CN102914246A - 位置检测单元和方法、镜头单元、照相机和其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种位置检测单元和方法、镜头单元、照相机和其制造方法，在启动时不使检测对象物移动到规定的基准位置就能够检测出绝对位置。本发明的位置检测单元的特征在于，具有：第一传感器，其随着检测对象物的移位，输出单调增加或单调减少的单调信号；第二传感器，其随着检测对象物的移位，输出相位相互错开的两个正弦信号；第一存储部，其存储针对检测对象物的位置的单调信号；第二存储部，其存储各正弦信号的极大极小值；位置运算部，其基于检测出的单调信号和所存储的单调信号数据来确定检测对象物位于正弦信号的第几个周期，并且基于检测出的正弦信号和所存储的极大极小数据来计算检测对象物在所确定的周期内的位置，并求出绝对位置。

Description

位置检测单元和方法、镜头单元、照相机和其制造方法

技术领域

本发明涉及位置检测单元，特别涉及对检测对象物的位置进行检测的位置检测单元、具备它的镜头单元、照相机、镜头单元的制造方法、位置检测方法。

背景技术

在专利第3173531号公报(专利文件1)中记载了适用于摄像机光学系统的位置检测的位置检测方法。在该位置检测方法中，通过取入正弦波和余弦波并进行数据处理，来求出测量对象物的位置。即，在该位置检测方法中，将MR传感器(磁阻元件)配置成与以规定的磁化间距交替磁化为S极和N极的MR传感器用磁体相对，使MR传感器相对于磁体移动，由此从MR传感器输出正弦波状的信号和余弦波状的信号。通过对这些正弦波状的信号和余弦波状的信号进行运算来检测摄像机光学系统的位置。

专利文件1：专利第3173531号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利第3173531号公报记载的位置检测方法中，仅使用从MR传感器输出的正弦波状的信号和余弦波状的信号，存在仅根据两个信号的值无法对测量对象物的绝对位置进行测量的问题。在此，从MR传感器输出的正弦波状的信号和余弦波状的信号是随着MR传感器的移位而以MR传感器用磁体的磁化间距为周期重复的信号。因此，仅根据测量出的正弦波状信号的值和余弦波状信号的值，无法确定测量对象物位于正弦波或者余弦波的第几个周期。

因此，为了使用专利第3173531号公报记载的位置检测方法来检测绝对位置，需要首先使测量对象物移动到机械可动端部，然后使测量对象物移动到要进行位置检测的位置，在该期间对正弦波或余弦波变化了几个周期进行计数。即，为了通过专利第3173531号公报记载的位置检测方法检测绝对位置，需要在检测开始时，暂时使测量对象物移动到绝对位置已知的基准位置，然后使测量对象物移动到要进行位置检测的位置。

因而，在将专利第3173531号公报记载的位置检测方法使用于光学镜头单元中的聚焦透镜或变焦透镜的位置检测的情况下，需要在镜头单元启动时强制地使聚焦透镜或变焦透镜暂时移动到可动端部。如果在启动时进行了这样的镜头移动，则存在镜头单元或照相机的启动时间变长的问题。另外，如果这样使镜头暂时移动到可动端部，则启动前所设定的聚焦透镜或变焦透镜的位置被复位，使用者需要再一次重新设定镜头的位置，存在镜头单元的操作性变差的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种在启动时不使检测对象物移动到规定的基准位置就能够检测出绝对位置的位置检测单元、具备它的镜头单元、照相机、镜头单元的制造方法、位置检测方法。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明是一种位置检测单元，对检测对象物的位置进行检测，该位置检测单元的特征在于，具有：第一传感器，对于在规定的检测范围内检测对象物的移位，该第一传感器输出单调增加或单调减少的单调信号；第二传感器，对于检测对象物的移位，该第二传感器输出呈正弦波状变化的相位相互错开的两个正弦信号；第一存储部，其用于存储针对检测对象物的位置的作为单调信号的值的单调信号数据；第二存储部，其用于存储作为各正弦信号的各周期中的极大值和极小值的极大极小数据；位置运算部，其基于由第一传感器检测出的单调信号和存储在第一存储部中的单调信号数据，来确定检测对象物位于呈正弦波状变化的正弦信号的第几个周期，并且基于由第二传感器检测出的两个正弦信号和存储在第二存储部中的极大极小数据，来计算检测对象物在所确定的周期内的位置，并求出绝对位置。

在这样构成的本发明中，对于检测对象物的移位，第一传感器输出单调信号，第二传感器输出相位相互错开的两个正弦信号。另外，单调信号数据被存储在第一存储部中，极大极小数据被存储在第二存储部中。位置运算部基于由第一传感器检测出的单调信号和存储在第一存储部中的单调信号数据，来确定检测对象物位于呈正弦波状变化的正弦信号的第几个周期。并且，位置运算部基于由第二传感器检测出的两个正弦信号和存储在第二存储部中的极大极小数据，来计算检测对象物在所确定的周期内的位置，并求出绝对位置。

根据这样构成的本发明，基于由第一传感器检测出的单调信号和存储在第一存储部中的单调信号数据来确定正弦信号的周期，因此在启动时不使检测对象物移动到规定的基准位置就能够检测出绝对位置。

在本发明中，理想的是，还具有以规定间隔交替地被磁化为S极和N极的位置检测用磁体，其中，第二传感器被配置为随着检测对象物的移位而相对于位置检测用磁体的位置发生变化，并且该第二传感器根据检测对象物的移位而输出正弦信号。

根据这样构成的本发明，对于检测对象物的移位，能够简单并且高精度地生成呈正弦波状变化的相位相互错开的两个正弦信号。

在本发明中，理想的是，两个正弦信号的相位相互错开大致90度。

根据这样构成的本发明，能够基于两个正弦信号，高精度地计算检测对象物在所确定的周期内的位置。

在本发明中，理想的是，在从第二传感器输出的一个正弦信号与另一个正弦信号的反转波形相交叉的位置处获取单调信号数据，并存储到第一存储部中。

根据这样构成的本发明，能够基于两个正弦信号，用简单的公式计算检测对象物在所确定的周期内的位置。

另外，本发明是一种摄像用镜头单元，其特征在于，具有：镜头镜筒；摄像用镜头，其在该镜头镜筒的内部被配置成能够在光轴方向上移动；以及本发明的位置检测单元，其检测该摄像用镜头在光轴方向上的位置。

进而，本发明是一种摄像用的照相机，其特征在于，具有：照相机主体；以及本发明的镜头单元。

另外，本发明是一种照相机的制造方法，其特征在于，具有以下步骤：准备位置检测单元的步骤，其中，该位置检测单元具有：第一传感器，对于在规定的可动范围内摄像用镜头在光轴方向上的移位，该第一传感器输出单调增加或单调减少的单调信号；第二传感器，对于摄像用镜头的移位，该第二传感器输出呈正弦波状变化的相位相互错开的两个正弦信号；第一存储部，其用于存储针对摄像用镜头的位置的作为单调信号的值的单调信号数据；第二存储部，其用于存储作为各正弦信号的各周期中的极大值和极小值的极大极小数据；位置运算部，其基于由第一传感器检测出的单调信号和存储在第一存储部中的单调信号数据，来确定摄像用镜头位于呈正弦波状变化的正弦信号的第几个周期，并且基于由第二传感器检测出的两个正弦信号和存储在第二存储部中的极大极小数据，来计算摄像用镜头在所确定的周期内的位置，并求出绝对位置；移动存储步骤，使摄像用镜头在规定的可动范围内移动，并且将单调信号数据存储到第一存储部中，将极大极小数据存储到第二存储部中；调整步骤，基于由位置检测单元检测出的位置，来进行凸缘衬圈调整或视角调整。

进而，本发明是一种位置检测方法，对检测对象物的位置进行检测，该位置检测方法的特征在于，具有以下步骤：对于在规定的检测范围内检测对象物的移位，读入单调增加或单调减少的单调信号；对于检测对象物的移位，读入呈正弦波状变化的相位相互错开的两个正弦信号；基于所读入的单调信号和预先检测出并存储的针对检测对象物的位置的作为单调信号的值的单调信号数据，来确定检测对象物位于呈正弦波状变化的正弦信号的第几个周期；以及基于所读入的正弦信号和预先检测出并存储的作为各正弦信号的各周期中的极大值和极小值的极大极小数据，来计算检测对象物在所确定的周期内的位置，并求出绝对位置。

发明的效果

根据本发明的位置检测单元、具备它的镜头单元、照相机、镜头单元的制造方法、位置检测方法，在启动时不使检测对象物移动到规定的基准位置就能够检测出绝对位置。

附图说明

图1是本发明的实施方式的照相机的概要截面图。

图2是表示位置检测单元所具备的位置检测用磁体和MR元件的示意图。

图3是表示电位计和MR元件的输出信号的图。

图4是表示基于各传感器的输出来检测变焦调整用透镜的绝对位置的过程的流程图。

附图标记说明

1：本发明的实施方式的照相机；2：镜头单元；4：照相机主体；6：镜头镜筒；6a：外镜头镜筒；6b：内镜头镜筒；8：摄像用透镜；10：摄像元件；16：变焦调整用透镜(检测对象物)；20：电位计(第一传感器)；20a：滑块；22：位置检测用磁体(第二传感器)；24：MR元件(第二传感器)；26：存储器(第一、第二存储部)；28：微处理器(位置运算部)。

具体实施方式

接着，参照附图说明本发明的实施方式。

首先，参照图1~图4来说明本发明的实施方式的照相机。图1是本发明的实施方式的照相机的概要截面图。

如图1所示，本发明的实施方式的照相机1具备镜头单元2、照相机主体4。镜头单元2具备镜头镜筒6、配置在该镜头镜筒中的多个摄像用透镜8、变焦调整用透镜16、使变焦调整用透镜16在光轴方向上移动的线性致动器(未图示)、检测变焦调整用透镜16的位置的位置检测单元。

本发明的第一实施方式的照相机1构成为能够一边通过线性致动器(未图示)使变焦调整用镜头16在光轴方向上移动，一边以期望的视角在摄像元件10上形成图像。另外，由位置检测单元检测移动后的变焦调整用透镜16的位置。此外，在本实施方式中，变焦调整用透镜16由一个透镜构成，但变焦调整用透镜也可以是多个透镜的透镜群。在本说明书中，变焦调整用透镜包括用于改变视角的一个透镜和透镜群。

另外，在本实施方式中，由位置检测单元检测移动到期望的位置后的变焦调整用透镜16的位置，但也可以将本发明的位置检测单元使用于检测聚焦调整用透镜的位置。

镜头单元2安装在照相机主体4上，使入射的光在摄像元件10上成像。

大致圆筒形的镜头镜筒6由外镜头镜筒6a和内镜头镜筒6b构成，变焦调整用透镜16安装在外镜头镜筒6a上。外镜头镜筒6a构成为能够相对于内镜头镜筒6b在光轴A方向上直线移动。另外，在内镜头镜筒6b上配置有多个摄像用透镜8(仅图示了一个)，通过使它们中的一部分聚焦调整用透镜在光轴A方向上移动，能够进行焦点调整。

接着，参照图1~图4来说明位置检测单元。

图2是表示位置检测单元所具备的位置检测用磁体22和MR元件24的示意图。图3是表示电位计20和MR元件24的输出信号的图。图4是表示基于各传感器的输出来检测变焦调整用透镜16的绝对位置的过程的流程图。

如图1所示，位置检测单元具备：作为第一传感器的电位计20；作为第二传感器的位置检测用磁体22和配置为与其相对的MR元件24(磁阻元件)；作为第一存储部和第二存储部的存储器26；以及作为位置运算部的微处理器28，其基于各传感器的检测值来决定作为检测对象物的变焦调整用透镜16(镜头镜筒6)的位置。

电位计20是配置在外镜头镜筒6a内侧的直线型的电位计。电位计20的滑块20a构成为与内镜头镜筒6b接合，当外镜头镜筒6a相对于内镜头镜筒6b在光轴A方向上移位时，滑块20a的位置发生变化。另外，电位计20的输出信号与滑块20a的位置变化成比例地线性变化。即，电位计20的输出信号是对于外镜头镜筒6a的移位而单调地增加或减少的单调信号。

如图2所示，位置检测用磁体22构成为以规定间隔交替地磁化为S极和N极的细长的长方形状，沿着光轴A(与光轴A平行)地安装在内镜头镜筒6b的外周上。在本实施方式中，位置检测用磁体22的总长约为9mm，被磁化为由一组S极和N极构成的一个周期的长度约为460μm。

MR元件24在外镜头镜筒6a的内侧被配置成与位置检测用磁体22相对。MR元件24构成为输出电压根据从位置检测用磁体22作用的磁力不同而发生变化，当外镜头镜筒6a相对于内镜头镜筒6b移位时，输出电压呈正弦波状变化。另外，MR元件24构成为输出A相信号和B相信号，A相信号和B相信号分别是呈正弦波状变化的正弦信号，各相信号始终错开约90度相位。

图3在上段示出与变焦调整用透镜16的位置对应的电位计20的输出，在下段的图中示出MR元件24的输出信号，用圆圈示出各输出信号中的存储在存储器26中的信号的值。

首先，在照相机1的初始调整时，使外镜头镜筒6a(变焦调整用透镜16)从机械可动端的一端(广角端)移动到机械可动端的另一端(远摄端)。伴随该移动，电位计20和MR元件24的输出信号如图3所示那样变化。电位计20的输出信号如图3的上段所示那样，随着变焦调整用透镜16从广角端向远摄端移动而线性地单调增加。另一方面，MR元件24的输出信号如图3的下段所示那样，A相、B相均呈正弦波状变化，A相和B相始终错开90度相位。另外，输出的正弦波状信号的周期与位置检测用磁体22的磁化间距(一组S极和N极的磁化长度)一致。

在存储器26中，在初始调整时存储图3中用圆圈表示的点的值。即，从MR元件24输出的A相信号和B相信号各自的极大值和极小值作为极大极小数据而存储到存储器26中。另外，对于电位计20的输出信号，将MR元件24的A相信号、B相信号的斜率为正且A相信号与B相信号的反转波形的值相等的位置(图3中的虚线的位置)处的值作为单调信号数据而存储到存储器26中。另外，能够在正弦波状的A相信号、B相信号的成为一个周期的分隔点的任意点处获取单调信号数据，但通过在一方的正弦信号与另一方的正弦信号的反转波形相交叉的位置处获取单调信号数据，能够如后述那样通过简单的计算来算出微动位置。

另外，将广角端的电位计20的输出值也存储到存储器26中。并且，基于广角端的A相信号和B相信号的值来计算图3中的距离D0，即从广角端起到第一个周期开始的长度，该距离D0也存储到存储器26中。此外，在后面说明基于A相信号和B相信号的距离的计算。

在本实施方式中，使用非易失性存储器作为存储器26，在电源断开后也保持所存储的各值。另外，存储器26中的存储了电位计20的输出信号的部分构成存储单调信号的值的第一存储部，存储了MR元件24的输出信号的部分构成存储正弦信号的各周期的极大值和极小值的第二存储部。另外，在本实施方式中，将图3中用虚线分隔的一个区间作为从MR元件24输出的正弦信号的一个周期来进行运算。

接着，参照图4来说明在微处理器28中基于各传感器的输出值来计算绝对位置的过程。

首先，在上述出厂前的初始调整时，将图3中用圆圈示出的各点的值存储到存储器26中。即，将电位计20输出的各点的值存储为单调信号数据P0、P1、……PN，将MR元件24的A相输出的各点的值存储为极大极小数据A0、A1、……AX，将B相输出的各点的值存储为极大极小数据B0、B1、……BX-1。在此，作为一个例子，说明计算图3中用标记X表示的点的位置的情况。

首先，在图4的步骤S1中，将电位计20的输出PO S以及MR元件24的A相输出VA、B相输出VB读入微处理器28。接着，在步骤S2中，将电位计20的输出PO S与存储在存储器26中的P0进行比较。在POS比P0小的情况下，前进到步骤S4，在POS为P0以上的情况下，前进到步骤S3。在图3所示的例子中，POS为P0以上，因此前进到步骤S3。

在步骤S3中，使周期数n增加1，返回到步骤S2。接着，在步骤S2中，由于周期数n增加1，因此将电位计20的输出POS与存储在存储器26中的P1进行比较。在图3所示的例子中，POS为P1以上，因此在步骤S3中n增加1，接着，在步骤S2中，将输出POS与P2(在图3中未图示)进行比较。输出POS小于P2，因此前进到步骤S4。

在步骤S4中，基于MR元件24的A相输出VA、B相输出VB来计算微动位置，即，计算图3中的P1到PO S的准确的距离D1。首先，根据存储在存储器26中的作为VA附近的值的A2、A3对A相输出VA的值进行标准化。利用下式(1)对A相输出VA进行标准化而变换为VAN。

$\mathrm{VAN}=\frac{2(\mathrm{VA}-\mathrm{VAzero})}{\mathrm{VApp}}---\left(1\right)$

在此，

$\mathrm{VAzero}=\frac{A2+A3}{2}$

VApp＝A3-A2

在图3中，MR元件24的A相输出波形被描绘为理想的正弦波形，但实际上A相输出波形在各部分振幅都变化，并且波形的原点偏移。在本实施方式中，通过标准化来抑制这种波形误差的影响。即，通过从A相输出VA中减去VAzero来校正正弦波形的偏移的影响，通过除以VApp来校正正弦波形的振幅的误差。

同样，根据存储在存储器26中的作为VB附近的值的B2、B3对B相输出VB的值进行标准化。即，利用下式(2)对B相输出VB进行标准化而变换为VBN，来减轻误差的影响。

$\mathrm{VBN}=\frac{2(\mathrm{VB}-\mathrm{VBzero})}{\mathrm{VBpp}}---\left(2\right)$

在此，

$\mathrm{VBzero}=\frac{B2+B3}{2}$

VBpp＝B3-B2

接着，基于计算出的VAN、VBN的值将一个周期分情况地划分为四个区间，来计算距离D1。

即，在VAN>-VBN并且VAN>VBN的情况下，利用公式(3)计算距离D1。

$D1=\frac{\mathrm{DP}}{4\sqrt{2}}\mathrm{VBN}+\frac{\mathrm{DP}}{8}---\left(3\right)$

在此，DP是一个周期的距离，该距离DP是根据位置检测用磁体22的磁化间距而设定的已知的值。

同样，在VBN>-VAN并且VBN>VAN的情况下，利用

$D1=-\frac{\mathrm{DP}}{4\sqrt{2}}\mathrm{VAN}+\frac{3\mathrm{DP}}{8}---\left(4\right)$

在-VAN>VBN并且-VAN>-VBN的情况下，利用

$D1=-\frac{\mathrm{DP}}{4\sqrt{2}}\mathrm{VBN}+\frac{5\mathrm{DP}}{8}---\left(5\right)$

在-VBN>-VAN并且-VBN>VAN的情况下，利用

$D1=\frac{\mathrm{DP}}{4\sqrt{2}}\mathrm{VAN}+\frac{7\mathrm{DP}}{8}---\left(6\right)$

来计算微动距离D1。

这样，能够基于呈正弦波状变化的MR元件24的输出信号，高精度地计算从点PO S所属的周期的开始点到点POS的距离，即微动距离D1。

接着，在步骤S5中，使用在步骤S4中计算出的微动距离D1来计算变焦调整用透镜16的绝对位置。即，在步骤S5中，利用公式(7)来计算变焦调整用透镜16的绝对位置。

(绝对位置)=距离D0+一个周期的距离DP×周期数n+微动距离D1(7)

在公式(7)中，从广角端到第一个周期的开始点的距离D0是在初始调整时预先计算并存储到存储器26中的距离。另外，能够基于广角端的A相输出VA、B相输出VB以及一个周期的距离DP，通过与步骤S4同样的计算来求出距离D0。另外，在图3所示的例子中，到点PO S的期间所包含的周期数是1(在图4的流程图中，在n=1时，从步骤S2转移到步骤S4)，因此周期数n=1。

这样计算出的绝对位置与仅基于电位计20的输出信号计算出的绝对位置相比，精度极高。例如，在设为从广角端到远摄端的距离为10mm，其间的电位计20的电压振幅为2V，由于电位计20的误差、信号噪声等而在电位计20的输出电压中产生10mV误差的情况下，在仅基于电位计20的输出信号计算出的绝对位置中混入了约50μm的误差。与此相对，从MR元件24输出的正弦波状的信号重复进行周期变动，该周期与变焦调整用透镜16的全冲程相比极短，因此通过检测变动的周期数、不足一个周期的微动距离，能够将混入到绝对位置中的误差抑制为1/10左右。

并且，在本实施方式的位置检测单元中，基于电位计20的输出值和预先存储在存储器26中的电压值(P0、P1、……PN)，能够确定要进行检测的位置位于正弦波状信号的第几个周期。因此，在进行出厂前的初始调整后，在启动时不使变焦调整用透镜16移动到广角端或远摄端，就能够直接且高精度地检测变焦调整用透镜16的绝对位置。

接着，说明周期数n的误检测防止处理。

如上所述，在本实施方式的位置检测单元中，基于电位计20的输出值来确定要进行检测的位置位于正弦波状信号的第几个周期。因此，在要进行检测的位置处的电位计20的输出POS接近MR元件24的输出信号的周期的边界的情况下，由于包含在POS中的微小误差，有可能会错误检测POS所属的周期。因此，在本实施方式的位置检测单元中，进行如下这样的误检测防止处理。

首先，在检测出的POS接近存储在存储器26中的单调信号数据(P0、P1、……PN)的情况下，例如，在

$P1<\mathrm{POS}<P1+\frac{P2-P1}{4}$

且在根据MR元件24的输出信号计算出的微动距离D1是

$\frac{3\mathrm{DP}}{4}<D1<\mathrm{DP}$

的情况下，PO S的值表示PO S位于第二个周期的初期，根据该PO S的值求出的周期数n=1。然而，根据MR元件24求出的微动距离D1的值表示要进行检测的位置位于一个周期中的终期，因此，将根据POS的值求出的周期数n=1判断为误检测，将周期数n订正为0。

同样，在

$P0+\frac{3(P1-P0)}{4}<\mathrm{POS}<P1$

且根据MR元件24的输出计算出的微动距离D1为

$0<D1<\frac{\mathrm{DP}}{4}$

的情况下，POS的值表示POS位于一个周期的终期，根据该POS的值求出的周期数n=0。但是，根据MR元件24求出的微动距离D1的值表示要进行检测的位置位于一个周期中的初期，因此，将根据POS的值求出的周期数n=0判断为误检测，将周期数n订正为1。

通过进行这样的误检测防止处理，能够防止因电位计20的输出误差造成的周期数的误检测。

接着，说明本发明的实施方式的镜头单元2的制造方法。

首先，如果使用者接通照相机1的电源开关(未图示)，则内置于照相机1中的微处理器28执行图4所示的流程。即，内置于照相机1中的位置检测单元检测变焦调整用透镜16的位置。首先，微处理器28基于电位计20的输出信号和预先存储在存储器26中的单调信号数据，来确定变焦调整用透镜16位于从MR元件24输出的正弦波状的正弦信号的第几个周期。并且，微处理器28基于从MR元件24输出的A相信号、B相信号以及预先存储在存储器26中的极大极小数据，来计算变焦调整用透镜16在所确定的周期内的微动位置D 1，求出变焦调整用透镜16的绝对位置。在照相机1的控制中利用所求出的变焦调整用透镜16的位置。

在本实施方式的位置检测单元中，基于电位计20的输出信号来确定变焦调整用透镜16所处周期，因此，在照相机1启动后，不使变焦调整用透镜16移动到机械可动端，就能够从开始就检测出准确的变焦调整用透镜16的绝对位置。

另外，如果使用者对照相机1的变焦调整用按钮(未图示)进行操作，则内置于照相机1中的线性致动器(未图示)驱动外镜头镜筒6a，使变焦调整用透镜16移动。如果变焦调整用透镜16移动，则位置检测单元再次检测变焦调整用透镜16的位置。此外，在本实施方式中，位置检测单元在每次变焦调整用透镜16移动时，都使用电位计20的输出信号来检测绝对位置，但作为变形例子，也可以在检测一次绝对位置后，不使用电位计20的输出信号来检测绝对位置。在该情况下，通过对检测出绝对位置后的MR元件24的输出信号进行监视，对从检测出的绝对位置起移动的正弦波状信号的周期数进行计数，来确定变焦调整用透镜16所处周期。

接着，说明本发明的实施方式的照相机1的制造方法。

首先，准备外镜头镜筒6a、内镜头镜筒6b、摄像用透镜8、变焦调整用透镜16以及位置检测单元，并组装镜头单元2。并且，准备照相机主体4，将照相机主体4与组装得到的镜头单元2组合，来组装照相机1。接着，使作为摄像用透镜之一的变焦调整用透镜16与外镜头镜筒6a一起移动，将单调信号数据和极大极小数据存储到存储器26中。

接着，使用位置检测单元进行视角调整。首先，使镜头单元2内的聚焦调整用的摄像用透镜8移动到无限远位置处。在该状态下，在摄像元件10上形成图像，并使变焦调整用透镜16移动到所形成的图像的视角为变焦镜头的设计上的广角端视角的位置处。通过位置检测单元检测移动后的变焦调整用透镜16的绝对位置，并将检测出的绝对位置存储到存储器26中。照相机1构成为在通过变焦调整用按钮(未图示)指定了广角端的情况下，使变焦调整用透镜16移动到存储在存储器26中的绝对位置。

另外，本实施方式的位置检测单元也能够使用于聚焦调整用透镜的位置检测。通过使用位置检测单元来检测变焦调整用透镜和/或聚焦调整用透镜的绝对位置，还能够进行照相机的凸缘衬圈调整。

根据本发明的实施方式的位置检测单元，基于由电位计20检测出的单调信号和存储在存储器26中的单调信号数据来确定正弦信号的周期，因此，在启动时不使作为检测对象物的变焦调整用透镜16移动到作为规定的基准位置的机械可动端，就能够检测绝对位置。

另外，根据本实施方式的位置检测单元，使用MR元件24、位置检测用磁体22来根据变焦调整用透镜16的移位生成正弦信号，因此，能够简单并且高精度地生成相位相互错开的两个正弦信号。

并且，根据本实施方式的位置检测单元，两个正弦信号的相位相互错开大致90度，因此，能够基于两个正弦信号，来高精度地计算变焦调整用透镜16在所确定的周期内的位置。

另外，根据本实施方式的位置检测单元，在从MR元件24输出的一方的正弦信号(A相信号)与另一方的正弦信号(B相信号)的反转波形相交叉的位置处获取单调信号数据，因此，能够利用公式(1)~(6)简单地计算变焦调整用透镜16在所确定的周期内的位置。

以上，说明了本发明的优选实施方式，但还能够对上述实施方式施加各种变更。

特别地，在上述实施方式中，将本发明的位置检测单元应用于数字照相机中，但能够将本发明应用于摄像用的更换镜头单元、任意的胶卷照相机、摄像机等中。另外，在上述实施方式中，将本发明的位置检测单元应用于变焦调整用透镜的绝对位置检测，但除了聚焦透镜的位置检测以外，还能够将本发明应用于任意的位置检测中。并且，在上述实施方式中，使用MR元件作为输出正弦波状的信号的传感器，但除了MR元件以外，还能够使用GMR元件、AMR元件、光学式传感器等任意的传感器。

另外，在上述实施方式中，基于A相信号和B相信号，使用公式(1)~(6)来计算微动位置D1，但也能够基于两个正弦信号，通过其他任意的运算来计算微动位置D1。并且，在上述实施方式中，在照相机从工厂出厂之前使变焦调整用透镜移动，并将单调信号数据和极大极小数据存储到存储器中，但也能够将本发明构成为在使用者最初启动照相机时自动获取并存储各数据，然后将各数据保持在存储器中。

Claims (10)

1.一种位置检测单元，对检测对象物的位置进行检测，该位置检测单元的特征在于，具有：

第一传感器，随着在规定的检测范围内上述检测对象物的移位，该第一传感器输出单调增加或单调减少的单调信号；

第二传感器，随着上述检测对象物的移位，该第二传感器输出呈正弦波状变化的相位相互错开的两个正弦信号；

第一存储部，其用于存储单调信号数据，该单调信号数据是针对上述检测对象物的位置的上述单调信号的值；

第二存储部，其用于存储极大极小数据，该极大极小数据是各上述正弦信号的各周期中的极大值和极小值；

位置运算部，其基于由上述第一传感器检测出的单调信号和存储在上述第一存储部中的单调信号数据，来确定上述检测对象物位于呈正弦波状变化的正弦信号的第几个周期，并且基于由上述第二传感器检测出的两个正弦信号和存储在上述第二存储部中的极大极小数据，来计算上述检测对象物在所确定的上述周期内的位置，并求出上述检测对象物在上述规定的检测范围内的位置。

2.根据权利要求1所述的位置检测单元，其特征在于，

还具有以规定间隔交替地被磁化为S极和N极的位置检测用磁体，

其中，上述第二传感器被配置为随着上述检测对象物的移位，上述第二传感器相对于上述位置检测用磁体的位置发生变化并且输出上述正弦信号。

3.根据权利要求1或2所述的位置检测单元，其特征在于，

上述两个正弦信号的相位相互错开大致90度。

4.根据权利要求3所述的位置检测单元，其特征在于，

在从上述第二传感器输出的一个正弦信号与另一个正弦信号的反转波形相交叉的位置处获取上述单调信号数据，并将该单调信号数据存储到上述第一存储部中。

5.一种摄像用镜头单元，其特征在于，具有：

镜头镜筒；

摄像用镜头，其在该镜头镜筒的内部被配置成能够在光轴方向上移动；以及

根据权利要求1~4中的任一项所述的位置检测单元，其检测该摄像用镜头在光轴方向上的位置。

6.一种摄像用照相机，其特征在于，具有：

照相机主体；以及

根据权利要求5所述的镜头单元。

7.一种照相机的制造方法，其特征在于，具有以下步骤：

准备位置检测单元的步骤，其中，该位置检测单元具有：

第一传感器，随着在规定的可动范围内摄像用镜头在光轴方向上的移位，该第一传感器输出单调增加或单调减少的单调信号；

第二传感器，随着上述摄像用镜头的移位，该第二传感器输出呈正弦波状变化的相位相互错开的两个正弦信号；

第一存储部，其用于存储单调信号数据，该单调信号数据是针对上述摄像用镜头的位置的上述单调信号的值；

第二存储部，其用于存储极大极小数据，该极大极小数据是各上述正弦信号的各周期中的极大值和极小值；

位置运算部，其基于由上述第一传感器检测出的单调信号和存储在上述第一存储部中的单调信号数据，来确定上述摄像用镜头位于呈正弦波状变化的正弦信号的第几个周期，并且基于由上述第二传感器检测出的两个正弦信号和存储在上述第二存储部中的极大极小数据，来计算上述摄像用镜头在所确定的上述周期内的位置，并求出上述摄像用镜头在上述可动范围内的位置；

移动存储步骤，使上述摄像用镜头在上述规定的可动范围内移动，并且将上述单调信号数据存储到上述第一存储部中，将上述极大极小数据存储到上述第二存储部中；

调整步骤，基于由上述位置检测单元检测出的位置，来进行凸缘衬圈调整或视角调整。

8.一种位置检测方法，对检测对象物的位置进行检测，该位置检测方法的特征在于，具有以下步骤：

随着在规定的检测范围内上述检测对象物的移位，读入单调增加或单调减少的单调信号；

随着上述检测对象物的移位，读入呈正弦波状变化的相位相互错开的两个正弦信号；

基于所读入的上述单调信号和预先检测得到并存储的单调信号数据，来确定上述检测对象物位于呈正弦波状变化的正弦信号的第几个周期，其中，该单调信号数据是针对上述检测对象物的位置的上述单调信号的值；以及

基于所读入的上述正弦信号和预先检测得到并存储的极大极小数据，来计算上述检测对象物在所确定的上述周期内的位置，并求出上述检测对象物在上述规定的检测范围内的位置，其中，该极大极小数据是各上述正弦信号的各周期中的极大值和极小值。

9.一种摄像设备，其特征在于，具有：

设备主体；以及

根据权利要求5所述的镜头单元。

10.一种摄像设备的调整方法，该摄像设备具备摄像用镜头，该调整方法的特征在于，具有以下步骤：

随着在规定的可动范围内摄像用镜头在光轴方向上的移位，读入单调增加或单调减少的单调信号；

随着上述摄像用镜头的移位，读入呈正弦波状变化的相位相互错开的两个正弦信号；

基于所读入的上述单调信号和预先检测得到并存储的单调信号数据，来确定上述摄像用镜头位于呈正弦波状变化的正弦信号的第几个周期，其中，该单调信号数据是针对上述摄像用镜头的位置的上述单调信号的值；

基于所读入的两个正弦信号和预先检测得到并存储的极大极小数据，来计算上述摄像用镜头在所确定的上述周期内的位置，并求出上述摄像用镜头在上述规定的可动范围内的位置，其中，该极大极小数据是各上述正弦信号的各周期中的极大值和极小值；以及

调整步骤，基于所求出的上述摄像用镜头在上述规定的可动范围内的位置，来进行凸缘衬圈调整或视角调整。

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