JP3008503B2 - Position detection device - Google Patents
Position detection deviceInfo
- Publication number
- JP3008503B2 JP3008503B2 JP2416675A JP41667590A JP3008503B2 JP 3008503 B2 JP3008503 B2 JP 3008503B2 JP 2416675 A JP2416675 A JP 2416675A JP 41667590 A JP41667590 A JP 41667590A JP 3008503 B2 JP3008503 B2 JP 3008503B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- position detection
- signal
- phases
- detection signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は，磁気抵抗（ＭＲ）素子
を用いた位置検出装置に関するものであり，特に，複数
相のＭＲ素子からの位置検出信号を内挿して高い分解能
をもつ位置検出信号を出力する位置検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting device using a magnetoresistive (MR) element, and more particularly to a position detecting apparatus having a high resolution by interpolating position detecting signals from a plurality of phases of MR elements. The present invention relates to a position detection device that outputs a signal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ズーム機構，フォーカス機構などを持つ
レンズシステムにおいては，合焦点における被写体距
離，ズームレンズ位置，フォーカスレンズ位置とはレン
ズ設計からある位置関係になければならない。特に，マ
ニュアルフォーカスのときにズーム機構を働かせる場合
にはピントボケを防止するため上記位置関係を保たなけ
ればならない。2. Description of the Related Art In a lens system having a zoom mechanism, a focus mechanism, and the like, the subject distance at the focal point, the zoom lens position, and the focus lens position must be in a certain positional relationship from the lens design. In particular, when the zoom mechanism is operated during manual focus, the above positional relationship must be maintained in order to prevent out-of-focus.
【０００３】この位置関係を満足させるため，従来，機
械的なカムを用いる方法，または，ズームレンズ位置と
マスタレンズ位置を検出して演算による電子カムを構成
する方法が取られている。機械的なカムを用いる方法は
装置構成が大きくなる，機械的磨耗により精度が低下す
る，精度が充分に得られないなどの問題がある。電子カ
ムによる方法においては，位置検出として，ポテンショ
メータを用いる方法，または，ズームレンズを移動させ
るステッピングモータの制御ステップを計数する方法な
どが知られている。しかしながら，ポテンショメータを
用いる方法は接触式であるからモータにかかる負荷が増
加するという問題，信頼性が低いという問題，抵抗膜の
ばらつきにより直線性に劣るという問題がある。ステッ
ピグモータのステップ数を計数する方法はレンズ駆動に
ステッピングモータを用いたレンズ系でなければ適用で
きない。Conventionally, in order to satisfy this positional relationship, a method using a mechanical cam or a method of detecting a zoom lens position and a master lens position to form an electronic cam by calculation has been adopted. The method using a mechanical cam has problems such as an increase in the configuration of the device, a decrease in accuracy due to mechanical wear, and an insufficient accuracy. In the method using an electronic cam, a method using a potentiometer or a method of counting the number of control steps of a stepping motor for moving a zoom lens is known as position detection. However, since the method using a potentiometer is a contact type, there are problems in that the load on the motor increases, reliability is low, and linearity is poor due to variations in the resistance film. The method of counting the number of steps of the stepping motor is not applicable unless the lens system uses a stepping motor for driving the lens.
【０００４】かかる問題を解決する方法としては，磁気
抵抗（ＭＲ）素子を用いることが考えられる。すなわ
ち，ＭＲ素子が磁界の変化によってその抵抗値が変化す
ることを利用する。たとえば，レンズ側にＭＲ素子を装
着し，固定側に磁石を配設し，レンズの移動によりＭＲ
素子を磁石に対して移動させ，その抵抗変化を位置変化
として取り出すものである。ＭＲ素子を用いる位置検出
方法としては，通常，ＭＲ素子の出力とＭＲ素子の中点
電位とを比較する方法，多相のＭＲ素子の相間電位を比
較する方法，ＭＲ素子からの正弦波，余弦波信号から任
意の位相差の正弦波信号を内挿する方法が知られてい
る。As a method for solving such a problem, it is conceivable to use a magnetoresistive (MR) element. That is, the fact that the resistance value of the MR element changes due to the change of the magnetic field is used. For example, an MR element is mounted on the lens side, a magnet is provided on the fixed side, and the MR is moved by moving the lens.
The element is moved with respect to the magnet, and its resistance change is extracted as a position change. As a position detection method using the MR element, a method of comparing the output of the MR element with the midpoint potential of the MR element, a method of comparing the interphase potentials of the multi-phase MR element, a sine wave from the MR element, a cosine A method of interpolating a sine wave signal having an arbitrary phase difference from a wave signal is known.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，これら
の方法では，ＭＲ素子形成パターンの１周期から最大４
個の出力しか得られず，正弦波信号の歪み，オフセット
による影響を受けやすいという問題がある。かかる問題
はカメラなどのレンズ位置を検出する場合だけでなく，
ＭＲ素子を用いた位置検出においても上記同様の問題に
遭遇している。したがって，本発明は，ＭＲ素子を用い
た位置検出において，信頼性が高く，かつ，精度の高い
位置検出を行うことを目的とする。However, according to these methods, one cycle of the MR element forming pattern can be up to four times.
There is a problem in that only outputs are obtained, and the sine wave signal is easily affected by distortion and offset. The problem is not only when detecting the position of a lens such as a camera, but also
The same problem as described above is encountered in position detection using an MR element. Therefore, an object of the present invention is to perform highly reliable and accurate position detection in position detection using an MR element.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め，本発明の位置検出装置においては，複数相のＭＲ素
子を用いた位置検出において，各相のＭＲ素子からの正
弦波状の信号成分のうち直線性に優れた信号成分をサン
プリングしてそのサンプリング値を内挿して，位置検出
信号を出力する。すなわち，本発明の位置検出装置は，
所定の分解能で位置を検出するため磁界発生手段の位置
変化に応じて複数の相の正弦波状の位置検出信号を出力
するように形成されたＭＲ素子と，該ＭＲ素子からの複
数相の位置検出信号の各相の信号の交点間の信号を取り
出し，その信号を内挿して位置検出信号を出力する位置
算出手段とを有する。In order to solve the above-mentioned problems, in the position detecting apparatus of the present invention, in position detection using a plurality of phases of MR elements, a sinusoidal signal component from each phase MR element is detected. Among them, a signal component having excellent linearity is sampled, and the sampled value is interpolated to output a position detection signal. That is, the position detecting device of the present invention
An MR element formed to output a sinusoidal position detection signal of a plurality of phases in accordance with a position change of a magnetic field generating means for detecting a position with a predetermined resolution; and a position detection of a plurality of phases from the MR element Position calculating means for extracting a signal between intersections of signals of each phase of the signal, interpolating the signal, and outputting a position detection signal.
【０００７】[0007]
【作用】位置算出手段はＭＲ素子から複数の位置検出信
号の位相を考慮して各相との交点間の直線性を示す部分
の信号を直線内挿（補間）して分解能の高い，正確な位
置信号を出力する。The position calculating means linearly interpolates (interpolates) the signal indicating the linearity between the intersections with the respective phases in consideration of the phases of the plurality of position detection signals from the MR element, thereby obtaining a high-resolution, accurate Output the position signal.
【０００８】[0008]
【実施例】図１は本発明の１実施例としてＶＴＲカメラ
の位置検出にＭＲ素子を用いた位置検出装置の回路構成
を示す。図において，位置検出装置は，ＭＲセンサ１，
バッファ２〜４，サンプリングホルダ５〜７，スイッチ
９〜１１，Ａ／Ｄコンバータ１２，およびマイクロコン
ピュータ本体（ＣＰＵ）１４が図示のごとく接続されて
いる。この位置検出装置はＶＴＲカメラに内蔵されてい
る。ＭＲセンサ１は，ズームレンズ，および，フォーカ
スレンズに固定されており，ズームレンズおよびフォー
カスレンズの移動とともに移動する。ただし，以下の記
述においてはＭＲセンサ１がズームレンズに固定された
場合について述べる。FIG. 1 shows a circuit configuration of a position detecting device using an MR element for detecting the position of a VTR camera as an embodiment of the present invention. In the figure, the position detecting device is an MR sensor 1,
The buffers 2 to 4, the sampling holders 5 to 7, the switches 9 to 11, the A / D converter 12, and the microcomputer body (CPU) 14 are connected as shown. This position detecting device is built in the VTR camera. The MR sensor 1 is fixed to a zoom lens and a focus lens, and moves as the zoom lens and the focus lens move. However, in the following description, a case where the MR sensor 1 is fixed to a zoom lens will be described.
【０００９】図２にズームレンズに装着されたＭＲセン
サ１の形成パターンを示す。このＭＲセンサ１に対向す
る位置に間隔λでＮ磁極，Ｓ磁極が配設されている永久
磁石が配設されている。ＭＲセンサ１は，３相の位置検
出信号を出力するように，それぞれλ／２の間隔で配設
された第１相位置検出用ＭＲ素子パターンＡ1 ，Ａ 2，
第２相位置検出用ＭＲ素子パターンＢ1 ，Ｂ 2，第３相
位置検出用ＭＲ素子パターンＣ1 ，Ｃ 2が，間隔λで配
設されているＮ，Ｓ磁石（磁界）に直交する方向に設け
られている。第１相位置検出用ＭＲ素子パターンＡ1 と
第２相位置検出用ＭＲ素子パターンＢ1 との間の間隔は
λ／３である。磁界と平行する方向に配設された図示の
太い線は給電線を示す。また，整合用抵抗パターン
Ｓ1 ，Ｓ2 が配設されている。図２に示したＭＲセンサ
１の等価回路を図３に示す。磁石Ｎ，Ｓに対してＭＲセ
ンサ１が移動すると，大地Ｇと電源電圧ＶCCとの間に接
続されている第１相位置検出用ＭＲ素子パターンＡ1 ，
Ａ 2，第２相位置検出用ＭＲ素子パターンＢ1 ，Ｂ 2，
第３相位置検出用ＭＲ素子パターンＣ1 ，Ｃ 2のそれぞ
れの磁気抵抗が変化して，その抵抗変化が，図４（ａ）
に示す交流電圧の第１相位置検出信号Ａ0 ，第２相位置
検出信号Ｂ0 ，第３相位置検出信号Ｃ0 として出力され
る。これらの３相の信号Ａ0 ，Ｂ0 ，Ｃ0 は，ズームレ
ンズの移動速度によってその周波数は規定されるが，そ
れぞれ正弦波（または余弦波）の波形であり，相互に１
２０度の位相差がある。図４（ｂ）は，これらの位置検
出信号Ａ0 ，Ｂ0 ，Ｃ0 が相互に交差する点間の各相の
信号波形である。これら信号はほぼ直線である。FIG. 2 shows a pattern of the MR sensor 1 mounted on the zoom lens. At the position facing the MR sensor 1, permanent magnets having N magnetic poles and S magnetic poles at intervals of λ are provided. The MR sensor 1 outputs first-phase position detecting MR element patterns A 1 , A 2 , and A 3 arranged at an interval of λ / 2 so as to output three-phase position detection signals.
The direction in which the MR element patterns B 1 and B 2 for detecting the second phase position and the MR element patterns C 1 and C 2 for detecting the third phase position are orthogonal to the N and S magnets (magnetic fields) arranged at the interval λ. It is provided in. The interval between the first phase position detecting MR element pattern A 1 and the second phase position detecting MR element pattern B 1 is λ / 3. The thick line shown in the drawing arranged in a direction parallel to the magnetic field indicates a feed line. Further, matching resistance patterns S 1 and S 2 are provided. FIG. 3 shows an equivalent circuit of the MR sensor 1 shown in FIG. When the MR sensor 1 moves with respect to the magnets N and S, the first phase position detecting MR element patterns A 1 , connected between the ground G and the power supply voltage V CC .
A 2 , the second phase position detecting MR element patterns B 1 , B 2 ,
The magnetic resistance of each of the third-phase position detecting MR element patterns C 1 and C 2 changes, and the change in the resistance changes as shown in FIG.
Are output as a first phase position detection signal A 0 , a second phase position detection signal B 0 , and a third phase position detection signal C 0 of the AC voltage shown in FIG. The frequency of these three-phase signals A 0 , B 0 , and C 0 is defined by the moving speed of the zoom lens, but each has a sine wave (or cosine wave) waveform.
There is a phase difference of 20 degrees. FIG. 4B shows a signal waveform of each phase between points where these position detection signals A 0 , B 0 , and C 0 cross each other. These signals are almost linear.
【００１０】ＭＲセンサ１の各相の位置検出信号Ａ0 ，
Ｂ0 ，Ｃ0 をそれぞれ， Ｖ＝ＶP ｓｉｎθ ・・・（１） と近似した場合，図４の各相の交点電圧Ｖcross は次の
式で規定される。 Ｖcross ＝ＶP ｓｉｎ（π／２ｎ） ・・・（２） ｎ：相数，ただし，ｎは奇数。 ＝ＶP ｓｉｎ（π／ｍ） ・・・（３） ｍ：相数，ただし，ｍは偶数。式（２），（３）から明
らかなように，ＭＲセンサ１の相数ｎまたはｍが増加す
れば，交点電圧Ｖcross は低下し，図４（ｂ）に示した
波形の直線性は向上する。したがって，ＭＲセンサ１の
相数Ｎまたはｍは多い方が望ましいが，以下の記述にお
いては，図２に示したように３相の場合について述べ
る。なお，２相の場合には，中心電圧を基準に折り返し
て４相にする。[0010] The position detection signals A 0 ,
B 0, the C 0, respectively, when approximated to V = V P sinθ ··· (1 ), the intersection voltage V cross of each phase in FIG. 4 is defined by the following equation. V cross = V P sin (π / 2n) ··· (2) n: number of phases, where, n is an odd number. = V P sin (π / m ) ··· (3) m: the number of phases, however, m is an even number. As is clear from equations (2) and (3), when the number n or m of phases of the MR sensor 1 increases, the intersection voltage V cross decreases, and the linearity of the waveform shown in FIG. I do. Therefore, it is desirable that the number of phases N or m of the MR sensor 1 is large. However, in the following description, a case of three phases as shown in FIG. 2 will be described. In the case of two phases, the phase is turned back to four phases based on the center voltage.
【００１１】図１の回路において，バッファ２〜４は第
１相位置検出信号Ａ0 ，第２相位置検出信号Ｂ0 ，第３
相位置検出信号Ｃ0 を入力し，サンプリングホルダ５〜
７に出力する。必要に応じて，バッファ２〜４を増幅回
路にしてもよい。サンプリングホルダ５〜７はＡ／Ｄコ
ンバータ１２のＡ／Ｄ変換速度およびタイミングに応じ
て入力された位置検出信号Ａ0 ，Ｂ0 ，Ｃ0 をそれぞれ
サンプルホールドする。アナログスイッチ９〜１１は順
次，所定時間オンにされる。それにより，サンプリング
ホルダ５〜７でサンプルホールドされた信号がＡ／Ｄコ
ンバータ１２で順次ディジタル信号に変換される。Ａ／
Ｄコンバータ１２の出力はＣＰＵ１４に入力されて、以
下に述べる信号処理が行われる。In the circuit shown in FIG. 1, buffers 2 to 4 store a first phase position detection signal A 0 , a second phase position detection signal B 0 , and a third phase position detection signal B 0 .
Enter the phase position detection signal C 0, the sampling holder 5
7 is output. If necessary, the buffers 2 to 4 may be amplifier circuits. The sampling holders 5 to 7 sample and hold the position detection signals A 0 , B 0 , and C 0 input according to the A / D conversion speed and timing of the A / D converter 12, respectively. The analog switches 9 to 11 are sequentially turned on for a predetermined time. Thus, the signals sampled and held by the sampling holders 5 to 7 are sequentially converted into digital signals by the A / D converter 12. A /
The output of the D converter 12 is input to the CPU 14 and the signal processing described below is performed.
【００１２】図５はＣＰＵ１４の処理を示すフローチャ
ートである。ステップＳ０１〜Ｓ０８：ＣＰＵ１４は３
相の位置検出信号について以下の処理を行う。ステップＳ０２ ：ＭＰＵ１４は各相の位置検出信号の交
点電圧の最大値ＭＡＸと最低値ＭＩＮを上記Ａ／Ｄコン
バータ１２からの読みに基づいて決定する。ステップＳ０３ ：次いで，ＣＰＵ１４は（ＭＡＸ＋ＭＩ
Ｎ）／２を計算して，中点電位，すなわち，オフセット
電圧を計算する。ステップＳ０４ ：ＣＰＵ１４は位置検出信号をステップ
Ｓ０３で計算したオフセット電圧で補正する。ステップＳ０５ ：ＣＰＵ１４はＭＡＸとＭＩＮとの差か
らゲインを算出し，位置検出信号にこのゲインを乗ず
る。以上の処理によって，各相の位置検出信号のオフセ
ット補正およびドリフト補正が行われる。ステップＳ０８ ：ＣＰＵ１４は各相の電位を比較して交
点電圧を求める。ステップＳ０９ ：ＣＰＵ１４は各交点電圧から，直線性
を示す相の位置検出信号を選択し，位置検出信号を直線
内挿する。すなわち，サンプリングホルダ５〜７および
Ａ／Ｄコンバータ１２を介して入力されるＭＲセンサ１
の各位置検出信号Ａ0 ，Ｂ0 ，Ｃ0 はサンプリングされ
たものであるから，そのサンプリング時間の離散性を直
線的に内挿する。ＣＰＵ１４は直線内挿によって算出さ
れた位置信号を，ズームレンズの位置制御系（図示せ
ず）に出力する。このズームレンズの位置制御系はＣＰ
Ｕ１４を共用して処理させてもよい。FIG. 5 is a flowchart showing the processing of the CPU 14. Steps S01 to S08: CPU 14
The following processing is performed on the phase position detection signal. Step S02 : The MPU 14 determines the maximum value MAX and the minimum value MIN of the intersection voltage of the position detection signals of each phase based on the reading from the A / D converter 12. Step S03 : Next, the CPU 14 sets (MAX + MI
N) / 2 to calculate the midpoint potential, that is, the offset voltage. Step S04 : The CPU 14 corrects the position detection signal with the offset voltage calculated in step S03. Step S05 : The CPU 14 calculates a gain from the difference between MAX and MIN, and multiplies the position detection signal by this gain. Through the above processing, offset correction and drift correction of the position detection signal of each phase are performed. Step S08 : The CPU 14 determines the intersection voltage by comparing the potentials of the respective phases. Step S09 : The CPU 14 selects a position detection signal of a phase exhibiting linearity from each intersection voltage, and linearly interpolates the position detection signal. That is, the MR sensor 1 input via the sampling holders 5 to 7 and the A / D converter 12
Since the position detection signals A 0 , B 0 , and C 0 are sampled, the discreteness of the sampling time is linearly interpolated. The CPU 14 outputs a position signal calculated by linear interpolation to a position control system (not shown) of the zoom lens. The position control system of this zoom lens is CP
U14 may be shared and processed.
【００１３】磁石Ｎ，Ｓの間隔λを１５０μｍ，各相の
位置検出ＭＲ素子パターン，たとえば，Ａ1 とＡ 2との
間隔λ／２を７５μｍ，したがって，図４（ｂ）の間隔
ｄ＝２５μｍとし，この間隔ｄを１ｍｓでサンプリング
して６４個のサンプリングデータを入手した場合，内挿
によって最小分解能，約０．３９μｍの位置検出信号を
得ることができる。なお，ＣＰＵ１４から出力される位
置信号は，ＭＲセンサ１が磁界の変動，すなわち，Ｎ，
Ｓ磁石の位置変化に対して抵抗が変化するので，インク
リメンタルな信号である。絶対位置はこのインクリメン
タルな信号を，たとえば，ＣＰＵ１４内のメモリで，あ
るいは，カウンタで積分（累積）することにより得られ
る。磁石の間隔λ＝１５０μｍとし単相のＭＲ素子で位
置検出を行った場合の分解能はλ＝１５０μｍであり，
３相にしても分解能はたかだか５０μｍであるが，内挿
演算することにより，上記のように分解能が非常に向上
する。この内挿演算は直線性のある信号成分を用いてお
り，しかも，オフセット補正およびドリフト補正がされ
ているから精度が高い。サンプリング周期を上げれば，
内挿する信号の間隔が短くなるから，内挿演算によって
得られる分解能（精度）はさらに高くなる。なお，上述
したように，ＭＲセンサ１の相を増やすと，内挿に用い
る信号成分の直線性が向上するから，精度が一層向上す
る。The interval λ between the magnets N and S is 150 μm, and the position detecting MR element pattern of each phase, for example, the interval λ / 2 between A 1 and A 2 is 75 μm. Therefore, the interval d in FIG. 4B is 25 μm. If this interval d is sampled at 1 ms to obtain 64 pieces of sampling data, a position detection signal with a minimum resolution of about 0.39 μm can be obtained by interpolation. Note that the position signal output from the CPU 14 indicates that the MR sensor 1 has a change in the magnetic field, that is, N,
Since the resistance changes with respect to the change in the position of the S magnet, the signal is an incremental signal. The absolute position is obtained by integrating (accumulating) this incremental signal in, for example, a memory in the CPU 14 or using a counter. The resolution when the position is detected by a single-phase MR element with the magnet spacing λ = 150 μm is λ = 150 μm.
Although the resolution is at most 50 μm even with three phases, the resolution is greatly improved as described above by performing the interpolation operation. This interpolation operation uses a linear signal component, and is highly accurate since offset correction and drift correction are performed. By increasing the sampling period,
Since the interval between signals to be interpolated is shortened, the resolution (accuracy) obtained by the interpolation operation is further increased. As described above, when the number of phases of the MR sensor 1 is increased, the linearity of the signal component used for interpolation is improved, so that the accuracy is further improved.
【００１４】以上に述べた上記実施例はＣＰＵ１４を用
いて内挿演算を行ったが，上記内挿演算をハードウエア
回路で行うこともできる。図６はハードウエア回路で実
現した位置検出装置の回路図を示す。この回路は，差動
増幅回路２１〜２３，マルチプレクサ２４，位相弁別回
路２５，アップ・ダウンカウンタ２６，比較回路２７〜
２９，および，論理回路３０が図示のごとく接続されて
いる。In the above-described embodiment, the interpolation operation is performed by using the CPU 14, but the interpolation operation may be performed by a hardware circuit. FIG. 6 shows a circuit diagram of a position detecting device realized by a hardware circuit. This circuit includes differential amplifier circuits 21 to 23, a multiplexer 24, a phase discrimination circuit 25, an up / down counter 26, a comparison circuit 27 to
29 and a logic circuit 30 are connected as shown.
【００１５】差動増幅回路，たとえば，差動増幅回路２
１は，演算増幅回路２１ａ，負帰還抵抗器２１ｂからな
り，可変抵抗器で構成された負帰還抵抗器２１ｂはゲイ
ン調整にも用いる。演算増幅回路２１ａは，信号Ｓ0 と
第１相位置検出信号Ａ0 との差動信号を増幅する。した
がって，信号Ｓ0 と第１相位置検出信号Ａ0 とに共通に
重畳されるノイズ成分が相殺される。差動増幅回路２１
ａには，オフセット信号Ｓ３１が印加され，オフセット
補正が行われる。A differential amplifier circuit, for example, a differential amplifier circuit 2
Reference numeral 1 denotes an operational amplifier circuit 21a and a negative feedback resistor 21b, and the negative feedback resistor 21b composed of a variable resistor is also used for gain adjustment. The operational amplifier circuit 21a amplifies a differential signal between the signal S 0 and the first phase position detection signal A 0 . Therefore, noise components commonly superimposed on the signal S 0 and the first phase position detection signal A 0 are canceled. Differential amplifier circuit 21
The offset signal S31 is applied to a, and offset correction is performed.
【００１６】位相弁別回路２５は差動増幅回路２１〜２
３からの位置検出信号を入力して，これら信号の高低関
係から位相を検出する。位相弁別回路２５で検出される
位相は遅れ位相と進み位相とが検出され，進み位相のと
きはアップパルスＵＰが，遅れ位相のときはダウンパル
スＤＯＷＮがアップ・ダウンカウンタ２６に出力され，
アップ・ダウンカウンタ２６がアップパルスＵＰのとき
はカウンタの値を増加させ，ダウンパルスＤＯＷＮのと
きはカウンタの値を減少させる。これにより，λ／２の
分解能で絶対位置が検出される。The phase discrimination circuit 25 includes differential amplifier circuits 21 to 2
3, and the phase is detected from the level relationship between these signals. As for the phase detected by the phase discriminating circuit 25, a lag phase and an advanced phase are detected. When the phase is an advanced phase, an up pulse UP is output. When the phase is a lag phase, a down pulse DOWN is output to an up / down counter 26.
When the up / down counter 26 has an up pulse UP, the counter value is increased, and when the down pulse DOWN is present, the counter value is decreased. Thus, the absolute position is detected with a resolution of λ / 2.
【００１７】位相弁別回路２５は上記検出した位相に基
づいてマルチプレクサ２４内の対応する位相選択スイッ
チ２４ａ〜２４ｃのいずれかをオンにする。たとえば，
図４（ｂ）の期間Ｔ１の場合は第１相位置検出信号Ａ0
を選択するため位相選択スイッチ２４ａをオンにし，期
間Ｔ２の場合は第３相位置検出信号Ｃ0 を選択するため
位相選択スイッチ２４ｃをオンにし，期間Ｔ３の場合は
第２相位置検出信号Ｂ0 を選択するため位相選択スイッ
チ２４ｂをオンにする。このように位相選択スイッチの
オンによって選択された差動増幅回路２１〜２３からの
信号は比較回路２７〜２９に印加されて対応する基準電
圧ＲＥＦ１〜ＲＥＦ３と比較され，基準電圧より高い電
圧の場合，「１」出力が出力される。論理回路３０は複
数の比較回路で構成され，比較回路２７〜２９からの論
理信号の組合せに基づいて位置信号の内挿を行う。The phase discrimination circuit 25 turns on one of the corresponding phase selection switches 24a to 24c in the multiplexer 24 based on the detected phase. For example,
In the case of the period T1 in FIG. 4B, the first phase position detection signal A 0
Is turned on, the phase selection switch 24c is turned on to select the third phase position detection signal C 0 during the period T2, and the second phase position detection signal B 0 is turned on during the period T3. Is turned on, the phase selection switch 24b is turned on. The signals from the differential amplifier circuits 21 to 23 selected by turning on the phase selection switches are applied to the comparison circuits 27 to 29 and compared with the corresponding reference voltages REF1 to REF3. , "1" are output. The logic circuit 30 is composed of a plurality of comparison circuits, and interpolates the position signal based on a combination of the logic signals from the comparison circuits 27 to 29.
【００１８】図６の回路においては，カウンタ２６の出
力と論理回路３０の論理判断結果と組合せで位置信号が
決定される。図６の回路においても，上述したようにオ
フセット補正，ドリフト補正を行った内挿位置信号が得
られる。In the circuit shown in FIG. 6, the position signal is determined by a combination of the output of the counter 26 and the result of the logical judgment of the logic circuit 30. In the circuit of FIG. 6 as well, an interpolation position signal for which offset correction and drift correction have been performed as described above can be obtained.
【００１９】図１におけるスイッチ９〜１１はもし相数
だけのＡ／Ｄコンバータが設けられる場合，同様に，図
６におけるマルチプレクサ２４におけるスイッチはも
し，相数だけの比較回路２７〜２９が設けられる場合に
は不用となる。If switches 9 to 11 in FIG. 1 are provided with A / D converters corresponding to the number of phases, similarly, switches in multiplexer 24 in FIG. 6 are provided with comparison circuits 27 to 29 corresponding to the number of phases. In some cases, it is unnecessary.
【００２０】以上，本発明の１実施例としてＶＴＲカメ
ラのズームレンズの位置検出について例示したが，本発
明の位置検出装置は他の種々の精密な位置検出にも適用
できる。As described above, the position detection of the zoom lens of the VTR camera has been described as an embodiment of the present invention. However, the position detecting device of the present invention can be applied to other various kinds of precise position detection.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上述べたように，本発明の位置検出装
置によれば，分解能が高く，精度の高い位置検出が可能
となる。As described above, according to the position detecting device of the present invention, it is possible to detect a position with high resolution and high accuracy.
【図１】本発明の第１実施例の位置検出装置の構成図で
ある。FIG. 1 is a configuration diagram of a position detection device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１におけるＭＲセンサのパターンである。FIG. 2 is a pattern of the MR sensor in FIG. 1;
【図３】図２のＭＲセンサの等価回路である。FIG. 3 is an equivalent circuit of the MR sensor of FIG. 2;
【図４】図３における位置検出信号波形である。FIG. 4 is a waveform of a position detection signal in FIG.
【図５】図１のマイクロコンピュータの動作フローチャ
ートである。FIG. 5 is an operation flowchart of the microcomputer of FIG. 1;
【図６】本発明の第２実施例の位置検出装置の構成図で
ある。FIG. 6 is a configuration diagram of a position detection device according to a second embodiment of the present invention.
１・・ＭＲセンサ， ２〜４・・バッファ， ５〜７・・サンプリングホルダ， ９〜１１・・スイッ
チ， １２・・Ａ／Ｄコンバータ， １４・・マイクロコン
ピュータ。1. MR sensor, 2-4 buffer, 5-7 sampling holder, 9-11 switch, 12 A / D converter, 14 microcomputer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 7/00 - 7/34 G01D 5/00 - 5/252 G01D 5/39 - 5/62 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 7 /00-7/34 G01D 5/00-5/252 G01D 5/39-5/62
Claims (1)
発生手段の位置変化に応じて複数の相の正弦波状の位置
検出信号を出力するように形成された磁気抵抗素子と，
該磁気抵抗素子からの複数相の位置検出信号の各相の信
号の交点間の信号を取り出しその信号を内挿して位置検
出信号を算出する位置算出手段とを有する位置検出装
置。A magnetoresistive element formed to output a sinusoidal position detection signal of a plurality of phases in response to a position change of a magnetic field generating means for detecting a position with a predetermined resolution;
A position calculating means for extracting a signal between the intersections of the signals of the respective phases of the plurality of phase detection signals from the magnetoresistive element and interpolating the signal to calculate a position detection signal.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2416675A JP3008503B2 (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Position detection device |
| US07/805,635 US5208535A (en) | 1990-12-28 | 1991-12-12 | Mr position detecting device |
| TW080110102A TW224515B (en) | 1990-12-28 | 1991-12-24 | |
| DE69112011T DE69112011T2 (en) | 1990-12-28 | 1991-12-26 | Magnetoresistive position sensor. |
| EP91403547A EP0493260B1 (en) | 1990-12-28 | 1991-12-26 | Magnetoresistive position detecting device |
| KR1019910024522A KR0167777B1 (en) | 1990-12-28 | 1991-12-27 | Mr position detecting device |
| KR1019910024522D KR920012945A (en) | 1990-12-28 | 1991-12-27 | MR position detection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2416675A JP3008503B2 (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Position detection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04233411A JPH04233411A (en) | 1992-08-21 |
| JP3008503B2 true JP3008503B2 (en) | 2000-02-14 |
Family
ID=18524878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2416675A Expired - Fee Related JP3008503B2 (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Position detection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3008503B2 (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3336661B2 (en) * | 1993-03-10 | 2002-10-21 | ソニー株式会社 | Rotation detection device |
| JPH08321984A (en) * | 1995-03-22 | 1996-12-03 | Sony Corp | Automatic tracking image pickup device |
| JP4797581B2 (en) * | 2005-11-09 | 2011-10-19 | 株式会社デンソー | Rotation angle detector |
| JP2008101932A (en) * | 2006-10-17 | 2008-05-01 | Tokai Rika Co Ltd | Magnetic position sensor |
| JP5817018B2 (en) * | 2008-11-28 | 2015-11-18 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Current sensor |
| JP2013117430A (en) * | 2011-12-02 | 2013-06-13 | Semiconductor Components Industries Llc | Position detection circuit and position controller |
| JP6973992B2 (en) * | 2016-06-16 | 2021-12-01 | ミネベアミツミ株式会社 | Rotation detection device, motor device and rotation detection method |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP2416675A patent/JP3008503B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04233411A (en) | 1992-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0493260B1 (en) | Magnetoresistive position detecting device | |
| US5412317A (en) | Position detector utilizing absolute and incremental position sensors in combination | |
| US7184914B2 (en) | Sensor signal processor | |
| JP3008503B2 (en) | Position detection device | |
| JP5116751B2 (en) | Magnetic detector | |
| US6856477B2 (en) | Position detecting apparatus, and optical apparatus and position detecting method comprising this | |
| SE529249C2 (en) | Procedure for signal processing at capacitive measurement scales | |
| EP0580477B1 (en) | Position detecting apparatus | |
| JP4041635B2 (en) | Signal measurement method and position determination method using symmetrical sampling method | |
| US6307366B1 (en) | Object position sensor using magnetic effect device | |
| JPH04282417A (en) | Magnetic sensor | |
| JPH10206104A (en) | Position detecting apparatus | |
| JPH10132605A (en) | Position detector | |
| JP3318843B2 (en) | Position detector origin detection method and detection system | |
| JPH10311742A (en) | Position detection sensor | |
| JP2764722B2 (en) | Interpolation method of encoder read signal | |
| JP3120454B2 (en) | MR type position detector | |
| JPH0726858B2 (en) | Signal processing circuit for encoder | |
| JP2001074500A (en) | Magnetic type encoder | |
| JP2000035527A (en) | Lens driving device and lens driving method | |
| JP2938472B2 (en) | Rotation angle detector | |
| JP2000310502A (en) | Device for detecting position of lens | |
| JPH05306942A (en) | Signal processing circuit of encoder | |
| JPH08219804A (en) | Position detecting device | |
| JPH08201007A (en) | Position detector and magnetoresistive element |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071203 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081203 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091203 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |