CN103309011A - 位置检测装置、图像拾取设备和磁体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及位置检测装置、图像拾取设备和磁体。提供了一种能够提高检测精度的位置检测装置、配备有该位置检测装置的图像拾取设备以及设置在该位置检测装置中的磁体。该位置检测装置包括：在直线方向上能相对移动地、彼此相对地布置的磁体和磁检测器件。磁体具有面向磁检测器件的第一表面，并具有沿相对移动方向排列在第一表面上的周期性凸起和凹陷。

Description

位置检测装置、图像拾取设备和磁体

技术领域

本公开涉及一种适用于检测透镜在光轴方向上的位置的位置检测装置、一种配备有该位置检测装置的图像拾取设备以及一种设置在该位置检测装置中的磁体。

背景技术

通常，包括在例如具有自动对焦功能或电动变焦功能的摄像机或数字静止照相机中的透镜驱动器设置有位置检测装置，所述位置检测装置检测移动聚焦透镜或移动变焦透镜的位置。对于这种类型的位置检测装置，在相对很多情况下，使用了诸如磁阻（MR）传感器的MR器件，MR器件将磁体的磁力的变化转换成电信号。

这种位置检测装置包括用于位置检测的磁体和磁阻效应器件，例如，如第2002-169073号日本未审查专利申请公布中所描述的。具体地讲，用于位置检测的磁体被磁化成具有沿移动部件的行进方向交替的磁极。磁阻效应器件被构造成根据磁性的变化而改变其磁阻，并被固定到一固定构件以面向用于位置检测的磁体所移动的区域。

发明内容

不幸的是，由于如上所述的用于位置检测的磁体被磁化成具有沿移动部件的行进方向交替的磁极，所以存在每个N极和每个S极的磁化宽度相互不同的情况。这些不同会变成使检测的精度劣化的因素。

需要一种能够提高检测精度的位置检测装置、一种配备有该位置检测装置的图像拾取设备以及一种设置在位置检测装置中的磁体。

根据本公开的实施例，提供了一种位置检测装置，包括在直线方向上能相对移动地、彼此相对地布置的磁体和磁检测器件。该磁体具有面向磁检测器件的第一表面，并具有沿相对移动方向排列在第一表面上的周期性凸起和凹陷。

在根据本公开实施例的位置检测装置中，磁体和磁检测器件中的一个与位置检测的目标一起沿直线方向相对于另一个移动。这使得磁检测器件能够检测磁体的面向磁检测器件的第一表面上的磁场。

由于沿相对移动方向排列的周期性凸起和凹陷设置在磁体的面向磁体检测装置的第一表面上，所以与现有技术相反，抑制了由于磁化宽度的变化而导致的检测精度的降低。因此，提高了检测精度。

根据本公开的实施例，提供了一种图像拾取设备，包括：透镜，构造成在光轴方向上可移动；和用于透镜的位置检测装置，所述位置检测装置包括在直线方向上能相对移动地、彼此相对地布置的磁体和磁检测器件。该磁体具有面向磁检测器件的第一表面，并具有沿相对移动方向排列在第一表面上的周期性凸起和凹陷。

在根据本公开实施例的图像拾取设备中，当透镜沿光轴方向移动时，位置检测装置检测透镜在光轴方向上的位置。

根据本公开的实施例，提供了一种设置在位置检测装置中的磁体。该位置检测装置通过使磁体和磁检测器件在直线方向上相对移动来执行位置检测。磁体和磁检测器件被彼此相对地布置。磁体包括沿相对移动方向排列在第一表面上的周期性凸起和凹陷，第一表面面向磁检测器件

根据基于本公开实施例的位置检测装置、图像拾取设备或磁体，磁体的面向磁检测器件的第一表面设置有沿相对移动方向在其上排列的周期性凸起和凹陷。因此，与现有技术相反，抑制了由于磁化宽度的变化而导致的检测精度的降低，从而提高了检测精度。

将理解的是，前面的一般性描述和下面的详细描述都是示例性的，并意图提供对要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

包括附图以对本公开提供进一步的理解，并且附图包含在说明书中并构成说明书的一部分。附图示出了实施例，并与说明书一起用来解释本技术的原理。

图1是示出了从前面看到的根据本公开第一实施例的图像拾取设备的外观的立体图。

图2是示出了从后面看到的图1中示出的图像拾取设备的外观的立体图。

图3是示出了图1中示出的图像拾取设备中的控制系统的框图。

图4A是示出了图1中示出的镜筒的立体图，图4B是示意性示出镜筒的内部结构的剖视图。

图5是与图4中示出的第二移动透镜均相关的透镜引导机构、透镜移动机构和位置检测装置的构造的说明图。

图6是两个磁检测器件的相应检测结果的示意性图表。

图7A、图7B和图7C分别是图5中示出的磁体的构造的俯视图、侧视图和仰视图。

图8是沿图7A的线VIII-VIII截取的磁体的剖视图。

图9A、图9B和图9C分别是图7A、图7B和图7C中示出的磁体的变型例的构造的俯视图、侧视图和仰视图。

图10A、图10B和图10C分别是图7A、图7B和图7C中示出的磁体的另一变型例的构造的俯视图、侧视图和仰视图。

图11A、图11B和图11C分别是图7A、图7B和图7C中示出的磁体的又一变型例的构造的俯视图、侧视图和仰视图。

图12是示出了图7A、图7B和图7C中示出的磁体的位置标度（position scale）和磁检测器件的输出之间的关系的曲线图。

图13中的部分（A）、（B）和（C）分别是根据本公开第二实施例的位置检测装置中的磁体的构造的俯视图、侧视图和仰视图。

图14是示出图13中示出的磁体的位置标度与磁检测器件的输出之间的关系的曲线图。

图15中的部分（A）、（B）和（C）分别是根据本公开第三实施例的位置检测装置中的磁体的构造的俯视图、侧视图和仰视图。

图16是示出图15中示出的磁体的位置标度与磁检测器件的输出之间的关系的曲线图。

图17A是示出第二实施例的磁体的构造的侧视图，图17B是示出根据变型例1的位置检测装置中的磁体的构造的侧视图。

图18是示出图17B中示出的磁体的位置标度与磁检测器件的输出之间的关系的曲线图。

图19A是示出第二实施例的磁体的构造的侧视图，图19B是示出根据变型例2-1至2-3的磁体的构造的侧视图。

图20是示出根据变型例2-1的磁体的位置标度与磁检测器件的输出之间的关系的曲线图。

图21是示出根据变型例2-2的磁体的位置标度与磁检测器件的输出之间的关系的曲线图。

图22是示出根据变型例2-3的磁体的位置标度与磁检测器件的输出之间的关系的曲线图。

图23A是示出第二实施例的磁体的构造的侧视图，图23B是示出根据变型例3的磁体的构造的侧视图。

图24是示出图23B中示出的磁体的位置标度与磁检测器件的输出之间的关系的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。应该注意的是，将按照下面的顺序进行描述。

1、第一实施例（这样的示例，其中：在磁体的面向磁检测器件的第一表面上交替地设置凸起和凹陷作为周期性凸起和凹陷；在磁体的第一表面的两个侧边缘上设置肋；并且设置矩形孔作为凹陷）

2、第二实施例（这样的示例，其中，在第一实施例中，在磁体的第二表面上的每个纵向外侧区域中设置倾斜部分和平坦部分）

3、第三实施例（这样的示例，其中：设置槽作为凹陷；并且在磁体的第二表面上的每个纵向外侧区域中设置倾斜部分和平坦部分）

4、变型例1（这样的示例，其中，在第二实施例中，增大中间区域的长度）

5、变型例2-1至2-3（线性倾斜结构的示例，其中，在第二实施例中，在每个纵向外侧区域中仅设置倾斜部分）

6、变型例3（双倾斜结构的示例，其中，在第二实施例中，设置两个倾斜部分以及两个倾斜部分之间的平坦中间部分）

（第一实施例）

图1和图2分别示出了根据本公开的第一实施例的图像拾取设备1（数字静止照相机）的从前面和后面看到的外观。图像拾取设备1具有这样的构造，例如，其中具有可收缩机构的镜筒11被附接于壳体10（外部构件）的面向被摄体的表面，即，壳体10的前表面。发射拍摄用辅助光的闪光灯12和自拍定时灯13布置在镜筒11附近。图像拾取光学系统14和图像拾取器件15（在图1中未示出，见图3或图4）布置在镜筒11内。

这里，“前面”指的是在沿图像拾取光学系统14的光轴Z的方向上面向物体或被摄体的一侧。“后面”指的是创建图像或设置图像拾取器件15的一侧。

图像拾取光学系统14被构造成通过内置于壳体10中的透镜驱动部件25A（在图1中未示出，见图3）来移动。具体地讲，图像拾取光学系统14可在拍摄位置（广角状态、望远状态或它们之间的中间状态）和收容位置（收缩位置）之间沿光轴Z移动。在拍摄位置，图像拾取光学系统14从壳体10的前表面向前突出，而在收容位置，图像拾取光学系统14嵌入在壳体10的前表面中。图像拾取器件15拍摄图像拾取光学系统14形成的被摄体的像，并包括例如电荷耦合器件（CCD）图像传感器或CMOS图像传感器。

壳体10的上表面设置有例如用于拍摄图像的快门按钮16、用于调节图像拾取光学系统14的变焦的变焦操作杆17和电源按钮18。

壳体10的后表面设置有例如具有用于菜单选择的触摸面板功能的显示部件19。可选地，用于菜单选择的操作开关（未示出）可独立于显示部件19设置，代替显示部件19的触摸面板功能。

图3示出了图像拾取设备1的控制系统。例如，图像拾取设备1包括镜筒11、显示部件19、图像记录/再现电路21、内部存储器22、外部存储器23、图像信号处理部件24、镜筒控制部件25、监视器驱动部件26、放大器27、第一接口28和第二接口29。

例如，图像记录/再现电路21具有带有微计算机（中央处理单元（CPU））的运算电路。另外，图像记录/再现电路21根据利用快门按钮16、变焦操作杆17、电源按钮18、显示部件19的触摸面板等的操作，来控制图像信号处理部件24、监视器驱动部件26和镜筒控制部件25。图像记录/再现电路21连接到内部存储器22、图像信号处理部件24、镜筒控制部件25、监视器驱动部件26、放大器27、第一接口（I/F）28和第二接口（I/F）29。

例如，除了用于驱动图像记录/再现电路21的程序存储器和数据存储器之外，内部存储器22还包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。外部存储器23用于扩展总存储容量。

图像信号处理部件24基于从图像拾取器件15输出的拍摄图像信号产生图像数据，并使产生的图像数据进入图像记录/再现电路21。图像信号处理部件24通过放大器27连接到附接于镜筒11的图像拾取器件15。

镜筒控制部件25控制镜筒11的驱动。镜筒控制部件25连接到透镜驱动部件25A和位置检测装置30。透镜驱动部件25A执行镜筒11的变焦操作和聚焦操作。位置检测装置30检测透镜在图像拾取光学系统14中的位置，并将检测结果提供给镜筒控制部件25。后面将描述位置检测装置30的细节。

显示部件19通过监视器驱动部件26连接到图像记录/再现电路21。监视器驱动部件26在显示部件19上显示图像数据。

第一接口28连接到连接器28A，外部存储器23可拆卸地连接到第一接口28。第二接口29连接到设置在壳体10中的连接端子29A。

图4A示出了图1中示出的镜筒11在突出状态下的外观，图4B示出了镜筒11的内部构造。按照靠近被摄体的顺序，镜筒11包括装饰环11A、屏障（barrier）单元11B、第一透镜框架11C、第一移动框架11D、第二移动框架11E、线性移动引导环11F、旋转环11G、固定环11H和后筒11I。例如，按照从前（被摄体侧）到后的顺序，图像拾取光学系统14沿着光轴Z包括例如第一透镜组14A、第二透镜组14B和第三透镜组14C。

固定环11H固定到壳体10。使用多个紧固螺钉（未示出），后筒11I被可拆卸地固定到固定环11H的后部。后筒11I在其中心处设置有大致四边形的通孔，并且图像拾取器件15附于该通孔。

旋转环11G可相对于固定环11H围绕光轴Z旋转，并可相对于固定环11H在沿着光轴Z的方向上线性移动。更具体地讲，旋转环11G在其外周具有齿轮系（gear train，未示出），并且通过驱动电机（未示出）的驱动可围绕光轴Z旋转，其中，驱动电机固定在固定环11H和后筒11I之间。另外，旋转环11G设置有三个凸轮销（未示出），并且所述三个凸轮销与设置在固定环11H的内周上的三个对应的凸轮槽（未示出）嵌合。因此，旋转环11G可沿着固定环11H的凸轮槽形成的轨道在沿着光轴Z的方向上移动，并伴随有旋转环11G对于固定环11H的相对旋转。

仅允许线性移动引导环11F在沿着光轴Z的方向上相对于固定环11H线性移动，而不允许相对于固定环11H旋转。更详细地讲，线性移动引导环11F具有与固定环11H匹配的五个凸起（未示出），并且所述凸起与设置在固定环11H中的五个对应的直槽（未示出）嵌合。结果，仅允许线性移动引导环11F相对于固定环11H在沿着光轴Z的方向上移动，而限制线性移动引导环11F在旋转方向上的移动。

当旋转环11G和线性移动引导环11F以上述方式相互卡口式接合时，允许线性移动引导环11F线性移动，而不会对旋转环11G的旋转有任何抑制。而且，当旋转环11G在沿着光轴Z的方向上移动时，线性移动引导环11F与旋转环11G一体地移动。

第一透镜框架11C夹持第一透镜组14A，并被第一移动框架11D夹持。第一移动框架11D使第一透镜框架11C移动。第二移动框架11E在夹持第二透镜组14B的同时使第二透镜组14B移动。

仅允许第一移动框架11D和第二移动框架11E中的每个相对于固定环11H在沿着光轴Z的方向上线性移动，而不允许相对于固定环11H旋转。具体地讲，第一移动框架11D和第二移动框架11E中的每个设置有三个凸轮销（未示出）。所述凸轮销与设置在旋转环11G的内周上的三个对应的凸轮槽（未示出）嵌合。此外，第一移动框架11D和第二移动框架11E中的每个还与线性移动引导环11F的直槽（未示出）嵌合，从而不与旋转环11G的旋转联动地旋转。

为了保护图像拾取光学系统14，当不拍照时，屏障单元11B使光路或拍摄开口闭合。

装饰环11A固定到第一移动框架11D，从而改善镜筒11的外观并保护屏障单元11B。任何种类的金属（诸如铝合金和不锈钢）均适用于装饰环11A的材料，但是对于装饰环11A也可以使用工程塑料。

图5是均与图4中示出的第三透镜组14C相关的透镜引导机构40、透镜移动机构50和位置检测装置30的构造的说明图。

透镜引导机构40在固定到固定环11H的基座11J上支撑第三透镜组14C，以使第三透镜组14C可以在沿着光轴Z的方向上移动。例如，透镜引导机构40包括透镜保持框架41、套筒部件42、槽部件43、第一导轴（未示出）和第二导轴（未示出）。透镜保持框架41是保持第三透镜组14C的环形构件。套筒部件42和槽部件43都设置在透镜保持框架41的外侧区域中。第一和第二导轴（未示出）被设置成在与光轴Z平行的同时分别穿过套筒部件42和槽部件43。这使得被透镜保持框架41保持的第三透镜组14C能够沿光轴Z线性往复移动。

例如，透镜移动机构50包括驱动线圈51、对向轭（yoke）52、驱动磁体53和接地轭54。通过围绕平行于光轴Z的假想轴缠绕电线而形成驱动线圈51，并且驱动线圈51使用例如粘合剂固定到透镜保持框架41。驱动线圈51的内周在前后方向是开放的。对向轭52具有矩形板形状，并松动地插入到驱动线圈51的内周中，从而平行于光轴Z布置。驱动磁体53具有矩形板形状，并布置在驱动线圈51的外围上同时平行于对向轭52。接地轭54具有与驱动磁体53的形状基本相同的矩形板形状，并设置在驱动磁体53和基座11J之间。

透镜驱动部件25A（见图3）驱动透镜移动机构50。透镜驱动部件25A包括D/A转换器25A1和电机驱动器25A2，如图5所示。D/A转换器25A1对从镜筒控制部件25（见图3）提供的数字格式的驱动信号进行D/A转换。电机驱动器25A2基于从D/A转换器25A1提供的模拟格式的驱动信号，向驱动线圈51提供驱动电流。这使得透镜移动机构50能够通过基于来自透镜驱动部件25A的驱动电流在驱动线圈51产生的磁场和驱动磁体53产生的磁场之间的磁相互作用，使透镜保持框架41在沿着光轴Z的方向上移动。

例如，位置检测装置30包括位置检测磁体31（在下文中，简称作“磁体31”）、磁检测器件32和位置信息产生部件33。

磁体31和磁检测器件32彼此相对地布置，从而可在直线方向上相对移动。更具体地讲，磁体31由例如固定到套筒部件42的保持构件（未示出）保持，并可与第三透镜组14C（或用于位置检测的目标）和透镜保持框架41一起，在沿着光轴Z的方向上线性移动。另一方面，磁检测器件32通过保持构件（未示出），在面向磁体的同时被固定到基座11J。

磁检测器件32产生电平与磁体31的磁极之间产生的磁力的强度对应的检测信号（位置信号）Ss。例如，磁检测器件32可为霍尔（Hall）装置。由于霍尔器件产生与磁通密度成比例的电压，所以从霍尔器件输出的检测信号Ss具有与施加的磁力的强度（或磁通密度的大小）对应（或者成比例）的电压。如果适当地调节磁体31和磁检测器件32之间的距离，则从磁检测器件32输出的检测信号Ss变成大致正弦波的信号。需要注意的是，磁检测器件32不限于霍尔器件。磁检测器件32可为任意给定的装置，只要该装置检测磁力的强度并产生检测信号Ss即可。例如，磁检测器件32可为MR器件。

尽管未示出，但是优选地，磁检测器件32由沿磁检测器件32和磁体31进行彼此相对移动的相对移动方向A1布置的两个装置单元构成。如图6所示，通过从磁检测器件32的两个装置单元输出具有不同相位（第一相位S1和第二相位S2）的相应的大致正弦波信号，能够确定第三透镜组14C的移动方向。

例如，位置信息产生部件33包括放大器电路33A和A/D转换器33B。放大器电路33A对来自磁检测器件32的检测信号Ss进行放大。A/D转换器33B将已被放大器电路33A放大的模拟格式的检测信号Ss转换成数字格式的检测信号Ss，然后将转换的检测信号Ss提供给镜筒控制部件25，作为关于第三透镜组14C的位置信息。结果，镜筒控制部件25根据检测信号Ss，检测第三透镜组14C在沿光轴Z的方向上的位置。然后，镜筒控制部件25根据检测结果将驱动信号提供给透镜驱动部件25A，从而控制第三透镜组14C在沿光轴Z的方向上的位置以及例如伺服机构的闭环。

图7A、图7B和图7C示出了图5中示出的磁体31的构造。图8示出了沿图7A的线VIII-VIII截取的磁体31的截面。磁体31是在相对移动方向A1上线性延伸的长方体的棒状构件。磁体31具有面向磁检测器件32的第一表面31A，并且在第一表面31A上，周期性凸起和凹陷34沿相对移动方向A1排列。利用图像拾取设备1中的周期性凸起和凹陷34，与现有技术相反，抑制了由于磁化宽度的变化而导致的检测精度的降低。因此，提高了检测精度。

优选地，磁体31由例如树脂磁体形成。在这种情况下，通过采用注塑成型方法能够以低成本将磁体31精确地成型。此外，正弦波输出信号的周期的变化减少，从而能够提供比利用现有技术的磁化方法形成的磁体更精确的位置检测。此外，不需要诸如现有技术中使用的复杂的、昂贵的磁化装置，因此可实现磁体31的成本降低。或者，磁体31可由铁氧体磁体形成。

优选地，磁体31可在从第二表面31B到第一表面31A（如图7B或图8中的箭头A2所示）或从第一表面31A到第二表面31B（未示出）的单个方向上被磁化。这使得与如现有技术中的磁体的磁极沿移动方向交替的情况相比，能够更容易地执行磁化处理。因此，如果第一表面31A是N极，则第二表面31B变为S极，如图7B和图8所示。否则，如果第一表面31A是S极，则第二表面31B变成N极（未示出）。如上所述，磁体31的磁化方向A2平行于磁体31面向磁检测器件32的方向，并且垂直于相对移动方向A1。

磁体31具有交替布置的凸起34A和凹陷34B，作为周期性凸起和凹陷34。凹陷34B是下凹，更具体地讲，是在相对移动方向A1上以规则间隔形成的矩形孔，例如如图7A和图8所示。凸起34A和凹陷34B中的每个的长边垂直于相对移动方向A1。或者，每个凹陷34B可为通孔（即，每个凹陷34B的深度等于磁体31的厚度），例如如图9所示。

周期性凸起和凹陷34中的每个的平面形状不限于如图7A和图8所示的矩形，还可为圆形、椭圆形或其它形状，如图10或图11所示。

优选地，周期性凸起和凹陷34包括磁体在相对移动方向A1上的端部处的起始凸起。利用这种布置，波形在磁体端部的畸变较小。例如，在图7A至图11C的情况下，提供了九个半周期的周期性凸起和凹陷34和九个凹陷34B。然而，对周期性凸起和凹陷34的周期数和凹陷34B的数量并没有限制。它们可根据图像拾取光学系统14所移动的距离而进行适当地改变。

优选地，磁体31在第一表面31A的两个侧边缘上设置有肋35。设置肋35减小了由于成型时树脂的膨胀和收缩而导致的磁体31的翘曲，从而实现了更精确的位置检测。优选地，肋35设置在第一表面31A的两个侧边缘上，如图7A所示，但是可将单个肋35设置在第一表面31A的两个侧边缘中的任意一个上。或者，深度与每个凹陷34B的深度相同的孔可设置在第二表面31B上，以代替肋35。即使在这种情况下，也能获得相同的效果。

可通过下面的工艺制造如上所述的磁体31。首先，将磁粉放在模具（未示出）中，然后通过注塑成型法进行成型和烧结。接下来，使用空气芯线圈对得到的坯体进行磁化。在第一实施例中，通过使用模具的成型处理来制造磁体31，并且磁化处理易于执行。因此，与现有技术中的被磁化成具有沿相对移动方向交替的磁极的磁体相比，能够以较低成本和较小的变化范围来制造位置检测磁体31。

在图像拾取设备1中，镜筒控制部件25根据利用变焦操作杆17的操作，驱动透镜驱动部件25A。然后，图像拾取光学系统14的第三透镜组14C在沿光轴Z的方向上移动。因此，位置检测装置30的磁体31与作为位置检测目标的第三透镜组14C一起，在沿箭头A1的方向上相对于磁检测器件32线性移动。然后，磁检测器件32检测磁体31的面向磁检测器件32的第一表面31A上的磁场。

在这种情况下，磁体31的第一表面31A设置有沿相对移动方向A1排列在其上的周期性凸起和凹陷34。利用周期性凸起和凹陷34，与现有技术相反，抑制了由于磁化宽度的变化而导致的检测精度的降低。因此，提高了检测精度。

图12示意性地示出了磁体31的第一表面31A上的磁场的测量结果。在本测量中，使用霍尔器件作为磁检测器件32，并且检测垂直于第一表面31A的磁通密度。

如从图12中所看到的，在相对移动方向A1上从磁体31的中央区域31C获得良好的大致正弦波输出。相反，在中央区域31C外的每个外侧区域31D处，输出波形发生畸变。然而，当在每个外侧区域31D中设置足够的余量时，能够仅使用输出为大致正弦波形的中央区域31C用于位置检测。

如上所述，在第一实施例中，磁体31的第一表面31A设置有沿相对移动方向A1排列的周期性凸起和凹陷34。利用周期性凸起和凹陷34，与现有技术相反，抑制了由于磁化宽度的变化而导致的检测精度的降低。因此，提高了检测精度。

（第二实施例）

图13中的部分（A）、（B）和（C）示出了根据本公开的第二实施例的位置检测装置30中的磁体31的构造。在第二实施例中，在相对移动方向A1上，磁体31的中央的厚度被设置成大于它的每个端部处的厚度。除此之外，根据第二实施例的磁体31具有与第一实施例的构造相同的构造。另外，第二实施例的磁体31可通过与第一实施例中的工艺相同的工艺制造。因此，在下面的描述中，相同的标号被分配给与第一实施例中的组件对应的组件。

磁体31包括中央区域31C和外侧区域31D，其中，中央区域31C沿相对移动方向A1布置在磁体31的中央，外侧区域31D布置在中央区域31C的各个外侧上。中央区域31C的厚度d2是均匀的。

磁体31沿相对移动方向A1在其中央的厚度d2（即，中央区域31C的厚度d2）大于沿相对移动方向A1在其每个端部31E的厚度d1。使用这种构造，在第二实施例中，当磁体31和磁检测器件32彼此相对移动时，抑制了各个外侧区域31D中的磁导的增加。这使得不仅能够从中央区域31C还能从各个外侧区域31D获得良好的大致正弦波输出。

具体地讲，第二表面31B上的每个外侧区域31D包括相对于相对移动方向A1倾斜的倾斜部分31F。优选地，每个倾斜部分31F的厚度d3朝向中央区域31C增大。利用该倾斜部分31F，进一步提高了改善来自每个外侧区域31D的输出波形的畸变的效果。

这里，厚度d1、d2和d3中的每个指的是磁体31在磁化方向A2上的厚度，即，第二表面31B与周期性凸起和凹陷34的凸起34A之间的距离。

优选地，第二表面31B上的每个外侧区域31D按照靠近中央区域31C的顺序具有倾斜部分31F和平坦部分31G。设置平坦部分31G有助于磁体31在附着工艺器件的定位并提高对磁体31进行成型的精度。

磁检测器件32和位置信息产生部件33被构造成与上述第一实施例中的构造相同。

在图像拾取设备1中，镜筒控制部件25根据利用变焦操作杆17的操作来驱动透镜驱动部件25A。然后，图像拾取光学系统14的第三透镜组14C在沿光轴Z的方向上移动。因此，位置检测装置30的磁体31与作为位置检测目标的第三透镜组14C一起，在箭头A1的方向上相对于磁检测器件32线性移动。结果，磁检测器件32检测磁体31的面向磁检测器件32的第一表面31A上的磁场。

在这种情况下，由于磁体31在其中央（中央区域31C）的厚度d2大于在其各个端部31E的厚度d1，所以当磁体31和磁检测器件32彼此相对移动时，抑制了每个外侧区域31D中的磁导的增加。这使得不仅能够从中央区域31C还能从各个外侧区域31D获得良好的大致正弦波输出。

图14示意性地示出了磁体31的第一表面31A上的磁场的测量结果。在本测量中，使用霍尔器件作为磁检测器件32，并检测了垂直于第一表面31A的磁通密度。而且，周期性凸起和凹陷34包括在磁体31沿相对移动方向A1的端部处的起始凸起34A。相对于对应的起始凸起34A，每个平坦部分31G被设置成面向第一周期的凸起34A和凹陷34B以及第二周期的凸起34A。另外，相对于对应的起始凸起34A，每个倾斜部分31F被设置成面向第二周期的凹陷34B和第三周期的凸起34A。应该注意的是，图14还示出了图12中示出的第一实施例的测量结果。

从图14中可以发现，在第一实施例中，与中央区域31C相比，从每个端部开始的第三周期附近的输出波形的振幅和振幅中点发生变化。相反，可以发现的是，在第二实施例中，输出波形的振幅和振幅中点在从各个端部开始的0.5个周期之间基本恒定。因此，第二实施例能够使磁体31的总长度减小与五个周期对应的长度（2.5个周期×两端=5个周期）。

另外，旋转角度检测方法是已知的，它利用了齿轮的凸起和凹陷产生的磁变化，如第2003-180672号日本未审查专利申请公布中所描述的（图4）。然而，在该文件中所描述的使用齿轮的凸起和凹陷来检测线性移动的情况下，代替旋转移动，提取环形齿轮的片段并使其平坦化以用作有限长度的磁体或磁单元。在这种情况下，不利的是，有限长度的磁体或磁单元上的磁场会在其两个外侧区域中发生畸变。因此，会有来自配备有这种磁体或这种磁单元的传感器的输出信号在行程（stroke）的两个外侧区域发生畸变的情况。结果，在磁体或磁单元的每个外侧区域中设置具有足够长度的余量，并仅利用磁体或磁单元的输出波形不会发生畸变的区域。在这种情况下，会需要增大磁体或磁单元的长度，并且如果镜筒配备有该位置检测装置，则镜筒倾向于在沿光轴的方向上增大。

相反，在第二实施例中，磁体31在其中央（中央区域31C）的厚度d2大于其在相对移动方向A1上的每个端部31E的厚度d1，从而减少了来自磁体31的每个外侧区域31D的输出波形的畸变。因此，能够通过减小磁体31的每个外侧区域31D的余量来减小磁体31的总长度，并因此能够减小磁体31在相对移动方向A1上的尺寸。此外，由于位置检测装置30和配备有上述位置检测装置30的镜筒11的各自的总长度在沿光轴的方向上减小，所以还能够提供小巧且薄的图像拾取设备1。

如上所述，在第二实施例中，通过对第二表面31B中的每个外侧区域31D设置倾斜部分31F和平坦部分31G，磁体31在其中央（中央区域31C）的厚度d2大于在其每个端部31E的厚度d1。这使得不仅能够从磁体31的中央区域31C还能从其每个外侧区域31D获得良好的大致正弦波输出。此外，实现了磁体31的总长度减小。这种构造在使位置检测装置30和镜筒11小型化方面是有益的，更具体地讲，这种构造减小了图像拾取设备1的厚度。

关于在第二表面31B的外侧区域31D中设置倾斜部分31F和平坦部分31G，从而使得磁体31在其中央（中央区域31C）的厚度d2大于其在相对移动方向A1上的每个端部31E的厚度d1的情况，已经给出了第二实施例的描述。然而，为了使磁体31在其中央（中央区域31C）的厚度d2大于其在相对移动方向A1上的每个端部31E的厚度d1，可采用另一构造，例如每个外侧区域31D中的凹陷34B形成得更深的构造。

（第三实施例）

图15中的部分（A）、（B）和（C）示出了根据本公开的第三实施例的位置检测装置30的磁体31的构造。除了周期性凸起和凹陷34包括在沿第一表面31A的宽度的方向上横跨第一表面31A设置的槽作为凹陷之外，根据第三实施例的磁体31具有与第二实施例相似的构造。另外，根据第三实施例的磁体31可通过与第一实施例相同的工艺来制造。因此，在下面的描述中，相同的标号被分配给与第一实施例或第二实施例中的组件对应的组件。

图16示意性地示出了磁体31的第一表面31A上的磁场的测量结果。在该情况下，使用霍尔器件作为磁检测器件32，并且检测了垂直于第一表面31A的磁通密度。而且，周期性凸起和凹陷34包括磁体31的在相对移动方向A1上的端部处的起始凸起34A。相对于对应的起始凸起34A，每个平坦部分31G被设置成面向第一周期和第二周期的凸起34A和凹陷34B，并且每个倾斜部分31F被设置成面向第三周期的凸起34A。应该注意的是，图16还示出了图12中示出的第一实施例的测量结果。

从图16中可以发现，在第一实施例中，与中央区域31C相比，在从每个端部开始的第三周期附近的输出波形的振幅和振幅中点发生变化。相反，可以发现的是，在第三实施例中，输出波形的振幅和振幅中点在从各个端部开始的0.5个周期之间基本恒定。因此，第三实施例使磁体31的总长度能够减小与五个周期对应的长度（2.5个周期×两端=5个周期）。因此，由于位置检测装置30和配备有上述位置检测装置30的镜筒11的各自的总长度在沿光轴的方向上减小，所以能够提供小巧且薄的图像拾取设备1。

如上所述，在第三实施例中，与第二实施例类似，磁体31在其中央（中央区域31C）的厚度d2大于在其每个端部31E的厚度d1。这使得不仅能够从磁体31的中央区域31C还能从其每个外侧区域31D获得良好的大致正弦波输出。因此，实现了磁体31的总长度减小。这种构造在使位置检测装置30和镜筒11小型化方面是有益的，更具体地讲，这种构造减小了图像拾取设备1的厚度。

在下文中，将描述本公开的变型例1至3。所有的变型例1至3都是基于上述的第二实施例的磁体31。

（变型例1）

图17A示出了第二实施例的磁体的构造，图17B示出了根据变型例1的磁体31的构造。除了与第二实施例的磁体31的长度不同，中央区域31C的长度增加了大约一半之外，该变型例具有与第二实施例的构造相似的构造。另外，根据变型例的磁体31可通过与第一实施例相同的工艺制造。因此，在下面的描述中，相同的标号被分配给与第一实施例或第二实施例中的组件对应的组件。

图18示意性地示出了磁体31的第一表面31A上的磁场的测量结果。在本测量中，使用霍尔器件作为磁检测器件32，并且检测了垂直于第一表面31A的磁通密度。而且，周期性凸起和凹陷34包括磁体31的在相对移动方向A1上的端部处的起始凸起34A。相对于对应的起始凸起34A，每个平坦部分31G被设置成面向第一周期的凸起34A和凹陷34B以及第二周期的凸起34A，并且每个倾斜部分31F被设置成面向第二周期的凹陷34B和第三周期的凸起34A。应该注意的是，图18还示出了图12中示出的第一实施例的测量结果。

从图18中可以发现，在第一实施例中，与中央区域31C相比，在从每个端部开始的第三周期附近的输出波形的振幅和振幅中点发生变化。相反，可以发现的是，在该变型例中，输出波形的振幅和振幅中点在从各个端部起的第一周期之间基本恒定。因此，该变型例能够使磁体31的总长度减小与四个周期对应的长度（2个周期×两端=4个周期）。

因此，显然，只要通过对第二表面31B的每个外侧区域31D设置倾斜部分31F和平坦部分31G，来将磁体31在其中央（中央区域31C）的厚度d2设置成大于其在相对移动方向A1上的每个端部31E的厚度d1，即使当中央区域31C的长度增大时，也不仅能够从中央区域31C还能从每个外侧区域31D获得良好的大致正弦波输出。

（变型例2-1至2-3）

图19A示出了第二实施例的磁体31的构造，图19B示出了根据变型例2-1至2-3的磁体31的构造。除了在第二表面31B上的每个外侧区域31D中仅设置倾斜部分31F并去除第二实施例的磁体31中的平坦部分31G之外，每个变型例具有与第二实施例的构造相似的构造。另外，可通过与第一实施例的工艺相似的工艺来制造根据变型例2-1至2-3的每个磁体31。因此，在下面的描述中，相同的标号被分配给与第一实施例或第二实施例中的组件对应的组件。

图20至图22示意性地示出了磁体31的第一表面31A上的磁场的测量结果。在该测量中，使用霍尔器件作为磁检测器件32，并且检测了垂直于第一表面31A的磁通密度。而且，周期性凸起和凹陷34包括磁体31的在相对移动方向A1上的端部处的起始凸起34A。相对于对应的起始凸起34A，每个倾斜部分31F被设置成面向第一周期和第二周期的凸起34A和凹陷34B以及第三周期的凸起34A。

在变型例2-1至2-3中，倾斜部分31F的各自的梯度被设置成相互不同。在变型例2-1中，磁体31被构造成具有向下的倾斜，即，在相对移动方向A1上每前进大约0.5mm时发生磁体31的端部31E的厚度的大约1.7%的倾斜。在变型例2-2中，磁体31被构造成具有向下的倾斜，即，在相对移动方向A1上每前进大约0.5mm时发生磁体31的端部31E的厚度的大约2.5%的倾斜。在变型例2-3中，磁体31被构造成具有向下的倾斜，即，在相对移动方向A1上每前进大约0.5mm时发生磁体31的端部31E的厚度的大约3.3%的倾斜。

应该注意的是，图20至图22中的每个还示出了图12和图14中示出的第一实施例和第二实施例的测量结果。

如从图20至图22中所看到的，所有变型例2-1至2-3比没有倾斜部分31F的第一实施例更有力地抑制了输出波形的畸变。显然，通过对第二表面31B上的每个外侧区域31D仅设置倾斜部分31F，不仅能够从磁体31的中央区域31C还能从其每个外侧区域31D获得良好的大致正弦波输出。

当倾斜部分31F的梯度增大时，来自每个外侧区域31D的输出波形的畸变减少。实际上，变型例2-3的输出波形表现出与第二实施例相同的畸变水平。因此，显然，通过调整每个倾斜部分31F的梯度，能够获得更有益的效果。

（变型例3）

图23A示出了第二实施例的磁体31的构造，图23B示出了根据变型例3的磁体31的构造。除了在第二实施例的磁体31中，在第二表面31B上的每个外侧区域31D设置有两个倾斜部分31F1和31F2以及这两个倾斜部分之间的平坦中间部分31H之外，该变型例3具有与上述第二实施例的构造相似的构造。另外，根据变型例3的磁体31可通过与第一实施例的工艺相似的工艺制造。因此，在下面的描述中，相同的标号被分配给与第一实施例或第二实施例的组件对应的组件。

图24示意性地示出了磁体31的第一表面31A上的磁场的测量结果。在本测量中，使用霍尔器件作为磁检测器件32，并且检测了垂直于第一表面31A的磁通密度。而且，磁体31的凸起和凹陷34中的沿相对移动方向A1的两端最外侧的那个是凸起34A。第一倾斜部分31F1被设置成面向相对于对应的起始凸起34A的第一周期的凸起34A和凹陷34B；平坦中间部分31H被设置成面向第二周期的凸起34A；第二倾斜部分31F2被设置成面向第二周期的凹陷34B和第三周期的凸起34A。第一倾斜部分31F1和第二倾斜部分31F2中的每个的梯度被设置为，磁体31具有在相对移动方向A1上每前进大约0.5mm时发生磁体31的最大厚度的大约4.2%的倾斜的向下倾度。应该注意的是，图24还示出了图12和图14中示出的第一实施例和第二实施例的测量结果。

如从图24中所看到的，变型例3比没有倾斜部分31F的第一实施例更有力地抑制了输出波形的畸变。实际上，变型例3的输出波形表现出与第二实施例相同的畸变水平。因此，显然，当第二表面31B上的每个外侧区域31D设置有两个倾斜部分31F1和31F2以及它们之间的平坦中间部分31H时，不仅能够从磁体31的中央区域31C还能够从磁体31的每个外侧区域31D获得良好的大致正弦波输出。

至此，已经描述了本公开的实施例等。然而，本公开不限于如上所述的实施例等，并且可以有各种其它变型。

例如，提供每个倾斜部分31F的梯度的方法不限于上述实施例等中描述的方法。例如，可根据磁体31的第一表面31A上的周期性凸起和凹陷34的周期数或磁体31的长度或宽度，来改变每个倾斜部分31F的位置以及中央区域31C的厚度d2和端部31E的厚度d1之间的差。该方法可应用于具有任何给定尺寸的磁体31，并且还能够通过产生与上述实施例等相同的有益效果来减小磁体31的总长度。

而且，关于例如上述实施例等中描述的组件的材料、厚度和制造方法，并无限制。另选地，可采用其它材料、厚度或制造方法。例如，可使用切割工艺形成周期性凸起和凹陷34。

通过具体地举例说明图像拾取设备1的构造已经描述了上述实施例等。然而，图像拾取设备1不必具有所有组件，并且任何其它组件可被添加到图像拾取设备1。

根据本公开的任意实施例等的位置检测装置适用于感测长距离移动（2mm以上）。具体地讲，除了图像拾取设备1的透镜的位置检测之外，该位置检测装置可应用于各种广泛的领域，包括打印机、工业机器以及配备有光学变焦功能的便携式电子设备，诸如便携式电话和智能手机。

要注意的是，本技术的实施例还可包括下面的构造。

（1）一种位置检测装置，包括：

在直线方向上能相对移动地、彼此相对地布置的磁体和磁检测器件，

其中，磁体具有面向磁检测器件的第一表面，并具有沿相对移动方向排列在第一表面上的周期性凸起和凹陷。

（2）根据（1）的位置检测装置，其中

磁体具有第一表面和第二表面，第二表面与第一表面相对，并且

磁体的沿相对移动方向的中央处的第一表面和第二表面之间的距离比磁体的沿相对移动方向的端部处的第一表面和第二表面之间的距离长。

（3）根据（2）的位置检测装置，其中

磁体的外侧区域在第二表面上包括相对于相对移动方向倾斜的倾斜部分，并且

在所述倾斜部分中第一表面和第二表面之间的距离沿相对移动方向朝向磁体的中央增大。

（4）根据（3）的位置检测装置，其中

所述周期性凸起和凹陷包括磁体的在相对移动方向上的端部处的起始凸起。

（5）根据（4）的位置检测装置，其中

磁体的外侧区域在第二表面上包括在相对移动方向上按照靠近磁体中央的顺序的倾斜部分和平坦部分。

（6）根据（1）至（5）中任一项的位置检测装置，其中

磁体在第一表面的侧边缘上包括肋。

（7）根据（6）的位置检测装置，其中

相对于所述起始凸起，所述平坦部分被设置成面向第一周期的凸起和凹陷以及第二周期的凸起，并且

所述倾斜部分被设置成面向第二周期的凹陷和第三周期的凸起。

（8）根据（1）至（5）中任一项的位置检测装置，其中

所述周期性凸起和凹陷包括在沿第一表面的宽度的方向上横跨第一表面设置的槽作为凹陷。

（9）根据（8）的位置检测装置，其中

相对于所述起始凸起，所述平坦部分被设置成面向第一周期和第二周期的凸起和凹陷，并且

所述倾斜部分被设置成面向第三周期的凸起。

（10）根据（5）的位置检测装置，其中

磁体的外侧区域在第二表面上包括两个倾斜部分以及这两个倾斜部分之间的平坦中间部分。

（11）根据（1）至（10）中任一项的位置检测装置，其中

磁体交替地包括凸起和凹陷，作为所述周期性凸起和凹陷。

（12）根据（1）至（11）中任一项的位置检测装置，其中

磁体在单一方向上被磁化。

（13）一种图像拾取设备，包括：

透镜，构造成能在光轴方向上移动；和

用于透镜的位置检测装置，所述位置检测装置包括在直线方向上能相对移动地、彼此相对地布置的磁体和磁检测器件，

其中，磁体具有面向磁检测器件的第一表面，并具有沿相对移动方向排列在第一表面上的周期性凸起和凹陷。

（14）一种设置在位置检测装置中的磁体，该位置检测装置通过使磁体和磁检测器件在直线方向上相对移动来执行位置检测，所述磁体和磁检测器件被彼此相对地布置，所述磁体包括：

沿相对移动方向排列在第一表面上的周期性凸起和凹陷，第一表面面向磁检测器件。

本公开包括了与2012年3月15日在日本专利局提交的第JP2012-058214号日本优先权专利申请所公开的主题相关的主题，该申请的全部内容通过引用包含于此。

本领域技术人员应该理解的是，根据设计要求或其它因素可进行各种变型、组合、子组合和替换，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。

Claims (14)

1.一种位置检测装置，包括：

在直线方向上能相对移动地、彼此相对地布置的磁体和磁检测器件，

其中，磁体具有面向磁检测器件的第一表面，并具有沿相对移动方向排列在第一表面上的周期性凸起和凹陷。

2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中

磁体具有第一表面和第二表面，第二表面与第一表面相对，并且

磁体的沿所述相对移动方向的中央处的第一表面和第二表面之间的距离比磁体的沿所述相对移动方向的端部处的第一表面和第二表面之间的距离长。

3.根据权利要求2所述的位置检测装置，其中

磁体的所述端部在第二表面上包括相对于所述相对移动方向倾斜的倾斜部分，并且

在所述倾斜部分中第一表面和第二表面之间的距离沿所述相对移动方向朝向磁体的中央增大。

4.根据权利要求3所述的位置检测装置，其中

所述周期性凸起和凹陷包括磁体的在所述相对移动方向上的端部处的起始凸起。

5.根据权利要求4所述的位置检测装置，其中

磁体的所述端部在第二表面上包括在所述相对移动方向上按照从磁体的中央到端部的顺序的倾斜部分和平坦部分。

6.根据权利要求5所述的位置检测装置，其中

磁体在沿第一表面的宽度的方向上的第一表面的边缘上包括肋。

7.根据权利要求6所述的位置检测装置，其中

相对于所述起始凸起，所述平坦部分被设置成面向第一周期的凸起和凹陷以及第二周期的凸起，并且

所述倾斜部分被设置成面向第二周期的凹陷和第三周期的凸起。

8.根据权利要求5所述的位置检测装置，其中

所述周期性凸起和凹陷包括在沿第一表面的宽度的方向上横跨第一表面设置的槽作为凹陷。

9.根据权利要求8所述的位置检测装置，其中

相对于所述起始凸起，所述平坦部分被设置成面向第一周期和第二周期的凸起和凹陷，并且

所述倾斜部分被设置成面向第三周期的凸起。

10.根据权利要求5所述的位置检测装置，其中

磁体的所述端部在第二表面上包括两个倾斜部分以及这两个倾斜部分之间的平坦中间部分。

11.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中

磁体交替地包括凸起和凹陷，作为所述周期性凸起和凹陷。

12.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中

磁体在单一方向上被磁化。

13.一种图像拾取设备，包括：

透镜，构造成能在光轴方向上移动；和

用于透镜的位置检测装置，所述位置检测装置包括在直线方向上能相对移动地、彼此相对地布置的磁体和磁检测器件，

其中，磁体具有面向磁检测器件的第一表面，并具有沿相对移动方向排列在第一表面上的周期性凸起和凹陷。

14.一种设置在位置检测装置中的磁体，该位置检测装置通过使磁体和磁检测器件在直线方向上相对移动来执行位置检测，所述磁体和磁检测器件被彼此相对地布置，所述磁体包括：

沿相对移动方向排列在第一表面上的周期性凸起和凹陷，第一表面面向磁检测器件。

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