JP2017009443A - 位置検出装置、制御方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態の位置検出装置を備える電子機器の構成例である。
図1に示す電子機器は、デジタルカメラ等の撮像装置である。
図1(A)は、デジタルカメラの斜視図を示す。図1(B)は、デジタルカメラが有するレンズ鏡筒の一部の斜視図を示す。図1(C)は、図1(B)に示すレンズ鏡筒の断面図を示す。
図2(A)は、位置検出装置が有する各部の配置を示す。実施例1では、位置検出装置が有する磁石1は、単極であり、N極とS極を1つずつ含む。素子2aは、縦磁場検知部3vおよび横磁場検知部3hを有する磁気検知部として機能する。矢印3v,3hは、その付け根が縦磁場検知部3vと横磁場検知部3hの存在する位置を、矢印の向きが磁気検知の方向を示している。磁石1と素子2aの離間方向に縦磁場検知部3vと横磁場検知部3hとが積層して形成されている。磁石1と素子2aとは、所定間隔を保って、図2(A)の紙面横方向に相対的に移動可能である。図1では、素子2aを固定するように図示したが、相対的に移動できればよく、磁石1を固定して素子2aを移動させても良い。また、移動は離間方向の間隔を一定に保って行われるように案内されているものとする。
図3(A)において、10は磁力線を示す。11,12,13は、磁石1から距離が異なる3つの平面を示す。15は、平面12上で観察される磁界強度を示す。図3(B)および図3(C)は、それぞれ、移動方向の位置に対する縦磁場と横磁場の磁界強度を示すグラフである。横軸は、移動方向の位置を示す。縦軸は、磁界強度を示す。縦磁場は、磁石と磁気検知部が離間する方向(離間方向)の磁場である。横磁場は、磁石と磁気検知部とが相対的に移動する方向(移動方向)の磁場である。横軸との交点は当該方向の磁界強度がゼロであることを示している。
(出力信号)=(縦磁場強度2)−(縦磁場強度1)・・・(式1)
(出力信号)= {(縦磁場強度2)−(縦磁場強度1)}/{(縦磁場強度2)+
(縦磁場強度1)}・・・(式2)
(差信号)=(縦磁場強度2)−(縦磁場強度1)・・・(式3)
(和信号)=(縦磁場強度2)+(縦磁場強度1)・・・(式4)
として定義する。すなわち、(式1)は、差信号そのものであり、(式2)は、差信号を和信号で除したものである。図4(D)および(E)は、上記の定義に従って示した。
図5(A)および(B)は、磁石と素子との相対的な傾きを示す。図5(C)および(D)は、演算器の出力を示す。図5(c)および(d)の横軸は、図4(D)および(E)と同様のスケールの移動方向の位置であり、縦軸は演算結果である。
素子2aは、縦磁場検知部3vと横磁場検知部3hとを備える。素子2aに備えられた縦磁場検知部3vおよび横磁場検知部3hから得られた信号がA/D変換器4に送られて、デジタルデータに変換される。デジタルデータは演算器5に送られ、演算器5が以下に示す(式5)または(式6)を用いた演算を施す。
(出力信号)=(横磁場強度)/(縦磁場強度)・・・(式5)
(出力信号)=tan-1{(横磁場強度)/(縦磁場強度)}・・・(式6)
すなわち、演算器5は、磁気検知部の信号に基づいて位置検出信号を演算する演算部として機能する。演算器5は、横磁場検知部3hの信号と縦磁場検知部3vの信号のうち、一方を他方で除算するか、または横磁場検知部3hの信号と縦磁場検知部3vの信号に基づく逆正接関数による演算を行う。逆正接関数による演算においては、横磁場検知部3hの信号と縦磁場検知部3の信号のうち、一方を他方で除算した結果を変数として演算が行われる。
図7(A)は、縦磁場の強度を示す。横軸は移動方向の位置、縦軸は縦磁場の強度であり、図3(B)と同じものである。図7(B)は,図7(A)と横軸のスケールを揃えて(式5)を用いて行った演算結果である。図7(C)は、図7(A)と横軸のスケールを揃えて(式6)を用いて行った演算結果である。図7(A)乃至図7(C)において、縦に延びる2点鎖線81,82,83,84は、同じ時間であることを示している。
実施例2の位置検出装置は、N極とS極を2つずつ含む2極の磁石を有する。本実施例の位置検出装置は、図1に示すデジタルカメラ101などに適用される。
図8は、位置検出装置を有する防振機構の構成を示す図である。図8(A)は、レンズ鏡筒の一部である防振機構の分解斜視図を示す。図8(B)は、位置検出装置を含む防振機構の断面図を示す。
本実施例でも、実施例1と同様、縦磁場とは磁石と磁気検知部が離間する方向を縦磁場として定義し、横磁場とは磁石と磁気検知部とが相対的に移動する方向を横磁場として定義する。図9において図3と同じものには同じ番号を付した。図9(A)において、301は磁石を、301aは着磁境界をそれぞれ示している。図9(A)の断面は、磁石と磁気検知部が相対的に移動する方向と磁石と磁気検知部が離間する方向とを含む平面で切断した断面である。本実施例では、磁石301は、磁気検知部と磁石との相対的な移動方向に直交する平面を極性境界面として、互いに逆極性を有する複数の着磁部を有する。本実施例では、1つの磁石301が着磁境界を持つが、2つの単極磁石を、方向を反対にして近接して並べて、磁気回路を構成してもよい。
図10(A)は、位置検出装置が備える磁石と磁気検知部の配置を示す。図10において図2と同じ機能のものには同じ番号を付した。301は磁石を示す。素子2aは、縦磁場検知部3vおよび横磁場検知部3hを内部に包含しており、本実施例の磁気検知部である。検知部は素子2aの中央付近にあり、離間方向に縦磁場検知部と横磁場検知部が積層して形成されている。磁石301と素子2aは図10(A)の紙面横方向に相対的に移動可能としている。この例では、素子2aを固定するが、相対的に移動できればよく、磁石301を固定して素子2aを移動させてもよい。また、磁石301と素子2aとの相対的移動は離間方向の間隔を一定に保って行われるように案内されている。
(出力信号)=(縦磁場強度)/(横磁場強度)・・・(式7)
(出力信号)=tan-1{(縦磁場強度)/(横磁場強度)}・・・(式8)
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
2a 磁気検知部
3a 縦磁場検知部
3b 横磁場検知部
4 A/D変換器
5 演算器
301 磁石
301a 着磁境界
Claims (8)
- 磁気検知部と、
磁石と、
前記磁気検知部の信号に基づいて位置検出信号を演算する演算部とを備え、
前記磁石と前記磁気検知部とは、所定間隔を保って相対的に移動可能であり、
前記磁気検知部は、前記磁気検知部と前記磁石との離間方向の磁場を検知する縦磁場検知部と、前記磁石の移動方向の磁場を検知する横磁場検知部とを有し、
前記演算部は、前記横磁場検知部の信号と前記縦磁場検知部の信号とに基づいて前記位置検出信号を演算する
ことを特徴とする位置検出装置。 - 前記磁石は、前記磁気検知部と前記磁石との相対的な移動方向に直交する平面を極性境界面として、互いに逆極性を有する複数の着磁部を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記演算部は、前記横磁場検知部の信号と前記縦磁場検知部の信号のうち、一方を他方で除算するか、または前記横磁場検知部の信号と前記縦磁場検知部の信号に基づく逆正接関数による演算を行う
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の位置検出装置。 - 前記演算部は、前記磁気検知部と前記磁石との相対的な移動量に応じて、前記除算と前記逆正接関数による演算とのうちのいずれを用いて前記位置検出信号を演算するかを切り替える
ことを特徴とする請求項3に記載の位置検出装置。 - 前記演算部による前記除算において割るほうの信号が極大値の半分以下とならないように、前記磁気検知部と前記磁石との相対的な移動を制限する移動制限部材を備える
ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の位置検出装置。 - 前記演算部は、前記逆正接関数による演算において、前記横磁場検知部の信号と前記縦磁場検知部の信号のうち、一方を他方で除算した結果を変数として演算を行う
ことを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の位置検出装置。 - 所定間隔を保って相対的に移動可能である磁気検知部と磁石とを備える位置検出装置の制御方法であって、
前記磁気検知部は、前記磁気検知部と前記磁石との離間方向の磁場を検知する縦磁場検知部と、前記磁石の移動方向の磁場を検知する横磁場検知部とを有し、
前記横磁場検知部の信号と前記縦磁場検知部の信号とに基づいて位置検出信号を演算する工程を有する
ことを特徴とする制御方法。 - 請求項7に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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