JP2004245765A - 位置検出装置及びブレ補正装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】磁気検出素子13が磁石11,12の表面の法線方向の磁場の検出を行うことにより位置検出を行う位置検出装置において、磁気検出素子13が検出する磁場の出力特性が略直線となる範囲S内に設けられ、磁気検出素子13の相対的な移動範囲を制御上制限するソフトリミットと、磁気検出素子13の出力特性の傾きが、略直線となる範囲内の傾きと同方向となる範囲H内に設けられ、磁気検出素子13の相対的な移動範囲を物理的に制限するハードリミットとを備える。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動部材の位置を磁気により検出する磁気エンコーダ等の位置検出装置及びブレ補正装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、隣接して配されたN極とS極の磁石、及び、これら磁石と相対的(NS方向又はSN方向)に移動可能な磁気検出素子から構成され、磁気検出素子の出力が略直線の部分を利用する位置検出装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−136207号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の位置検出装置では、磁気検出素子の出力が略直線の部分を外れた領域での使用(制御)が考慮されておらず、実使用上は、以下の問題があった。
【0005】
従来の位置検出装置では、磁気検出素子の出力が略直線の部分を外れた領域で使用した場合に、精度が低下し、正しい位置検出を行うことができないという問題があった。
【0006】
また、磁気検出素子がN極(又は、S極)の磁石に最も接近した位置からさらに相対移動すると、磁気検出素子の出力がピークを越えて出力値が増加から減少へ(又は、減少から増加へ)転じてしまう。このような位置に磁気検出素子が相対移動すると、磁気検出素子と磁石との相対位置と出力値とが1対1で対応せず、位置不明となり、制御を行おうとすると発振してしまい、位置検出装置の出力を基にして駆動制御等を行うことができないという問題があった。
【0007】
さらに、ハードリミット(メカニカルリミット)まで磁気検出素子の出力のリニアな部分を確保しようとすると、磁石が大きくなってしまうという問題があった。
【0008】
本発明の課題は、精度が低下することなく正しい位置検出を行うことができ、位置不明となることもなく、小型の位置検出装置及びブレ補正装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、請求項1の発明は、N極の磁石(11)と、前記N極の磁石の近傍に並んで配置されたS極の磁石(12)と、前記N極の磁石と前記S極の磁石とが並ぶ方向に相対的に移動可能であって磁気を検出する磁気検出素子(13)と、を備え、前記磁気検出素子が磁石の表面の法線方向の磁場の検出を行うことにより位置検出を行う位置検出装置において、前記磁気検出素子が検出する磁場の出力特性の傾きが略直線となる範囲(S)内に設けられ、前記磁気検出素子の相対的な移動範囲を制御上制限するソフトリミットと、前記ソフトリミットよりも外側であって、前記出力特性の傾きが反転しない範囲(H)に設けられ、前記磁気検出素子の相対的な移動範囲を物理的に制限するハードリミットと、を備えたことを特徴とする位置検出装置である。
【0010】
請求項2の発明は、請求項1に記載の位置検出装置において、前記磁気検出素子(13)は、ホール素子又は磁気抵抗効果素子であること、を特徴とする位置検出装置である。
【0011】
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の位置検出装置を備えたブレ補正装置であって、前記N極及び前記S極の磁石(11,12)と前記磁気検出素子(13)とが、光軸に対して略直交する方向に移動してブレを補正するブレ補正光学系(1)の移動により相対的に移動する位置に設けられており、前記磁気検出素子は、前記ブレ補正光学系の移動量を検出すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施の形態について、更に詳しく説明する。
図1は、本発明による位置検出装置を有するレンズ鏡筒の実施形態の概要を説明する図である。
本実施形態における位置検出装置10X,10Yは、像のブレを補正するブレ補正機能を備えたレンズ鏡筒に設けられている。
本実施形態におけるレンズ鏡筒は、ブレ補正レンズ1を不図示の撮影光学系の光軸と略直交する方向に移動させることにより、ブレ補正動作を行うカメラのレンズ鏡筒であり、ブレ補正レンズ1,レンズ枠2,固定枠3,位置検出装置10X,10Y,駆動装置20X,20Y等を備えている。
【0013】
ブレ補正レンズ1は、レンズ枠2に保持され、撮影光学系の光軸と略直交する方向に移動するレンズ又はレンズ群である。
【0014】
レンズ枠2は、ブレ補正レンズ1を保持し、撮影光学系の光軸と略直交する方向に移動可能に設けられている部材である。具体的には、レンズ枠2は、不図示の可動機構により、図1中に示したX軸方向及びY軸方向へ移動可能に設けられている。なお、図中には示さないが、レンズ枠2には、後述の位置検出装置10及び駆動装置20の一部が固定されている。
【0015】
固定枠3は、レンズ枠2のまわりに設けられ、ブレ補正動作によっては移動しない固定部材であり、レンズ枠2のまわりに内壁部3aが略八角形の断面形状で形成されている。この内壁部3aに囲まれた範囲は、ハードリミット(ハードウェアリミット)となり、この範囲内において、レンズ枠2は移動することができる。
また、内壁部3aよりも一回り小さい範囲で、図1中に破線により示した範囲は、後述するソフトリミット(ソフトウェアリミット)の範囲を示している。
【0016】
位置検出装置10X,10Yは、ブレ補正レンズ1及びレンズ枠2の位置を検出する装置であり、X軸方向及びY軸方向それぞれに対応して同じものが2つ設けられている。位置検出装置10X,10Yの詳細は、後に説明を行う。
【0017】
駆動装置20X,20Yは、ブレ補正レンズ1及びレンズ枠2を駆動するアクチュエータであり、不図示のコイル及びマグネットを組み合わせたVCM(ボイスコイルモータ)等により形成されている。
【0018】
図2は、位置検出装置10X,10Yを詳細に説明する図である。
なお、位置検出装置10X,10Yは、同じものであるので、以下の説明では、単に位置検出装置10として説明する。
位置検出装置10は、磁石11,12,磁気検出素子13,ヨーク14を有している。磁石11,12は、極性が互いに異なる方向となるようにヨーク14上に並べられており、磁石11,12から僅かに離れた位置にある磁気検出素子13が矢印A方向(X軸方向及びY軸方向に相当)に移動することにより、磁気検出素子13が受ける磁力の変化を検出するようになっている。本実施形態では、磁石11,12,ヨーク14は、固定枠3に固定されており、磁気検出素子13は、レンズ枠2に固定されている。
なお、本実施形態における磁気検出素子13は、ホール素子を用いているが、磁気抵抗効果素子であってもよい。
【0019】
図3は、磁気検出素子13が図2中の矢印A方向に移動した場合の出力例を示す図である。
図3に示すように磁気検出素子13の出力は、磁石の略中央の範囲Sにおいて直線状に変化し、その外側の範囲であって範囲Hの内側では、直線の近似から外れていく。さらに、範囲Hの外側では、傾きの方向が反転していることが分かる。
本実施形態における位置検出装置10では、磁気検出素子13の出力が線形に変化することとして、出力値から位置情報を検出している。したがって、範囲Sを外れると、検出誤差が生じることとなる。
図4は、本実施形態における位置検出装置10の検出誤差を示す図であり、図3に示した出力値と範囲Sの略直線範囲を近似した直線との差を表している。
範囲Sにおいては、ノイズ成分を除いて誤差が殆ど無いが、範囲Sを越えると、誤差が徐々に大きくなっている。このような出力特性の位置検出装置を用いる場合には、略中央付近の直線部(範囲S)を制御等に用いるのが望ましいことは言うまでもない。
【0020】
そこで、本実施形態におけるレンズ鏡筒では、この範囲S内を、上述のソフトリミットの範囲として設定して、この範囲内で制御を行うこととしている。一方、内壁部3aにより形成されるハードリミットは、範囲Hの範囲としている。このようハードリミットがソフトリミットの外側に存在するので、ソフトリミット内では、正確な位置検出が必要なため磁気検出素子の出力のリニアな部分を使用することができ、ソフトリミットとハードリミットの間では、それほど正確な制御はできないが、大まかな位置検出を行うことができる。
【0021】
よって、通常の使用においては、ソフトリミット内において正確な制御を行うことができ、装置を振り回した場合などに、レンズ枠2がソフトリミットの範囲を超えてしまった場合であっても、ハードリミットを越えて移動することはない。このハードリミット範囲内にレンズ枠2が存在することにより、レンズ枠2の大まかな位置は検出することができるので、レンズ枠2をソフトリミットの範囲内に戻すことが容易に行うことができる。
【0022】
本実施形態によれば、磁気検出素子13の出力が略直線の部分においてソフトリミット(範囲S)を設け、磁気検出素子13の出力が略直線部分の傾きと同方向の部分でハードリミット(範囲H)を設けたので、精度が低下することなく正しい位置検出を行うことができる。
また、装置を振り回すなどして、ソフトリミットの範囲を超えてレンズ枠2が移動した場合であっても、位置不明となることもない。
さらに、ソフトリミットとハードリミットの位置を最適な位置として効率よく配置したので、大きな磁石を必要とすることもなく、小型の位置検出装置とすることができる。
【0023】
(変形形態)
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、本実施形態において、位置検出装置は、ブレ補正レンズ1の位置検出を行う例を示したが、レンズ鏡筒への使用に限らず、双眼鏡や顕微鏡等、他の用途に用いてもよい。
【0024】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、磁気検出素子が検出する磁場の出力特性の傾きが略直線となる範囲内に設けられ、磁気検出素子の相対的な移動範囲を制御上制限するソフトリミットを設けたことにより、通常使用される範囲では磁気検出素子の出力が略直線の部分を外れることが無く、精度が低下することなく正しい位置検出を行うことができる。
また、ソフトリミットよりも外側であって、出力特性の傾きが反転しない範囲に設けられ、磁気検出素子の相対的な移動範囲を物理的に制限するハードリミットを設けたことにより、磁気検出素子と磁石との相対位置と出力値とが1対1で対応するようになり、位置不明となることもなく、安定した位置検出を行うことができる。
さらに、これらソフトリミット及びハードリミットにより検出範囲を制限したことにより、大型の磁石を必要とせず、小型の装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による位置検出装置を有するレンズ鏡筒の実施形態の概要を説明する図である。
【図2】位置検出装置10X,10Yを詳細に説明する図である。
【図3】磁気検出素子13が図2中の矢印A方向に移動した場合の出力例を示す図である。
【図4】本実施形態における位置検出装置10の検出誤差を示す図である。
【符号の説明】
1 ブレ補正レンズ
2 レンズ枠
3 固定枠
10,10X,10Y 位置検出装置
11,12 磁石
13 磁気検出素子
14 ヨーク
20X,20Y 駆動装置
Claims (3)
- N極の磁石と、
前記N極の磁石の近傍に並んで配置されたS極の磁石と、
前記N極の磁石と前記S極の磁石とが並ぶ方向に相対的に移動可能であって磁気を検出する磁気検出素子と、
を備え、
前記磁気検出素子が磁石の表面の法線方向の磁場の検出を行うことにより位置検出を行う位置検出装置において、
前記磁気検出素子が検出する磁場の出力特性の傾きが略直線となる範囲内に設けられ、前記磁気検出素子の相対的な移動範囲を制御上制限するソフトリミットと、
前記ソフトリミットよりも外側であって、前記出力特性の傾きが反転しない範囲に設けられ、前記磁気検出素子の相対的な移動範囲を物理的に制限するハードリミットと、
を備えたことを特徴とする位置検出装置。 - 請求項1に記載の位置検出装置において、
前記磁気検出素子は、ホール素子又は磁気抵抗効果素子であること、
を特徴とする位置検出装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の位置検出装置を備えたブレ補正装置であって、
前記N極及び前記S極の磁石と前記磁気検出素子とが、光軸に対して略直交する方向に移動してブレを補正するブレ補正光学系の移動により相対的に移動する位置に設けられており、
前記磁気検出素子は、前記ブレ補正光学系の移動量を検出すること、
を特徴とするブレ補正装置。
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