、ズームレンズの位置変化に対する光学敏感度が高い領域が望遠側と広角側の中間に位置する場合、望遠側および広角側ともに弾性端（剛性が小さい領域）となるよう構成することもできる。また上記各実施形態のエンコーダは、撮像装置（カメラ、レンズ装置）以外にも、ロボットアームの変位検出装置など種々の装置に適用可能である。

上記各実施例によれば、環境変化によりスケールが伸縮しても、スケールの撓みやスケールにストレスがかかることで信号検出有効領域の形状（反射面形状）が歪む影響を低減することができる。このため、環境条件の変化によりスケール伸縮が生じた場合でも測定対象物の変位を高精度に検出可能なエンコーダ、レンズ装置、および、カメラを提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態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。

２ スケール
７ センサユニット
１０ 円筒体
１２、１３ 保持部
１４ 信号検出有効領域
１７ 剛性の小さい領域
１００ エンコーダ

Claims (12)

1. 円筒体と、
   前記円筒体の円周方向の変位を検出する検出部と、
   前記円筒体の内面に取り付けられ、第１端部と、該第１端部と反対側の第２端部と、該第１端部と該第２端部との間に設けられた、前記検出部により前記変位の検出に用いられる信号検出有効領域と、を有するスケールと、
   弾性部材を含み、前記スケールが前記円筒体の内面に沿うように、前記円筒体の前記円周方向において前記第１端部から前記第２端部へ向けて前記弾性部材による弾性力を前記第１端部に加える第１保持部と、
   前記第２端部が前記円筒体に対して移動しないように、該第２端部を該円筒体に固定する第２保持部と、を有することを特徴とするエンコーダ。
2. 前記第１保持部は、前記円筒体に対する前記スケールの伸縮に応じて伸縮する弾性部材を有することを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
3. 前記第１保持部は、前記スケールの前記信号検出有効領域の前記円筒体の前記円周方向における伸縮を吸収するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエンコーダ。
4. 前記第１保持部は、前記円筒体の前記円周方向に沿って前記第１端部が移動できるように該第１端部を保持し、
   前記第２保持部は、前記円筒体の前記円周方向に沿って前記第２端部の移動ができないように該第２端部を保持する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンコーダ。
5. 前記第２保持部は、ネジを用いて前記スケールを保持し、
   前記弾性部材は、前記スケールの前記信号検出有効領域の前記円筒体の前記円周方向における伸縮を吸収するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエンコーダ。
6. 光軸方向に移動可能なレンズと、
   前記レンズとともに光軸を中心として回転する円筒体と、
   前記円筒体の円周方向の変位を検出する検出部と、
   前記円筒体の内面に取り付けられ、第１端部と、該第１端部と反対側の第２端部と、該第１端部と該第２端部との間に設けられた、前記検出部により前記変位の検出に用いられる信号検出有効領域と、を有するスケールと、
   弾性部材を含み、前記スケールが前記円筒体の内面に沿うように、前記円筒体の前記円周方向において前記第１端部から前記第２端部へ向けて前記弾性部材による弾性力を前記第１端部に加える第１保持部と、
   前記第２端部が前記円筒体に対して移動しないように、該第２端部を該円筒体に固定する第２保持部と、を有することを特徴とするレンズ装置。
7. 前記第１端部における前記レンズの変位に対する光学敏感度は、前記第２端部における光学敏感度よりも低いことを特徴とする請求項６に記載のレンズ装置。
8. 前記第１保持部は、前記レンズの広角側に設けられていることを特徴とする請求項６または７に記載のレンズ装置。
9. 光軸方向に移動可能なレンズと、
   前記レンズからの被写体像の光電変換を行う撮像素子と、
   前記レンズとともに光軸を中心として回転する円筒体と、
   前記円筒体の円周方向の変位を検出する検出部と、
   前記円筒体の内面に取り付けられ、第１端部と、該第１端部と反対側の第２端部と、該第１端部と該第２端部との間に設けられた、前記検出部により前記変位の検出に用いられる信号検出有効領域と、を有するスケールと、
   弾性部材を含み、前記スケールが前記円筒体の内面に沿うように、前記円筒体の前記円周方向において前記第１端部から前記第２端部へ向けて前記弾性部材による弾性力を前記第１端部に加える第１保持部と、
   前記第２端部が前記円筒体に対して移動しないように、該第２端部を該円筒体に固定する第２保持部と、を有することを特徴とするカメラ。
10. 円筒体と、
    前記円筒体の円周方向の変位を検出する検出部と、
    前記円筒体の内面に取り付けられ、第１端部と、該第１端部と反対側の第２端部と、該第１端部と該第２端部との間に設けられた、前記検出部により前記変位の検出に用いられる信号検出有効領域と、を有するスケールと、
    前記スケールの前記第１端部を前記円筒体の内側へ曲げて保持する第１保持部と、
    前記第２端部が前記円筒体に対して移動しないように、該第２端部を該円筒体に固定する第２保持部と、を有することを特徴とするエンコーダ。
11. 光軸方向に移動可能なレンズと、
    前記レンズとともに光軸を中心として回転する円筒体と、
    前記円筒体の円周方向の変位を検出する検出部と、
    前記円筒体の内面に取り付けられ、第１端部と、該第１端部と反対側の第２端部と、該第１端部と該第２端部との間に設けられた、前記検出部により前記変位の検出に用いられる信号検出有効領域と、を有するスケールと、
    前記スケールの前記第１端部を前記円筒体の内側へ曲げて保持する第１保持部と、
    前記第２端部が前記円筒体に対して移動しないように、該第２端部を該円筒体に固定する第２保持部と、を有することを特徴とするレンズ装置。
12. 光軸方向に移動可能なレンズと、
    前記レンズからの被写体像の光電変換を行う撮像素子と、
    前記レンズとともに光軸を中心として回転する円筒体と、
    前記円筒体の円周方向の変位を検出する検出部と、
    前記円筒体の内面に取り付けられ、第１端部と、該第１端部と反対側の第２端部と、該第１端部と該第２端部との間に設けられた、前記検出部により前記変位の検出に用いられる信号検出有効領域と、を有するスケールと、
    前記スケールの前記第１端部を前記円筒体の内側へ曲げて保持する第１保持部と、
    前記第２端部が前記円筒体に対して移動しないように、該第２端部を該円筒体に固定する第２保持部と、を有することを特徴とするカメラ。