專利名稱：位置檢測(cè)裝置以及位置檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種位置4企測(cè)裝置以及位置4企測(cè)方法，更詳細(xì)
地{兌，涉及一種用于進(jìn)4于照相才幾的自動(dòng)聚焦、可變焦距《竟頭位
置的原點(diǎn)檢測(cè)的位置檢測(cè)裝置以及位置檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
以往，作為位置檢測(cè)用傳感器、已知使用光斷續(xù)器(photo interrupter:透射型光電傳感器)或者光反射器(photo reflector:
反射型光電傳感器)。
光斷續(xù)器具有使將電信號(hào)變換為光信號(hào)的發(fā)光元件與將 光信號(hào)變換為電信號(hào)的受光元件隔著固定間隔而相向、并一體 化在一個(gè)罩殼內(nèi)的結(jié)構(gòu)，是根據(jù)由于通過(guò)兩個(gè)元件之間而產(chǎn)生 的光量變化來(lái)檢測(cè)有無(wú)物體的傳感器。
另外，光反射器具有在同一方向上并行設(shè)置將電信號(hào)變換 為光信號(hào)的發(fā)光元件與將光信號(hào)變換為電信號(hào)的受光元件、并 一體化在一個(gè)罩殼內(nèi)的結(jié)構(gòu)，是檢測(cè)來(lái)自物體的反射光的變化 的傳感器。
例如，在專利文獻(xiàn)1中記載了使用光斷續(xù)器作為位置檢測(cè) 用傳感器的裝置，在數(shù)字照相機(jī)等的具有可變焦距功能、聚焦 功能的鏡頭鏡筒中安裝有傳感器，該傳感器對(duì)在光軸方向上進(jìn) 行驅(qū)動(dòng)的可變焦距鏡頭單元、聚焦鏡頭單元的原點(diǎn)位置進(jìn)行檢 測(cè)。如下進(jìn)行該原點(diǎn)位置的檢測(cè)使用被安裝在鏡頭單元中的 遮蔽部件和光斷續(xù)器，由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鏡頭單元，與該鏡頭單元一 起移動(dòng)的遮蔽部件橫穿光電傳感器，由此遮蔽光，對(duì)該光電傳 感器的輸出電平進(jìn)行監(jiān)視。
4另外，例如在專利文獻(xiàn)2中記載了使用光反射器作為位置 檢測(cè)用傳感器的裝置，在進(jìn)行相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)部件、例如固定 環(huán)上固定光反射器，在另一個(gè)部件、例如旋轉(zhuǎn)環(huán)上粘接固定反 射部件(反射薄板)。光反射器與反射部件被固定在兩個(gè)部件的 預(yù)先規(guī)定的位置上，其結(jié)果，能夠在產(chǎn)生光反射器的輸出的位 置進(jìn)行原點(diǎn)檢測(cè)。
這樣，使用光斷續(xù)器、光反射器作為位置檢測(cè)用傳感器的
裝置在溫度特性上具有穩(wěn)定性，但是存在尺寸變大、阻礙AF(自
動(dòng)聚焦)單元的小型化的問(wèn)題。為了解決這種問(wèn)題，開發(fā)出使用
磁鐵與磁傳感器的位置檢測(cè)傳感器(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。
圖l和圖2是用于說(shuō)明以往的利用》茲傳感器的位置檢測(cè)裝 置的結(jié)構(gòu)圖，圖l是表示由磁鐵和霍爾元件構(gòu)成的位置檢測(cè)傳感 器的圖，圖2是表示嵌入有圖1所示的位置檢測(cè)傳感器的位置檢 測(cè)裝置的信號(hào)處理電路的圖。
如圖l所示，位置檢測(cè)傳感器具備一個(gè)磁鐵(磁力發(fā)生體)l、 以及被相互分離配置的兩個(gè)霍爾元件(例如， 一組霍爾元件對(duì) P茲傳感器對(duì)))2a、 2b。》茲《失1具有圓柱形狀，其上面?zhèn)群拖旅鎮(zhèn)?分別被磁化為N極和S極?；魻栐?duì)2a、 2b被安裝在裝置主體 等固定側(cè)的物體(固定部件)上，磁鐵l被安裝在相對(duì)于固定部件 進(jìn)行移動(dòng)的移動(dòng)側(cè)的物體(移動(dòng)部件)上。并且，被安裝在移動(dòng) 部件上的磁鐵l能夠在圖中的箭頭AR1方向(X方向)上相對(duì)于被 安裝在固定部件上的霍爾元件對(duì)2a、 2b進(jìn)行移動(dòng)。此外，BD表 示》茲通^:測(cè)軸。
圖2所示的信號(hào)處理電路3具備差動(dòng)放大部lla、 llb、減法 部13以及低通濾波器15。由差動(dòng)放大部lla求出作為霍爾元件2a 的輸出電位Val、 Va2之差的霍爾電動(dòng)勢(shì)Vha,并且由差動(dòng)方文大 部llb求出作為霍爾元件2b的輸出電位Vbl、 Vb2之差的霍爾電動(dòng)勢(shì)Vhb。然后，由減法部H算出該兩者Vha、 Vhb的差A(yù)V(-Vha-Vhb)。從該減法部13的輸出值還通過(guò)低通濾波器15 ，作為 表示磁鐵1的位置的輸出(位置輸出)而被輸出。
另外，信號(hào)處理電路3具備加法部14、運(yùn)算部16以及電源 控制部17，使用這些各處理部14、 16、 17控制對(duì)于各霍爾元件 2a、 2b的各自的各輸入電壓Vin使得各輸出電壓(霍爾電動(dòng) 勢(shì))Vha、 Vhb的加法值(和)成為固定值。這樣，信號(hào)處理電路3 構(gòu)成為在對(duì)霍爾元件對(duì)2a、 2b的輸入值Vin進(jìn)行控制使得霍爾元 件對(duì)2a、 2b的輸出值的加法值(Vha+Vhb)成為固定值Vct的基礎(chǔ) 上，將霍爾元件對(duì)2a、 2b的輸出值的減法值A(chǔ)V作為位置輸出 而進(jìn)行檢測(cè)并輸出。
然而，嵌入有上述的由磁鐵和霍爾元件構(gòu)成的位置檢測(cè)傳 感器的位置檢測(cè)裝置存在如下問(wèn)題 一 般存在移動(dòng)機(jī)構(gòu)的晃動(dòng) (磁鐵的縱方向的晃動(dòng))，導(dǎo)致該晃動(dòng)成為誤差原因。另一方面， 光斷續(xù)器不檢測(cè)縱方向的晃動(dòng)，而是檢測(cè)橫方向的位置。
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種通 過(guò)取得多個(gè)霍爾元件的輸出電壓之比來(lái)消除溫度特性的偏差、 并且除去由縱方向的晃動(dòng)引起的誤差、并且能夠小型化的位置 檢測(cè)裝置以及位置4全測(cè)方法。
專利文獻(xiàn)l:日本特開2006-58818號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-132751號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本特開2005-331399號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為達(dá)到這種目的而完成的，權(quán)利要求l所述的發(fā) 明的特征在于，具備多個(gè)磁檢測(cè)元件，上述多個(gè)磁檢測(cè)元件 被相互分離配置；磁通發(fā)生體，其相對(duì)于該/磁檢測(cè)元件進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)；以及決定單元，其使用來(lái)自上述磁^r測(cè)元件的輸出電 壓之比的變化來(lái)決定原點(diǎn)位置。
另外，其特征在于，上述決定單元由將上述磁檢測(cè)元件中 的一方磁檢測(cè)元件的輸出電壓反饋控制為固定值的控制部構(gòu) 成，具備驅(qū)動(dòng)部，該驅(qū)動(dòng)部用與通過(guò)該控制部控制為固定值時(shí) 提供給上述一方》茲?rùn)z測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)電流相同的驅(qū)動(dòng)電流來(lái)驅(qū)動(dòng) 上述》茲?rùn)z測(cè)元件中的另 一方磁檢測(cè)元件，得到上述一方磁沖企測(cè) 元件的輸出電壓與上述另 一方^H全測(cè)元件的輸出電壓之比的輸 出。
另外，其特征在于，其動(dòng)作時(shí)，上述一方^f茲?rùn)z測(cè)元件以及 上述另 一方磁檢測(cè)元件所檢測(cè)出的磁通密度的絕對(duì)值是不含O 的規(guī)定值。
另外，其特征在于，上述控制部具有對(duì)上述一方磁檢測(cè)元 件的輸出電壓加上基準(zhǔn)電壓的功能、以及將上述一方磁檢測(cè)元 件的輸出電壓調(diào)整為固定值的功能。
另外，其特征在于，將對(duì)上述一方磁檢測(cè)元件的輸出信號(hào) 進(jìn)行采樣的反饋用采樣保持電路設(shè)置在上述控制部的前級(jí)，與 此同時(shí)將對(duì)上述另 一方磁檢測(cè)元件的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣的釆樣 保持電路設(shè)置在輸出級(jí)。
另外，其特征在于，根據(jù)上述磁檢測(cè)元件的輸出電壓之比 的輸出來(lái)判斷上述磁通發(fā)生體的裝卸狀態(tài)。
另外，其特征在于，上述磁檢測(cè)元件是霍爾元件。
另外， 一種位置檢測(cè)方法，是具備互相分離配置的多個(gè)磁 檢測(cè)元件、以及相對(duì)于該磁檢測(cè)元件進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)的磁通發(fā)生 體的位置檢測(cè)裝置的位置檢測(cè)方法，其特征在于，具有以下步 驟獲取上述；茲?rùn)z測(cè)元件中的 一 方磁才企測(cè)元件的輸出電壓 (Vhel=A.K.Bhel ， A是放大器的放大率、K是常數(shù)、Bhel是一方磁檢測(cè)元件受到的磁通密度)；進(jìn)行反饋控制使得對(duì)上述 一 方
磁檢測(cè)元件的輸出電壓(Vhel)加上基準(zhǔn)電壓(Vref)而成為固定 值；用與進(jìn)行了上述反饋控制時(shí)提供給上述 一 方磁檢測(cè)元件的 驅(qū)動(dòng)電流相同的驅(qū)動(dòng)電流來(lái)驅(qū)動(dòng)上述f茲才全測(cè)元件中的另 一方》茲 檢測(cè)元件；以及獲取上述另 一方磁檢測(cè)元件的輸出電壓(Vhe2 =A.K.Bhe2， Bhe2是另 一方磁檢測(cè)元件受到的磁通密度)的步 驟，在上述進(jìn)行反饋控制的步驟中，將上述一方磁檢測(cè)元件的 輸出電壓控制為固定值(Vhel = A.K.Bhel+Vref = 0),由此在獲 取上述另 一方磁檢測(cè)元件的輸出電壓的步驟中，使得獲取成為 上述一方磁檢測(cè)元件受到的磁通密度(Bhel)與上述另 一方磁檢 測(cè)元件受到的磁通密度(Bhe2)之比的輸出電壓(Vhe2 = -Vref-Bhe2/Bhel)。
另外，其特征在于，其動(dòng)作時(shí)，上述一方^茲?rùn)z測(cè)元件以及 上述另 一方磁檢測(cè)元件所檢測(cè)出的磁通密度的絕對(duì)值是不含O 的規(guī)定值。
另外，其特征在于，上述磁檢測(cè)元件是霍爾元件。 根據(jù)本發(fā)明，具備被相互分離配置的多個(gè)^茲?rùn)z測(cè)元件、相 對(duì)于該磁檢測(cè)元件進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)的磁通發(fā)生體、以及使用來(lái)自 磁檢測(cè)元件的輸出電壓之比的變化來(lái)確定原點(diǎn)位置的決定單 元，因此能夠通過(guò)取得多個(gè)霍爾元件的輸出電壓之比來(lái)實(shí)現(xiàn)消 除溫度特性的偏差、并且除去縱方向的晃動(dòng)引起的誤差、且能 夠小型化的位置檢測(cè)裝置以及位置檢測(cè)方法。
另外，本發(fā)明使用除法方式(比)，在原點(diǎn)的輸出成為l(比), 在拔出磁鐵時(shí)的輸出成為0 ，因此能夠判斷磁鐵的裝卸。


圖l是用于說(shuō)明以往的利用磁傳感器的位置檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖，是表示由磁鐵和霍爾元件構(gòu)成的位置檢測(cè)傳感器的圖。 圖2是用于說(shuō)明以往的利用磁傳感器的位置檢測(cè)裝置的結(jié)
構(gòu)圖，是表示嵌入有圖l所示的位置檢測(cè)傳感器的位置檢測(cè)裝置
的信號(hào)處理電^f各的圖。
圖3A是表示本發(fā)明所涉及的位置檢測(cè)傳感器的 一 個(gè)實(shí)施
例的結(jié)構(gòu)圖，是用于說(shuō)明以往的差(和)方式的圖。
圖3B是表示本發(fā)明所涉及的位置檢測(cè)傳感器的 一 個(gè)實(shí)施
例的結(jié)構(gòu)圖，是用于說(shuō)明本發(fā)明的除法方式的圖。
圖4是表示差(和)方式中的相對(duì)于磁鐵的移動(dòng)距離(nm)的 霍爾元件的差磁通密度(mT)的關(guān)系的圖。
圖5A是用于說(shuō)明本發(fā)明的除法方式的圖，表示相對(duì)于移動(dòng) 距離(mm)的^茲通密度(mT)的關(guān)系。
圖5B是用于說(shuō)明本發(fā)明的除法方式的圖，表示相對(duì)于移動(dòng) 距離(iam)的磁通密度比的關(guān)系。
圖6A是表示差(和)方式中的信號(hào)(差/和)的GAP依賴性的圖。
圖6B是表示除法方式中的信號(hào)(比的絕對(duì)值)的GAP依賴性 的圖。
圖7是用于說(shuō)明本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié) 構(gòu)圖，是表示在使用圖3B所示的利用除法方式的位置檢測(cè)傳感 器的情況下的位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理電路的圖。
圖8是表示用于說(shuō)明本發(fā)明的位置檢測(cè)方法的一個(gè)實(shí)施例 的流程圖的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施例。
首先，為了說(shuō)明在本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置中使用的除法方
9式的位置檢測(cè)傳感器，與以往的差(和)方式的位置檢測(cè)傳感器 之間進(jìn)行比較來(lái)說(shuō)明。
圖3A和圖3B是以往的差(和)方式與本發(fā)明的除法方式的 位置檢測(cè)傳感器的比較圖。圖3A是用于說(shuō)明差(和)方式的圖， 圖3B是用于說(shuō)明除法方式的圖。此外，附圖標(biāo)記21表示磁鐵， 22a、 22b表示霍爾元件HE1、 HE2。
該位置檢測(cè)傳感器具備一個(gè)磁鐵21、以及,皮相互分離配置 的兩個(gè)霍爾元件22a、 22b。在該例中，霍爾元件22a、 22b的各 自的中心被配置在離原點(diǎn)(0iim)土500nm的位置上。磁鐵21具有 圓柱形狀，其側(cè)部分別被磁化為N極和S極?；魻栐?2a、 22b 被安裝在裝置主體等固定側(cè)的物體(固定部件)上，磁鐵21被安 裝在相對(duì)于固定部件移動(dòng)的移動(dòng)側(cè)的物體(移動(dòng)部件)上。并且， 被安裝在移動(dòng)部件上的磁鐵21能夠在圖中箭頭方向(X方向)上 相對(duì)于被安裝在固定部件上的霍爾元件2 2 a 、 2 2 b進(jìn)行移動(dòng)。
在圖3A所示的差(和)方式中，在原點(diǎn)的輸出是0。與此相對(duì)， 在圖3B所示的除法方式中，在原點(diǎn)的輸出的絕對(duì)值是l(比)，也 就是說(shuō)，成為不是O的值。
圖4是表示差(和)方式中的相對(duì)于磁鐵的移動(dòng)距離((im)的 霍爾元件的差磁通密度(mT)的關(guān)系的圖。在原點(diǎn)附近，當(dāng)以和 來(lái)看時(shí)》茲場(chǎng)成為0。當(dāng)萬(wàn)茲4失/人原點(diǎn)開始移動(dòng)時(shí)，以和來(lái)看的》茲場(chǎng) 的大小朝著右上方向線性變大。
圖5A和圖5B是用于說(shuō)明本發(fā)明中的除法方式的圖，圖5A 表示相對(duì)于移動(dòng)距離(mm)的磁通密度(mT)的關(guān)系，圖5B表示相 對(duì)于移動(dòng)距離((im)的磁通密度比的關(guān)系。
當(dāng)觀察圖5A中的移動(dòng)距離(mm)與磁通密度(mT)的關(guān)系、也 就是磁通密度隨著移動(dòng)距離變大而變大的關(guān)系時(shí)，如圖5B所 示，隨著從負(fù)數(shù)側(cè)向正數(shù)側(cè)移動(dòng)，成為朝著右下方的特性，捕捉比的變化來(lái)能夠檢測(cè)ON-OFF(開-關(guān))。理想情況是根據(jù) ON-OFF捕捉比的絕對(duì)值大于1還是小于1來(lái)檢測(cè)原點(diǎn)。
圖6 A和圖6 B是表示以往的差(和)方式與本發(fā)明的除法方 式的位置檢測(cè)傳感器中的輸出信號(hào)的GAP依賴性的圖，圖6A是 表示差(和)方式中的信號(hào)(差/和)的GAP依賴性的圖，圖6B是表
示出了霍爾元件22a、 22b的感磁部的中心間距離是lmm、 使GAP從0.7mm到1.5mm變化的情況下的移動(dòng)距離(jim)與輸出 信號(hào)之間的關(guān)系。在圖6A中，隨著從負(fù)數(shù)側(cè)向正數(shù)側(cè)移動(dòng)，從 原點(diǎn)(0iim)到士100iim的霍爾電壓的差/和的輸出成為朝著右下 方的線性特性。另外，在圖6B中，隨著從負(fù)數(shù)側(cè)向正數(shù)側(cè)移動(dòng)， 從原點(diǎn)(Oiam)到士100[im的霍爾電壓的比的輸出成為朝著右上方 的特性。
從這些圖6A和圖6B可知，在以往的差(和)方式中輸出信號(hào) 依賴于GAP而發(fā)生變化，與此相對(duì)，在除法方式中對(duì)于GAP幾 乎沒(méi)有依賴性。即，除法方式具有輸出相對(duì)于縱方向的晃動(dòng)幾 乎不發(fā)生變化的優(yōu)點(diǎn)。
圖7是用于說(shuō)明本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置的 一 個(gè)實(shí)施例的結(jié) 構(gòu)圖，是表示使用圖3B所示的除法方式的位置檢測(cè)傳感器的情 況下的位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理電路的圖。附圖標(biāo)記31表示多 路轉(zhuǎn)接器(MUX:選擇電路)、32表示前置放大器(運(yùn)算放大器)、 33表示時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路(Clock:時(shí)鐘)、34表示采樣保持電路 (S/H)、 35表示低通濾波器(LPF)、 36表示反饋用采樣保持電路 (FBS/H)、 4l表示PI(proportion integral:比例/積分)調(diào)節(jié)器、42 表示基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路、43至45表示電阻、46表示電容器、47 表示運(yùn)算放大器。
MUX 31是具有選擇霍爾元件22a(HEl)的信號(hào)成分還是選擇霍爾元件2 2 b (H E 2)的信號(hào)成分的功能的選擇電路。前置放大 器32是對(duì)霍爾元件22a、22b的輸出電壓進(jìn)行放大的運(yùn)算放大器。
的信號(hào)產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)來(lái)自前置放大器32的信號(hào)進(jìn)行采樣的 電路。低通濾波器35被連接在采樣保持電路34上，輸出位置檢 測(cè)信號(hào)-VrefB2/Bl。另外，反饋用的采樣保持電路36是將來(lái)自 前置放大器32的信號(hào)輸入到PI調(diào)節(jié)器41的電路。
該P(yáng)I調(diào)節(jié)器41由基準(zhǔn)電壓發(fā)生電^各42、電阻43至45、電容 器46以及運(yùn)算放大器47構(gòu)成，反饋用的采樣保持電路36通過(guò)電 阻44與運(yùn)算放大器47的反向輸入端子連接，并且在該反向輸入
器47的非反向輸入端子被接地。另外，在運(yùn)算放大器47的反向 輸入端子與輸出端子之間連接有串聯(lián)連接的電阻45和電容器 46。
該P(yáng)I調(diào)節(jié)器41是進(jìn)行PI控制使得由反饋用的采樣保持電路 36采樣的信號(hào)成為基準(zhǔn)電壓Vref的電壓電平的調(diào)節(jié)器。該P(yáng)I調(diào) 節(jié)器41能夠根據(jù)由電阻43和電容器46決定的時(shí)間常數(shù)進(jìn)行PI控 制，不使被離散地采樣的信號(hào)振蕩而能夠進(jìn)行控制。時(shí)鐘信號(hào) 發(fā)生電路33是生成時(shí)鐘信號(hào)的電路，該時(shí)鐘信號(hào)決定在采樣保 持電路34和反饋用的采樣保持電路36中取入的信號(hào)。并且，PI 調(diào)節(jié)器41對(duì)各個(gè)霍爾元件22a、 22b提供驅(qū)動(dòng)電流。
接著，說(shuō)明該信號(hào)處理電路的動(dòng)作。
在根據(jù)由時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路33發(fā)生的時(shí)鐘信號(hào)選擇了霍 爾元件22a(22b)時(shí)，從霍爾元件22a(或者22b)輸出的霍爾電壓 Vhel(Vhe2)通過(guò)MUX 3 l被連接到前置放大器32 ，以規(guī)定的放 大率A被放大。
現(xiàn)假設(shè)將通過(guò)反饋用的采樣保持電路3 6取入到PI調(diào)節(jié)器41的由前置放大器32放大后的信號(hào)設(shè)為霍爾元件22a的霍爾電壓 Vhel，將通過(guò)采樣保持電路34和低通濾波器35輸出的信號(hào)設(shè)為 霍爾元件22b的霍爾電壓Vhe2。當(dāng)設(shè)為霍爾元件22a的霍爾電壓 Vhe 1被前置》文大器32》t大而成為A'K'Bhel(A是前置放大器32 的放大率、K是常數(shù)、Bhel是霍爾元件22a所受到的磁通密度) 時(shí)，PI調(diào)節(jié)器41通過(guò)反饋控制，自動(dòng)地改變PI輸出的偏壓點(diǎn)， 使得成為
A-K.Bhel+Vref = AGND(=0) …(l)
此時(shí)，考慮以與該P(yáng)I輸出相同的偏壓點(diǎn)對(duì)霍爾元件22&進(jìn)行 驅(qū)動(dòng)。在假設(shè)以相同的偏壓點(diǎn)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)、霍爾元件22&和2213的 磁感度取得良好的匹配的情況下，被取入到采樣保持電路34的 放大后的霍爾元件22b的霍爾電壓Vhe2成為A'K'Bhe2。
當(dāng)根據(jù)上述式(1)求出常數(shù)K時(shí)，由于K二-Vref/A'Bhel，因 此霍爾元件22b的霍爾電壓Vhe2成為
-Vref.Bhe2/Bhel…(2)
僅通過(guò)進(jìn)行PI調(diào)節(jié)器41的反饋控制就能以對(duì)霍爾元件2 2 a 和霍爾元件22b所受到的磁通密度進(jìn)行除法運(yùn)算的形式輸出從 低通濾波器35輸出的霍爾元件22b的霍爾電壓Vhe2,該動(dòng)作不 需要任何運(yùn)算單元。
即，可知當(dāng)將霍爾元件22a的霍爾電壓Vhel控制為固定電 壓、以相同的驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)霍爾元件22b來(lái)耳又得該輸出電壓時(shí)， 成為對(duì)霍爾元件22a和霍爾元件22b所受到的磁通密度進(jìn)行除法 運(yùn)算的形式。霍爾電壓與磁通密度成比例，因此可知上述式(2) 與對(duì)霍爾元件22a和霍爾元件22b的輸出電壓進(jìn)行除法運(yùn)算是等 價(jià)的。此外，本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置在霍爾元件22a和霍爾元件 22b所檢測(cè)出的磁通密度的絕對(duì)值是不含O的規(guī)定值的情況下進(jìn) 行動(dòng)作。
13這樣，只要磁場(chǎng)的溫度系數(shù)對(duì)于Bhel、 Bhe2都相同，霍爾 元件22b的輸出電壓Vhe2相對(duì)于溫度就是固定的。另外，只要 萬(wàn)茲場(chǎng)的衰減對(duì)于Bhel、 Bhe2都相同，對(duì)霍爾元4牛22b的輸出電 壓Vhe2就沒(méi)有影響。
圖8是表示用于說(shuō)明本發(fā)明的位置測(cè)方法的 一 個(gè)實(shí)施例 的流程圖的圖。
首先，通過(guò)選擇電路31和前置放大器32獲取霍爾元件22a 的輸出電壓(Vhel = A.K.Bhel，其中A是》文大器的放大率、K是 常數(shù)、Bhel是霍爾元件22a所受到的磁通密度)(步驟S1)。
接著，通過(guò)反饋用采樣保持電路36將放大后的霍爾元件22a 的輸出電壓輸入到PI調(diào)節(jié)器41,在該P(yáng)I調(diào)節(jié)器41中進(jìn)行反饋控 制使得對(duì)霍爾元件22&的輸出電壓(Vhe 1 )加上基準(zhǔn)電壓(Vref)而 使其輸出成為固定值(步驟S2)。
接著，用與在進(jìn)行反饋控制時(shí)提供給霍爾元件22a的驅(qū)動(dòng)電 流相同的驅(qū)動(dòng)電流對(duì)霍爾元件22b進(jìn)行驅(qū)動(dòng)(步驟S3)。
接著，通過(guò)選擇電路31和前置放大器32獲耳又霍爾元件22b 的輸出電壓(Vhe2^A'K'Bhe2，其中，Bhe2是霍爾元件22b所受 到的磁通密度)(步驟S4)。
接著，通過(guò)采樣保持電路34和低通濾波器35,以對(duì)霍爾元 件22a和霍爾元件22b所受到的磁通密度進(jìn)行除法運(yùn)算的形式 (Bhe2/Bhel)輸出放大后的霍爾元件22b的輸出電壓Vhe2(步驟 S5)。
通過(guò)在上述的進(jìn)行反饋控制的步驟S2中將霍爾元件22a的 輸出電壓控制為固定值(Vhel二A.K.Bhel+Vref^0),能夠在輸出 霍爾元件22b的輸出電壓的步驟S5中獲取成為霍爾元件22a所受 到的磁通密度(Bhel)和霍爾元件22b所受到的磁通密度(Bhe2) 之比的輸出電壓(Vhe2=—Vref.Bhe2/Bhel)。這樣，霍爾電壓與》茲通密度成比例，因此可知與對(duì)霍爾元
件22a和霍爾元件22b的輸出電壓進(jìn)行除法運(yùn)算是等價(jià)的。
接著，說(shuō)明通過(guò)使用本發(fā)明的除法方式來(lái)進(jìn)行以往不可能 實(shí)現(xiàn)的磁鐵的裝卸判斷的情形。如上所述，在圖3 A所示的差(和) 方式中，在原點(diǎn)的輸出的絕對(duì)值是0，拔出磁鐵21時(shí)的輸出也是 0。因而，在這種情況下無(wú)法判斷磁鐵的裝卸。與此相對(duì)，在圖 3B所示的除法方式中，在原點(diǎn)的輸出的絕對(duì)值是l(比)，也就是 說(shuō)成為不是0的值，拔出磁鐵21時(shí)的輸出為0。因而，在這種情 況下能夠判斷；茲鐵的裝卸
以上可知，從一方霍爾元件22a的輸出電壓得到常數(shù)K,從 另 一方霍爾元件22b的輸出電壓與常數(shù)K之間的關(guān)系得到磁通 密度Bhe2/Bhel的比的輸出，但是，也可以與此相反地，從另一 方霍爾元件22b的輸出電壓得到常數(shù)K,從一方霍爾元件22a的 輸出電壓與常數(shù)K之間的關(guān)系得到磁通密度Bhel/Bhe2的比的 輸出。另外，在上述的實(shí)施例中說(shuō)明了霍爾元件是兩個(gè)的情況， 但是可知也可以應(yīng)用在具備兩個(gè)以上的霍爾元件的位置檢測(cè) 中。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明涉及一種用于進(jìn)行照相機(jī)的自動(dòng)聚焦、可變焦距鏡 頭位置的原點(diǎn)檢測(cè)的位置檢測(cè)裝置以及位置檢測(cè)方法，能夠通 過(guò)取得多個(gè)霍爾元件的輸出電壓之比，實(shí)現(xiàn)消除溫度特性的偏 差并且除去由縱方向的晃動(dòng)引起的誤差、且能小型化的位置檢 測(cè)裝置以及位置檢測(cè)方法。另外，本發(fā)明使用除法方式(比)， 在原點(diǎn)的輸出成為l(比)，拔出磁鐵時(shí)的輸出成為O,因此能夠 判斷磁鐵的裝卸。
1權(quán)利要求
1. 一種位置檢測(cè)裝置，其特征在于，具備多個(gè)磁檢測(cè)元件，上述多個(gè)磁檢測(cè)元件被相互分離配置；磁通發(fā)生體，其相對(duì)于該磁檢測(cè)元件進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)；以及決定單元，其使用來(lái)自上述磁檢測(cè)元件的輸出電壓之比的變化來(lái)決定原點(diǎn)位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的位置檢測(cè)裝置，其特征在于，上述決定單元由將上述磁檢測(cè)元件中的 一 方磁#r測(cè)元件的 輸出電壓反饋控制為固定值的控制部構(gòu)成，具備驅(qū)動(dòng)部，該驅(qū) 動(dòng)部用與通過(guò)該控制部控制為固定值時(shí)提供給上述一方磁檢測(cè) 元件的驅(qū)動(dòng)電流相同的驅(qū)動(dòng)電流來(lái)驅(qū)動(dòng)上述^茲;險(xiǎn)測(cè)元件中的另 一方磁檢測(cè)元件，得到上述一方磁檢測(cè)元件的輸出電壓與上述 另 一方f茲4全測(cè)元件的輸出電壓之比的輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的位置檢測(cè)裝置，其特征在于， 其動(dòng)作時(shí)，上述一方石茲?rùn)z測(cè)元件以及上述另 一方》茲4企測(cè)元件所檢測(cè)出的磁通密度的絕對(duì)值是不含O的規(guī)定值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的位置檢測(cè)裝置，其特征在于， 上述控制部具有對(duì)上述一方磁檢測(cè)元件的輸出電壓加上基準(zhǔn)電壓的功能、以及將上述一方磁檢測(cè)元件的輸出電壓調(diào)整為固定值的功能。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2、 3或者4所述的位置檢測(cè)裝置，其特征 在于，將對(duì)上述一 方磁檢測(cè)元件的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣的反饋用采 樣保持電路設(shè)置在上述控制部的前級(jí)，與此同時(shí)將對(duì)上述另一 方磁檢測(cè)元件的輸出信號(hào)進(jìn)行釆樣的采樣保持電路設(shè)置在輸出級(jí)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的位置檢測(cè)裝置，其 特征在于，根據(jù)上述磁檢測(cè)元件的輸出電壓之比的輸出來(lái)判斷上述磁 通發(fā)生體的裝卸狀態(tài)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的位置檢測(cè)裝置，其 特征在于，上述磁檢測(cè)元件是霍爾元件。
8. —種位置檢測(cè)方法，是具備互相分離配置的多個(gè)磁檢測(cè)元件、以及相對(duì)于該磁檢測(cè)元件進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)的磁通發(fā)生體的位置檢測(cè)裝置的位置檢測(cè)方法，其特征在于，具有以下步驟 獲取上述》茲?rùn)z測(cè)元件中的一方》茲^r測(cè)元件的輸出電壓； 進(jìn)行反饋控制使得對(duì)上述 一 方磁檢測(cè)元件的輸出電壓加上基準(zhǔn)電壓而成為固定值；用與進(jìn)行了上述反饋控制時(shí)提供給上述一方磁檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)電流相同的驅(qū)動(dòng)電流來(lái)驅(qū)動(dòng)上述-茲片全測(cè)元件中的另 一 方》茲才全測(cè)元件；以及獲取上述另 一方磁檢測(cè)元件的輸出電壓的步驟， 在上述進(jìn)行反饋控制的步驟中，將上述一方磁檢測(cè)元件的輸出電壓控制為固定值，由此在獲取上述另 一 方磁檢測(cè)元件的輸出電壓的步驟中，使得獲取成為上述一方磁檢測(cè)元件受到的磁通密度與上述另一方磁檢測(cè)元件受到的磁通密度之比的輸出電壓。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的位置檢測(cè)方法，其特征在于， 其動(dòng)作時(shí)，上述一方f茲4企測(cè)元件以及上述另 一方f茲;險(xiǎn)測(cè)元件所檢測(cè)出的磁通密度的絕對(duì)值是不含0的規(guī)定值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或者9所述的位置檢測(cè)方法，其特征在于，上迷磁檢測(cè)元件是霍爾元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過(guò)取得多個(gè)霍爾元件的輸出電壓之比來(lái)消除溫度特性的偏差、除去由縱方向的晃動(dòng)引起的誤差的位置檢測(cè)裝置以及位置檢測(cè)方法。當(dāng)霍爾元件(22a)的霍爾電壓Vhe1為A·K·Bhe1(A是前置放大器(32)的放大率、K是常數(shù)、Bhe1是霍爾元件所受到的磁通密度)時(shí)，PI調(diào)節(jié)器(41)通過(guò)反饋控制自動(dòng)地改變PI輸出的偏壓點(diǎn)使得A·K·Bhe1+Vref＝AGND(＝0)。放大后的霍爾元件(22b)的霍爾電壓Vhe2為A·K·Bhe2。K＝-Vref/A·Bhe1，因此霍爾元件的霍爾電壓Vhe2為-Vref·Bhe2/Bhe1?；魻栯妷号c磁通密度成比例，因此與對(duì)霍爾元件(22a)和霍爾元件(22b)的輸出電壓進(jìn)行除法運(yùn)算是等價(jià)的。
文檔編號(hào)G02B7/08GK101432594SQ20078001495
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者吉田孝志, 角田勝己, 鈴木勝 申請(qǐng)人:旭化成電子材料元件株式會(huì)社