CN114910102A - 位置检测装置、系统、方法以及程序 - Google Patents

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Abstract

提供一种位置检测装置、系统、方法以及程序。位置检测装置具备：获取部，从检测对象装置获取通过多个磁传感器部测定出的磁场图案，检测对象装置具备检测单元和移动单元，检测单元具有配置于预先决定的方向上的相互不同的位置的多个磁传感器部，移动单元能够相对于检测单元在预先决定的方向上相对地移动，向多个磁传感器部提供与移动单元相对于检测单元的位置相应的磁场图案；参照图案输出部，输出与移动单元相对于检测单元的多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案；以及检测部，基于将获取到的磁场图案同与多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案进行比较得到的结果，来检测多个候选位置中的哪一个是移动单元相对于检测单元的位置。

Description

位置检测装置、系统、方法以及程序
技术领域
本发明涉及一种位置检测装置、位置检测系统、位置检测方法以及位置检测程序。
背景技术
以往，例如为了检测如摄像装置中的透镜的移动等这样的在预先决定的可动范围内移动的对象物的位置，使用相对位置检测。使用相对位置检测的装置首先使对象物移动到基准位置，通过检测距离基准位置的移动量来检测对象物的位置。因此，使用相对位置检测的装置在启动后等暂且将透镜等对象物移动到基准位置之后才能够进行摄影等实际使用，因此从启动开始到能够实际使用需要时间。
对此，专利文献1和专利文献2公开了进行绝对位置检测的装置。在专利文献1中记载了：通过“位置检测用磁体101相对于与光轴L平行的线(透镜支架102的移动方向)与透镜支架102的移动方向倾斜规定的角度θ地配置”(段落0012)，从而“构成为从位置检测元件100输出的检测信号Asinθ和Acosθ的峰值随着光学透镜103向光轴L方向的移动而减少或者增加”(段落0016)，由此，根据检测信号的峰值来计算光轴方向上的位置检测用磁体101的位置。
在专利文献2中记载了：“位置检测单元具有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、及与其相向地配置的MR元件24(磁阻元件)”(段落0026)、以及“在本实施方式的位置检测单元中，能够基于电位计20的输出值和预先存储于存储器26的电压值(P0、P1...PN)来确定应检测位置位于正弦波状信号的第几周期。因此，在进行了工厂出货前的初始调整后，在启动时不将变焦调整用透镜16移动到广角端或者长焦端，就能够直接地精度良好地探测变焦调整用透镜16的绝对位置”(段落0047)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-169202号公报
专利文献2：日本特开2013-36795号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1和2所记载的装置中，使位置检测用磁体101相对于移动方向倾斜角度θ进行配置，或者除了磁传感器之外还设置电位计等，因此构造复杂化。
用于解决问题的方案
在本发明的第一方式中，提供一种位置检测装置。位置检测装置可以具备检测单元，该检测单元具有配置于预先决定的方向上的相互不同的位置的多个磁传感器部。位置检测装置可以具备获取部，该获取部从检测对象装置获取通过多个磁传感器部测定到的磁场图案，该检测对象装置具备移动单元，该移动单元能够相对于检测单元在预先决定的方向相对地进行移动，并向多个磁传感器部提供与移动单元相对于检测单元的位置相应的磁场图案。位置检测装置可以具备参照图案输出部，该参照图案输出部输出与移动单元相对于检测单元的多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案。位置检测装置可以具备检测部，该检测部基于将获取到的磁场图案同与多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案进行比较得到的结果，来检测多个候选位置中的哪一个是移动单元相对于检测单元的位置。
多个磁传感器部可以分别具有2个以上的磁传感器。多个磁传感器部可以分别具有计算部，该计算部基于2个以上的磁传感器的各自的输出值来计算磁场图案中的与该磁传感器部对应的检测值。
计算部可以计算2个以上的磁传感器中包含的磁传感器之间的输出值的差分作为检测值。
多个磁传感器部的各自的2个以上的磁传感器间的间隔可以比多个磁传感器部中的相邻的磁传感器部之间的间隔小。
检测部可以将与多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案中的与磁场图案最接近的参照图案所对应的候选位置决定为移动单元相对于检测单元的位置。
检测部可以将与多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案中的与磁场图案之差为预先决定的基准差以下的参照图案所对应的候选位置决定为移动单元相对于检测单元的位置。
位置检测装置可以具备范围确定部，该范围确定部基于通过多个磁传感器部测定出的磁场图案，将移动单元相对于检测单元的位置的检测对象范围确定为可动范围的一部分。检测部基于将磁场图案同与检测对象范围内的位置相应的参照图案进行比较得到的结果，来检测移动单元相对于检测单元的位置是检测对象范围内的哪一个位置。
范围确定部可以基于磁场图案中包含的各检测值的大小关系来确定检测对象范围。
检测部根据检测为移动单元相对于检测单元的位置是与参照图案相对应的位置，来使用与该位置相对应的磁传感器部的检测值，决定移动单元相对于检测单元的最终的位置。
检测部可以设为能够切换是输出与参照图案相对应的位置来作为移动单元相对于检测单元的位置，还是输出最终的位置来作为移动单元相对于检测单元的位置。
检测部可以在检测到移动单元相对于检测单元的位置是目标位置后，基于将与目标位置相对应的参照图案同磁场图案进行比较得到的结果，来检测移动单元是否偏离了目标位置。
位置检测装置可以具备参照数据存储部，该参照数据存储部存储参照数据，该参照数据包含多组移动单元相对于检测单元的位置和与该位置相应的参照图案的组。
参照图案输出部可以将参照数据中的、所对应的位置相邻的预先决定的数量的参照图案平滑化，作为在移动单元相对于检测单元的位置的检测中使用的参照图案来输出。
在参照数据的制作处理中，获取部可以获取移动单元相对于检测单元的各位置处的磁场图案作为参照图案。获取部可以针对各位置，将相邻的预先决定的数量的参照图案平滑化后保存于参照数据存储部中。
检测单元和移动单元中的一方可以相对于透镜被固定。检测单元和移动单元中的另一方可以相对于框体被固定。检测部可以检测透镜相对于框体的位置。
根据本发明的第二方式，提供一种位置检测装置。位置检测装置可以具备获取部，获取部从检测对象装置获取通过多个磁传感器部测定出的磁场图案，该检测对象装置具备检测单元和移动单元，该检测单元具有配置于预先决定的方向上的相互不同的位置的多个磁传感器部，该移动单元能够相对于检测单元在预先决定的方向上相对地进行移动，并向多个磁传感器部提供与移动单元相对于检测单元的位置相应的磁场图案。位置检测装置可以具备检测部，该检测部基于将获取到的磁场图案与参照图案进行比较得到的结果，来检测移动单元相对于检测单元的位置是否是与参照图案相对应的位置。多个磁传感器部可以分别具有2个以上的磁传感器。多个磁传感器部可以分别具有计算部，该计算部基于2个以上的磁传感器的各自的输出值来计算磁场图案中的与该磁传感器部对应的检测值。多个磁传感器部的各自的2个以上的磁传感器间的间隔可以比多个磁传感器部中的相邻的磁传感器部之间的间隔小。
根据本发明的第三方式，提供一种位置检测系统。位置检测系统可以具备检测对象装置以及位置检测装置。
根据本发明的第四方式，提供一种位置检测方法。在位置检测方法中，可以从检测对象装置获取通过多个磁传感器部测定出的磁场图案，该检测对象装置具备检测单元和移动单元，该检测单元具有配置于预先决定的方向上的相互不同的位置的多个磁传感器部，该移动单元能够相对于检测单元在预先决定的方向上相对地进行移动，并向多个磁传感器部提供与移动单元相对于检测单元的位置相应的磁场图案。在位置检测方法中，可以输出与移动单元相对于检测单元的多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案。在位置检测方法中，可以基于将获取到的磁场图案同与多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案进行比较得到的结果，来检测多个候选位置中的哪一个是移动单元相对于检测单元的位置。
根据本发明的第五方式，提供一种位置检测方法。在位置检测方法中，可以从检测对象装置获取通过多个磁传感器部测定出的磁场图案，该检测对象装置具备检测单元和移动单元，该检测单元具有配置于预先决定的方向上的相互不同的位置的多个磁传感器部，多个磁传感器部分别具有2个以上的磁传感器和基于2个以上的磁传感器的各自的输出值来计算与该磁传感器部对应的检测值的计算部，多个磁传感器部的各自的2个以上的磁传感器间的间隔比多个磁传感器部中的相邻的磁传感器部之间的间隔小，该移动单元能够相对于检测单元在预先决定的方向上相对地进行移动，并向多个磁传感器部提供与移动单元相对于检测单元的位置相应的磁场图案。在位置检测方法中，可以基于将获取到的磁场图案与参照图案进行比较得到的结果，来检测移动单元相对于检测单元的位置是否是与参照图案相对应的位置。
根据本发明的第五方式，提供一种被计算机执行的位置检测程序。位置检测程序可以使计算机作为获取部来发挥功能，该获取部从检测对象装置获取通过多个磁传感器部测定出的磁场图案，检测对象装置具备检测单元和移动单元，该检测单元具有配置于预先决定的方向上的相互不同的位置的多个磁传感器部，该移动单元能够相对于检测单元在预先决定的方向上相对地进行移动，并向多个磁传感器部提供与移动单元相对于检测单元的位置相应的磁场图案。位置检测程序可以使计算机作为参照图案输出部来发挥功能，参照图案输出部输出与移动单元相对于检测单元的多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案。位置检测程序可以使计算机作为检测部发挥功能，该检测部基于将获取到的磁场图案同与多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案进行比较得到的结果，来检测多个候选位置中的哪一个是移动单元相对于检测单元的位置。
根据本发明的第六方式，提供一种被计算机执行的位置检测程序。位置检测程序可以使计算机作为获取部来发挥功能，获取部从检测对象装置获取通过多个磁传感器部测定出的磁场图案，该检测对象装置具备检测单元和移动单元，该检测单元具有配置于预先决定的方向上的相互不同的位置的多个磁传感器部，多个磁传感器部分别具有2个以上的磁传感器和基于2个以上的磁传感器的各自的输出值来计算与该磁传感器部对应的检测值，多个磁传感器部的各自的2个以上的磁传感器间的间隔比多个磁传感器部中的相邻的磁传感器部之间的间隔小，该移动单元能够相对于检测单元在预先决定的方向上相对地进行移动，并向多个磁传感器部提供与移动单元相对于检测单元的位置相应的磁场图案。位置检测程序可以使计算机作为检测部来发挥功能，该检测部基于将获取到的磁场图案与参照图案进行比较得到的结果，来检测移动单元相对于检测单元的位置是否是与参照图案相对应的位置。
此外，上述的发明的概要并未列举本发明的特征的全部。另外，这些特征群的子组合也能够成为发明。
附图说明
图1示出本实施方式所涉及的系统10的结构。
图2示出移动单元60相对于检测单元30的位置与由多个计算部45-1～45-4得到的磁场检测值(平均值)的关系的一例。
图3示出移动单元60相对于检测单元30的位置与由多个计算部45-1～45-4得到的磁场检测值(差分值)的关系的一例。
图4示出本实施方式所涉及的位置检测流程。
图5示出本实施方式所涉及的参照数据存储部130中存储的参照数据的一例。
图6示出移动单元60相对于检测单元30的位置与获取到的磁场图案同参照图案之间的距离的关系的一例。
图7示出本实施方式的一例所涉及的摄像装置的摄像处理流程。
图8示出本实施方式所涉及的参照数据的制作流程。
图9示出可以具现化本发明的多个方式的整体或者一部分的计算机2200的例子。
具体实施方式
下面，通过发明的实施方式来说明本发明，但下面的实施方式并不是用于限定权利要求书所涉及的发明。另外，并非实施方式中说明的特征的组合的全部对于发明的解决手段来说都是必须的。
图1示出本实施方式所涉及的系统10的结构。系统10能够利用使用了多个磁传感器部35-1～35-4的比较的简单的构造，通过绝对位置检测来检测可动范围比较大的移动单元60相对于检测单元30的位置。
系统10具备检测对象装置20、位置检测装置100以及驱动控制部160。检测对象装置20为如下装置：具有检测单元30和能够相对于检测单元30在预先决定的方向上相对地进行移动的移动单元60，移动单元60相对于检测单元30的位置成为位置检测装置100进行的绝对位置检测的检测对象。例如，检测对象装置20可以是摄像装置的透镜装置，检测单元30和移动单元60中的一方(例如移动单元60)可以相对于透镜(未图示)被固定，检测单元30和移动单元60中的另一方(例如检测单元30)可以相对于透镜装置的框体被固定。取而代之，检测对象装置20可以是使移动单元60相对于检测单元30在可动范围内进行移动的其它任意的装置。
检测单元30具有框体32、多个磁传感器部35-1～35-4(也示为“磁传感器部35”。)以及驱动部50。框体32例如可以是透镜装置的框体等。多个磁传感器部35被配置于预先决定的方向上的相互不同的位置。在此，“预先决定的方向”可以是移动单元60相对于检测单元30的移动方向，还示为“移动方向”。在本实施方式中，检测单元30作为一例具有4个磁传感器部35。取而代之，检测单元30也可以具有2个、3个、或5个以上的磁传感器部35。
此外，多个磁传感器部35被配置于移动方向上的相互不同的位置即可，可以沿移动方向配置，也可以在与移动方向垂直的方向上配置于相互错开的位置。在本实施方式中，示出多个磁传感器部35沿移动方向配置的情况。
多个磁传感器部35分别包括计算部45和2个以上的磁传感器40。在本实施方式中，磁传感器部35-1包括2个磁传感器40-1a～40-1b和计算部45-1，磁传感器部35-2包括2个磁传感器40-2a～40-2b和计算部45-2，磁传感器部35-3包括2个磁传感器40-3a～40-3b和计算部45-3，磁传感器部35-4包括2个磁传感器40-4a～40-4b和计算部45-4。在此，也将磁传感器40-1a～40-1b、磁传感器40-2a～40-2b、磁传感器40-3a～40-3b以及磁传感器40-4a～40-4b分别示为“磁传感器40”。另外，也将计算部45-1～45-4分别示为“计算部45”。
各磁传感器40对设置各自的磁传感器40的位置处的磁场进行测量，输出与磁场相应的输出值(例如电压或者电流)。磁传感器40可以测量图中的上下方向(即移动单元60相对于检测单元30的方向)上的磁场的强度，也可以在能够探测与移动单元60的移动相应的磁场的变化的限度内测量其它方向上的磁场的强度。
各计算部45与设置各自的计算部45的磁传感器部35中包含的2个以上的磁传感器40连接。各计算部45基于这2个以上的磁传感器40的各自的输出值，来计算磁场图案中的与该磁传感器部35对应的检测值。例如，各计算部45可以计算这2个以上的磁传感器40的输出值的总和或者平均作为检测值，也可以计算这2个以上的磁传感器40中包含的2个磁传感器40之间的输出值的差分作为检测值。
多个磁传感器部35的各自的2个以上的磁传感器40可以相邻设置。在该情况下，多个磁传感器部35的各自的2个以上的磁传感器40间的间隔比多个磁传感器部35中的相邻的磁传感器部35之间的间隔小。即，同一磁传感器部35内的相邻的磁传感器40间的间隔(磁传感器40-1a与磁传感器40-1b等的间隔)比在相邻的磁传感器部35间成为相互相邻的磁传感器40之间的间隔(磁传感器40-1b与磁传感器40-2a等的间隔)小。由此，各磁传感器部35能够使用设置各自的磁传感器部35的位置处的局部的磁场来输出适当的检测值，并且能够使用在移动单元60的移动方向的广的范围中分散配置的多个磁传感器部35来检测可动范围广的移动单元60的位置。
在此，各磁传感器部35中的2个以上的磁传感器40可以配置于移动单元60的移动方向上的相互不同的位置，但也可以配置于移动单元60的移动方向上的相同位置。例如，2个以上的磁传感器40可以配置于与移动单元60的移动方向(附图的左右方向)、以及移动单元60相对于检测单元30的方向(附图的上下方向)分别垂直的方向(即与附图的纸面垂直的方向)上的相互不同的位置。
驱动部50被固定于框体32。驱动部50为静电致动器、VCM(音圈马达)、或者压电致动器等致动器。驱动部50与驱动控制部160连接，接受驱动控制部160的控制来使移动对象物70在移动方向上移动。驱动部50可以具有被固定于框体32的驱动用线圈，通过在驱动用线圈与磁石75之间产生磁力，由此使移动对象物70在移动方向上移动。此种驱动用线圈可以是在各磁传感器部35-1的外周具有绕组的构造。
移动单元60具有移动对象物70和磁石75。移动对象物70例如为透镜装置中的透镜等，是成为通过驱动部50进行移动的对象的部件。磁石75被固定于移动对象物70，向多个磁传感器部35提供与相对于检测单元30的位置相应的磁场图案。在本实施方式中，磁石75的S极和N极沿移动单元60的移动方向交替地配置。取而代之，磁石75可以具有能够向多个磁传感器部35提供与移动单元60的移动相应的磁场图案的任意的构造(S极和N极的配置等)。
此外，移动单元60可以代替具有磁石75而具有能够根据移动单元60的移动而改变向多个磁传感器部35提供的磁场图案的任意的磁场变更单元。例如，移动单元60也可以是，可以具有软磁性材料的聚磁板等，根据移动单元60的位置来使由相对于框体32被固定的磁石产生的磁场变化。
位置检测装置100具有获取部110、范围确定部120、参照数据存储部130、参照图案输出部140以及检测部150。获取部110与多个磁传感器部35连接，获取通过多个磁传感器部35测定到的磁场图案。
在此，“磁场图案”是通过多个磁传感器40测定根据移动单元60的位置而向检测单元30提供的磁场并按每个磁传感器部35变换所得到的，是指多个磁传感器部35所输出的多个检测值的组合图案。在本图的例子中，磁传感器部35-1～35-4输出检测值S1～S4，因此磁场图案为检测值S1～S4的组(S1，S2，S3，S4)。此外，检测值S1～S4的组由于是根据向检测单元30提供的磁场的分布而不同的值的组，因此是以能够识别向检测单元30提供的磁场的分布的方式选取的组，也可以表示为“磁场轮廓”。
范围确定部120与获取部110连接。范围确定部120基于通过多个磁传感器部35测定到的磁场图案，将移动单元60相对于检测单元30的位置的检测对象范围确定为可动范围的一部分。例如，范围确定部120在移动单元60的可动范围具有12mm的情况下，使用磁场图案来将移动单元60所位于的范围例如缩小到“3mm到6mm的范围”等。
参照数据存储部130存储为了生成参照图案所使用的参照数据，该参照图案表示按移动单元60的每个位置多个磁传感器部35应测定的磁场图案。参照图案输出部140与范围确定部120及参照数据存储部130连接。参照图案输出部140使用参照数据存储部130中存储的参照数据，输出与移动单元60相对于检测单元30的一个或多个候选位置分别对应的参照图案。在此，参照图案输出部140输出与范围确定部120确定出的检测对象范围内的一个或多个候选位置分别对应的参照图案。
检测部150与获取部110及参照图案输出部140连接，基于通过获取部110获取到的磁场图案，来检测移动单元60相对于检测单元30的位置。检测部150针对参照图案输出部140所输出的与一个或多个候选位置对应的一个或多个参照图案的每个参照图案，基于将磁场图案与参照图案进行比较得到的结果，来检测移动单元60相对于检测单元30的位置是否是与参照图案相对应的位置。在此，在参照图案输出部140输出与检测对象范围内的候选位置对应的参照图案的情况下，检测部150基于将磁场图案同与检测对象范围内的位置相应的参照图案进行比较得到的结果，来检测移动单元60相对于检测单元30的位置是检测对象范围内的哪一个位置。
驱动控制部160与位置检测装置100内的检测部150连接，从检测部150接受移动单元60相对于检测单元30的位置。驱动控制部160例如从摄像装置的微控制器等对系统10进行控制的控制部接受移动单元60的目标位置，进行驱动部50的驱动控制，以使移动单元60移动到目标位置。
图2示出移动单元60相对于检测单元30的位置与由多个计算部45-1～45-4得到的磁场检测值(平均值)的关系的一例。本图中的检测对象装置20中，移动单元60相对于检测单元30的可动范围为0mm～12mm。检测对象装置20中，作为磁石75，使用移动方向的长度为8mm、S极和N极的极性每2mm如图1所示那样变化的磁石。在移动方向上以3mm间隔设置4个磁传感器部35，在各磁传感器部35内，2个磁传感器40以480μm间隔设置。在本图的例子中，各磁传感器部35将连接的2个磁传感器40的输出值的平均值作为检测值输出。本图是在这样构成的检测对象装置20中取移动单元60的位置为横轴、取在各位置由各磁传感器部35输出的检测值S1～S4为纵轴的图表。此外，在本图中，移动单元60各位置处的检测值S1～S4为通过模拟而求出的值。
如本图所示，通过检测值S1～S4的组所表示的磁场图案在移动单元60的每个位置处不同。因而，检测部150能够通过判定从获取部110获取到的磁场图案与本图所示的每个位置的检测值S1～S4的组中的哪一个对应，来检测移动单元60的位置。在本实施方式中，参照图案输出部140产生本图示出的每个位置的检测值S1～S4的组作为参照图案，检测部150判定参照图案输出部140所产生的参照图案中的哪一个适合于从获取部110获取到的磁场图案，将与适合的参照图案相对应的位置确定为移动单元60的位置。取而代之，在求出用于根据检测值S1～S4的组来计算位置的转换函数的情况下，检测部150可以将磁场图案中包含的检测值S1～S4输入到该转换函数，来计算移动单元60的位置。
图3示出移动单元60相对于检测单元30的位置与由多个计算部45-1～45-4得到的磁场检测值(差分值)的关系的一例。本图中的检测对象装置20的磁石75的构造和磁传感器部35的配置与图2相同，不同点在于各磁传感器部35将连接的2个磁传感器40的输出值的差分值作为检测值输出。
如本图所示，通过检测值S1～S4的组所表示的磁场图案在移动单元60的每个位置处不同。因而，在本图的例子中，检测部150能够通过判定从获取部110获取到的磁场图案与本图所示的每个位置的检测值S1～S4的组中的哪一个对应，来检测移动单元60的位置。
在此，在各磁传感器部35内的2个磁传感器40的感磁方向相同的情况下，2个磁传感器40的输出值的平均值受到干扰磁场的影响，但2个磁传感器40的输出值的差分值成为将各输出值中包含的干扰磁场的成分抵消后的值。因而，在使用这样的磁传感器部35的情况下，计算部45将2个磁传感器40的输出值的差分值作为检测值输出，由此能够输出更加适合位置检测的检测值。此外，在各磁传感器部35内的2个磁传感器40的感磁方向为相反方向的情况下，计算部45通过将2个磁传感器40的输出值的合计值或者平均值作为检测值输出，能够输出将干扰磁场的成分抵消后的检测值。
此外，若将多个磁传感器部35以能够覆盖移动单元60的可动范围的方式分散配置于移动单元60的移动方向上的不同的位置，则向多个磁传感器40提供根据移动单元60的位置而不同的磁场。因而，多个磁传感器部35所具有的多个磁传感器40在移动单元60的可动范围内分散地配置即可，各个磁传感器40可以设置于移动单元60的移动方向上的任意的位置。另外，各磁传感器部35可以仅具有一个磁传感器40，也可以具有3个以上磁传感器40，各磁传感器部35也可以具有不同数量的磁传感器40。另外，各计算部45若通过反映所连接的各磁传感器40的输出值的运算来计算检测值，则能够向位置检测装置100供给根据移动单元60的位置而不同的磁场图案。
图4示出本实施方式所涉及的位置检测流程。在步骤400(S400)中，多个磁传感器40的每个磁传感器对设置各自的磁传感器40的位置处的磁场进行测量，输出与磁场相应的输出值。在此，在驱动部50采用通过在磁石70或者其它磁石与驱动用线圈之间产生磁力来使移动对象物70移动的结构的情况下，驱动控制部160可以在测量磁场的期间停止由驱动用线圈进行的磁场的产生。在步骤S410中，多个计算部45分别基于连接目标的至少一个磁传感器40的各自的输出值，来计算磁场图案中的与包含该计算部45的磁传感器部35相对应的检测值。
在步骤S420中，范围确定部120基于通过多个磁传感器部35测定到的磁场图案，将移动单元60相对于检测单元30的位置的检测对象范围确定为可动范围的一部分。范围确定部120可以基于获取到的磁场图案中包含的多个检测值的组合，来将可能存在与获取到的磁场图案接近的参照图案的范围作为检测对象范围，将不存在与磁场图案接近的参照图案的范围从检测对象范围排除。作为一例，范围确定部120以以下方式来确定检测对象范围。
(1)基于检测值的大小关系来确定检测对象范围
范围确定部120可以基于磁场图案中包含的各检测值的大小关系来确定检测对象范围。例如，在图3的例子中，当设为获取到的磁场图案的4个检测值具有S1>S2>S4>S3的大小关系时，具有此种大小关系的4个检测值可能存在的范围限于移动单元60的位置约2mm～2.5mm的范围。因而，范围确定部120可以将检测对象范围确定为约2mm～2.5mm。
此外，由于实际上多个磁传感器部35所检测的多个检测值与理论值相比较存在一些偏差，因此在大小关系变化的位置上也产生一些偏差。因而，范围确定部120可以代替将检测对象范围正好地决定为与通过多个检测值的理论值而确定的大小关系一致的范围，而决定在该范围的两侧具有某种程度余量的检测对象范围。例如，在具有与获取到的磁场图案一致的大小关系的范围理论上为2mm～2.5mm的情况下，范围确定部120在该范围的上下例如设置0.2mm的余量，将检测对象范围设定为1.8mm～2.7mm。
在此，范围确定部120可以使用磁场图案中包含的全部的检测值的大小关系来确定检测对象范围，也可以仅使用一部分检测值的大小关系来确定检测对象范围。例如，范围确定部120可以仅基于检测值S1和S2的大小关系来确定检测对象范围，由此在S1>S2的情况下，将检测对象范围设为2mm～4mm，在S2<S1的情况下将检测范围设为0mm～2mm以及4mm～6mm。在此，范围确定部120也可以使用按每个范围而不同的检测值的大小关系来确定检测对象范围。例如，范围确定部120可以针对0mm～6mm的范围，使用检测值S1和S2的大小关系来确定检测对象范围，针对6mm～12mm的范围，使用检测值S3和S4的大小关系来确定检测对象范围。
另外，范围确定部120也可以基于多个检测值中的哪一个成为最大、哪一个成为最小、或者第几个变大等，来确定检测对象范围。例如，在图3中，在检测值S1～S4中的检测值S1为最大的情况下，范围确定部120将约2mm～3.5mm和6.5mm附近设为检测对象范围。
(2)基于检测值的正负来确定检测对象范围
范围确定部120也可以使用1或者2个以上的检测值的正负来确定检测对象范围。例如，范围确定部120使用检测值S2和S3的正负的组合，在图3中检测值S2和S3为正的情况下将检测对象范围确定为0.5mm～1.8mm、4.5mm～5.5mm、以及8.2mm～9.5mm等。
(3)基于检测值的大小来确定检测对象范围
范围确定部120也可以使用1或者2个以上的检测值的大小来确定检测对象范围。例如，范围确定部120可以使用检测值S1的大小，若在图3中检测值S1为100mT～250mT的范围内，则将检测对象范围确定为2mm～3mm。
在S430中，参照图案输出部140输出与范围确定部120确定出的检测对象范围内的一个或多个候选位置分别对应的参照图案。在本图的位置检测流程中，参照图案输出部140在每次执行S430时，逐一输出与以微小间隔分割检测对象范围的下限和上限之间得到的各候选位置对应的参照图案。在此，参照图案输出部140可以在每次执行S430时，从检测对象范围的下限朝向上限、或者从上限朝向下限按顺序选择为候选位置，输出与该候选位置对应的参照图案。另外，在检测对象范围包含相互分开的多个范围的情况下，参照图案输出部140也可以针对这些多个范围的每个范围，例如从下限朝向上限按顺序选择候选位置。
在S440中，检测部150将通过获取部110获取到的磁场图案与从参照图案输出部140输出的参照图案进行比较。在S450中，检测部150基于磁场图案与参照图案的比较结果，来判断是否检测到移动单元60的位置。检测部150在没有检测到移动单元60的位置的情况下(S450中为“否”)，使处理向S430前进，使用与下一位置对应的参照图案进行比较。检测部150在检测到移动单元60的位置的情况下(S450中为“是”)，使处理向S460前进，输出检测到的位置。
本实施方式所涉及的检测部150在S430到S450的重复中，基于将参照图案输出部140所输出的与多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案同磁场图案进行比较得到的结果，来检测多个候选位置的哪一个是移动单元60相对于检测单元30的位置。作为一例，检测部150将与多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案中的与磁场图案最接近的参照图案所对应的候选位置决定为移动单元60相对于检测单元30的位置。在该情况下，检测部150可以针对检测对象范围内的全部的候选位置，将磁场图案同与各候选位置对应的参照图案进行比较，在针对全部的候选位置进行了比较之后决定候选位置。在S460中，检测部150输出检测到的移动单元60的位置。
取而代之，检测部150将与多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案中的与磁场图案之差为预先决定的基准差以下的参照图案所对应的候选位置决定为移动单元60相对于检测单元30的位置。在该情况下，检测部150可以一边使检测对象范围内的候选位置变化，一边将该候选位置的参照图案与磁场图案进行比较，根据发现了与磁场图案之差为基准差以下的参照图案来将与该参照图案相对应的候选位置决定为移动单元60的位置，中断从S430到S450的重复，使处理向S460前进。
此外，检测部150在S460中，基于根据参照图案与磁场图案的比较结果检测到的移动单元60的位置，使用与该位置相对应的磁传感器部35的检测值，来决定移动单元60的最终的位置。例如，检测部150也可以使用参照图案与磁场图案的比较结果来决定移动单元60位于离散的多个候选位置中的哪一个的附近，使用来自处于决定出的位置的附近的磁传感器部35的检测值的大小，通过插值来计算移动单元60处于离散的候选位置之间的哪个位置。
在该情况下，检测部150还能够以更高的精度检测移动单元60的位置。另外，检测部150可以将与根据参照图案同磁场图案的比较结果检测到的位置相对应的磁传感器部35的检测值同它们的局部的近似式(更高精度的近似式)进行比较，或者将通过多个磁传感器部35测定到的磁场图案与更局部的每个微小间隔的参照图案进行比较。在该情况下，参照数据存储部130也可以进一步存储这样的局部的近似式、或者更详细的参照图案。
另外，检测部150在根据参照图案同磁场图案的比较结果来确定与移动单元60的位置相对应的磁传感器部35、使用确定出的例如一个或者2个等磁传感器部35检测的检测值来决定移动单元60的位置的情况下，能够根据参照图案与磁场图案的比较结果检测的移动单元60的位置的检测精度可以是能够确定与该位置相对应的一个或者2个等磁传感器部35的程度。在该情况下，参照数据存储部130可以与各磁传感器部35相对应地存储1个与该磁传感器部35的位置的检测范围内的代表性的位置对应的参照图案，也可以存储与检测范围内的两端的各位置对应的参照图案，还可以存储与检测范围内的两端以及至少一个中间点的各位置对应的参照图案。
根据这样的检测部150，与根据参照图案同磁场图案的比较结果来决定移动单元60的最终的位置的情况相比较，能够减少与磁场图案相比较的参照图案的数量，能够减少S430到S450的重复处理的次数。因而，检测部150能够缩短移动单元60的位置检测所需的处理时间。
另外，检测部150还可以能够切换是输出与参照图案相对应的位置来作为移动单元60相对于检测单元30的位置，还是输出使用与该位置相对应的磁传感器部35检测的检测值而决定出的最终的位置来作为移动单元60相对于检测单元30的位置。例如，在位置检测精度可以比较低但要求进行高速的位置检测的情况下，检测部150可以根据来自外部的指示来设定为输出与参照图案相对应的位置的位置检测模式。另外，在要求更高的位置检测精度的情况下，检测部150可以根据来自外部的指示，来设定为使用磁传感器部35针对与参照图案相对应的位置检测到的检测值来计算最终的位置的位置检测模式。
在以上所示的位置检测流程中，位置检测装置100能够生成与多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案，并且与从检测单元30获取到的磁场图案进行比较，由此确定产生与磁场图案接近的参照图案的候选位置。由此，位置检测装置100若针对移动单元60的每个位置知晓多个磁传感器部35所输出的各检测值的理论值或者目标值，则能够使用它们来检测移动单元60的位置。
此外，位置检测装置100也可以不具有范围确定部120，图4的位置检测流程也可以不具备S420。在该情况下，参照图案输出部140可以输出与移动单元60的可动范围整体中包含的多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案。
图5示出本实施方式所涉及的参照数据存储部130中存储的参照数据的一例。本图的参照数据针对通过索引示出的多个条目的每个条目，保存移动单元60相对于检测单元30的位置x(i)、与该位置相应的参照图案(S(i)1，S(i)2，…，S(i)N)的组。在此，i为索引编号，为1以上且I以下的整数。x(i)是与第i个条目相对应的位置。(S(i)1，S(i)2，…，S(i)N)是与第i个条目相对应的参照图案。
参照图案输出部140在图4的S430中，从参照数据之中选择通过范围确定部120测定出的检测对象范围中包含的位置x(i)作为候选位置，并向检测部150输出候选位置x(i)和与该位置相应的参照图案(S(i)1，S(i)2，…，S(i)N)。检测部150基于将磁场图案与参照图案进行比较得到的结果，来检测移动单元60相对于检测单元30的位置。
作为一例，x(i)可以是表示以例如0.01mm等最小测定单位分割移动单元60的可动范围得到的各位置的实数值，参照图案的各参照值S(i)1，S(i)2，…，S(i)k，…，S(i)N表示在移动单元60位于位置x(i)的情况下，各磁传感器部35-k(k＝1，…，N)应检测的磁场检测值Sk(x)。
在其它的例子中，x(i)可以表示分割移动单元60的可动范围得到的各区间，S(i)1、S(i)2、…、S(i)k、…、S(i)N可以是用于计算在区间i中应检测的磁场检测值的近似函数的系数等参数。例如，与各区间内的位置x对应的参照值Sk(x)可以通过如近似函数Sk(x)＝ak×x+bk这样的一阶式来近似，参照数据存储部130可以与各区间相对应地保存近似函数Sk(x)的参数ak、bk。该近似函数Sk(x)只要是位置x的函数即可，也可以是更高阶的式子，也可以是如使用作为一例的三角函数的其它形式的式子。
在近似函数与各区间相对应的情况下，参照图案输出部140可以使用与各候选位置对应的区间的近似函数来计算并输出与各候选位置的每个候选位置对应的参照图案。此时，参照图案输出部140可以首先针对检测对象范围中包含的每个区间，将1或者2个以上的候选位置作为代表性的候选位置来输出参照图案。在该情况下，检测部150首先基于各区间的代表性的候选位置的参照图案与磁场图案进行比较得到的结果，来检测代表性的候选位置的哪一个与移动单元60的位置接近。接着，参照图案输出部140在包含检测到的代表性的候选位置的区间内产生1或者2个以上的候选位置，检测部150基于与各候选位置对应的参照图案同磁场图案进行比较得到的结果来检测哪一个候选位置是移动单元60的位置。
参照数据存储部130预先将移动单元60相对于检测单元30的可动范围内的各位置所对应的参照图案保存于参照数据存储部130中，由此能够保存与特性可能因各磁传感器40的配置、磁石75的形状以及其它的条件而不同的任意的磁场图案相对应的参照图案。由此，参照图案输出部140能够输出移动单元60的可动范围内的任意的位置的参照图案。另外，在将近似函数与分割移动单元60的可动范围而得到的各区间对应起来保存于参照数据存储部130的情况下，能够以本来的参照图案与通过近似函数得到的参照图案之间的误差在允许范围内为条件来增大各区间，从而能够减少参照数据的大小。
此外，参照图案输出部140也可以在图4的S430中，将参照数据中的、所对应的位置相邻的预先决定的数量的参照图案平滑化后作为在移动单元60相对于检测单元30的位置的检测中使用的参照图案来输出。例如，作为与将可动范围的两端各去除2点的位置x(i)对应的参照图案，参照图案输出部140可以将与从位置x(i-2)到x(i+2)的各位置相对应地保存于参照数据存储部130内的各参照图案平滑化后得到的参照图案向检测部150输出。这种平滑化可以是使用平均、线形近似、二阶函数或者更高阶的函数的近似、或者其它近似的平均化。由此，即使在因暂时的操作不良等而在一部分参照图案中包含噪声或产生了数据的缺失的情况下，位置检测装置100也能够抑制位置检测的精度的降低。在此，参照图案输出部140也可以动态地变更生成各位置的参照图案所需使用的相邻的参照图案的数量。
另外，在图5的例子中，参照数据存储部130将在与多个磁传感器部35输出的磁场图案的比较中使用的参照图案保存于各条目中。取而代之，参照数据存储部130也可以将多个磁传感器40应输出的输出值的组保存于各条目中。在该情况下，参照图案输出部140可以针对候选位置的每个候选位置，根据参照数据存储部130中保存的输出值的组来计算例如与相邻的磁传感器40对应的输出值之间的差分，由此变换为参照图案进行输出。
另外，在各磁传感器40中的磁场检测值能够在理论上决定为移动单元60相对于检测单元30的位置x的函数的情况下，参照图案输出部140能够不使用参照数据存储部130中保存的参照数据而使用这样的函数来输出与候选位置相应的参照图案。在该情况下，位置检测装置100也可以不具有参照数据存储部130。并且，在能够定义这样的函数的逆函数的情况下，检测部150也可以根据获取部110获取到的磁场图案，使用这样的逆函数来计算移动单元60的位置。
另外，参照数据存储部130中保存的位置以及参照图案的组的数量N可以基于要求的位置检测精度、要求的位置检测的处理时间、以及参照数据存储部130中能够保存的数据大小等来决定。例如，在要求的位置检测精度更低的情况下，可以更加减小N，在要求的位置检测精度更高的情况下，可以更加增大N。另外，在要求的位置检测的处理时间更短的情况下，可以更加减小N，在位置检测的处理时间可以更长的情况下，可以更加增大N。
在位置检测装置100被用于摄像装置中的焦点调整等用途的情况下，要求位置检测装置100输出移动单元60移动后的精确的当前位置。在该情况下，位置检测装置100可以设为将位置以及参照图案的组更多地保存于参照数据存储部130，由此得到更高的位置检测精度。另外，如关于图4进行的说明那样，位置检测装置100可以根据参照图案与磁场图案的比较结果来确定与移动单元60的位置相对应的磁传感器部35，使用确定出的磁传感器部35的检测值来决定移动单元60的位置。
另外，例如，在位置检测装置100被用于检测因来自外部的冲击等而造成的移动单元60的位置的变动的用途的情况下，移动单元60的位置的检测精度可以比较低。在该情况下，位置检测装置100可以更加减少参照数据存储部130中保存的位置以及参照图案的组的数量。例如，位置检测装置100也可以将位置的检测精度降低到与移动单元60的位置对应的磁传感器部35能够确定的程度的精度来缩短位置检测的处理时间，以更短的周期重复进行位置检测。位置检测装置100也可以接受与要求的位置的检测精度和位置检测的处理时间相应的来自外部的指示，来切换移动单元60的位置检测所使用的位置和参照图案的组的数量。
图6示出移动单元60相对于检测单元30的位置与获取到的磁场图案同参照图案之间的距离的关系的一例。检测部150可以使用磁场图案同参照图案的距离来作为表示磁场图案与参照图案的接近度或者差的大小的指标。在本图的例子中，使用闵可夫斯基距离来作为该距离。当将维数设为p时，磁场图案sj与参照图案S(x)j的闵可夫斯基距离D(x，p)通过如下式子表示。在此，j表示磁传感器部35的编号。
【数1】
Figure BDA0003498914440000211
此外，在p＝1的情况下，闵可夫斯基距离D(x，1)成为曼哈顿距离。另外，在p＝2的情况下，闵可夫斯基距离D(x，2)成为欧几里德距离。检测部150可以使用这些闵可夫斯基距离来作为表示磁场图案与参照图案的接近度或者差的大小的指标，也可以使用其它的距离来作为该指标，还可以使用如相似度这样的其它的指标来作为该指标。在使用了距离的情况下，磁场图案与参照图案的距离越小则磁场图案与参照图案越接近(差越小)，磁场图案与参照图案的距离越大则磁场图案与参照图案越远离(差越大)。
本图示出在图3的例子中在移动单元60相对于检测单元30的位置处于从可动范围的端点起的4mm的位置A的情况下以及处于从可动范围的端点起的10mm的位置B的情况下的、与横轴方向的各候选位置对应的参照图案与磁场图案之间的距离。例如，在移动单元60处于位置A的情况下，与可动范围0mm～12mm内的各候选位置对应的参照图案与磁场图案之间的距离随着候选位置从0mm向12mm变化，以图中实线所示的方式变化。在此，该距离在候选位置成为与位置A相同的4mm时成为最小，几乎为0。因而，位置检测装置100能够在可动范围0mm～12mm内例如以0.01mm间距来生成候选位置，将与各候选位置对应的参照图案同磁场图案进行比较，来检测与距离成为最小或者成为预先决定的余量范围内(在本图中为10以内等)的参照图案对应的候选位置，由此检测为移动单元60的位置为4mm的位置。
同样地，在移动单元60处于位置B的情况下，与可动范围0mm～12mm内的各候选位置对应的参照图案与磁场图案之间的距离在候选位置成为与位置B相同的10mm时成为最小，几乎为0。因而，位置检测装置100与上述同样地，检测与距离成为最小或者预先决定的余量范围内的参照图案对应的候选位置，由此检测为移动单元60的位置为10mm的位置。
图7示出本实施方式的一例所涉及的摄像装置的摄像处理流程。本图示出系统10是具有包含作为移动对象物70的透镜的光学系统且为了变焦而使透镜移动的摄像装置的情况下的处理。在进入本图的摄像处理流程之前，系统10为电源断开或者休眠状态等，移动单元60能够相对于检测单元30自由地移动。因此，设为在进入本图的摄像处理流程之前，移动单元60相对于检测单元30的位置不明。
在S700中，启动作为摄像装置的系统10。在S710中，作为一例，系统10内的位置检测装置100通过图4所示的位置检测处理来检测透镜相对于框体32的位置x。此时，位置检测装置100通过绝对位置检测，无需将透镜暂时移动到预先决定的基准位置就能够检测透镜的位置x。
在S720中，系统10将透镜处于位置x的情况下的变焦倍率和被摄体的图像显示于显示面板等显示装置。在S730中，系统10判定是否接受到变焦操作。在此“变焦操作”是放大(增大光学系统的焦点距离)或者缩小(减小光学系统的焦点距离)被摄体的操作。
在接受到变焦操作的情况下，在S740中，系统10内的控制装置向驱动控制部160提供用于将光学系统的焦点距离设为通过变焦操作所指定的焦点距离的移动单元60的目标位置。驱动控制部160以使移动单元60的位置向目标位置接近的方式对驱动部50进行控制，由此使移动单元60向目标位置移动。系统10可以在接受变焦操作的期间，使移动单元60的位置持续向目标位置移动。
当没有接受变焦操作时，系统10在S750中进行摄像处理。例如，系统10可以拍摄通过光学系统成像于摄像元件上的图像。根据以上所示的摄像处理流程，系统10能够通过绝对位置检测来检测透镜的位置x，因此即使在紧接启动之后也无需使透镜暂时移动到相对位置检测的基准位置。
在以上所示的摄像处理流程中，示出了作为摄像装置的系统10进行是变焦用透镜的移动对象物70的位置检测和驱动的例子。取而代之，系统10可以进行是对焦用透镜的移动对象物70的位置检测和驱动，也可以为了抑制伴随着摄像装置的振动产生的图像的抖动而进行是抖动校正用透镜的移动对象物70的位置检测和驱动。
另外，系统10可以在使移动对象物70移动到目标位置后，检测移动对象物70能否维持在目标位置、即移动对象物70是否偏离目标位置。为了实现该检测，检测部150在检测到移动单元60相对于检测单元30的位置是目标位置后，基于将与目标位置相对应的参照图案同顺次获取的磁场图案进行比较得到的结果，来检测移动单元60是否偏离了目标位置。例如，位置检测装置100可以将周期性地获取的磁场图案仅与目标位置所对应的一个或者一部分参照图案进行比较，在磁场图案与参照图案之差超过了预先决定的基准差的情况下，判断为移动单元60偏离了目标位置。
在系统10为摄影装置的情况下，系统10在S730和S740中使透镜等的移动对象物70移动到目标位置之后，在S750中检测移动对象物70是否因干扰等而偏离了目标位置。在摄影处理中移动对象物70偏离了目标位置的情况下，系统10可以探测异常，并使处理向S710前进，再次检测移动对象物70的位置，再次进行S720到S740的处理。
图8示出本实施方式所涉及的参照数据的制作流程。在本图的制作流程中，系统10一边使移动单元60进行移动，一边测量多个磁传感器部35输出的磁场图案，将测量出的磁场图案作为参照图案，保存于参照数据存储部130中。系统10可以在工厂出货前为了进行初始调整而执行本制作流程，也可以在工厂出货后根据指示了系统10的调整来执行本制作流程。
在S800中，驱动控制部160使移动单元60向应作为候选位置的位置x移动。在此，在本制作流程中，由于是制作检测部150在位置检测中使用的参照数据的处理，因此系统10无法使用参照数据来进行移动单元60的位置检测。因此，系统10在首次执行S800时，使移动单元60移动到可动范围的端点。然后，系统10可以在每次执行S800时，进行使驱动部50以预先决定的量进行驱动的控制，由此每次使移动单元60移动预先决定的间距。另外，在工厂出货前，移动单元60相对于检测单元30的位置可以通过不包含于系统10的其它测量装置来测量，检测部150也可以使用其它测量装置的测量结果来使移动单元60向候选位置移动。
在S810中，获取部110在移动单元60处于位置x的状态下，获取多个磁传感器部35输出的磁场图案S(x)。在S820中，获取部110将磁场图案S(x)变换为与参照数据中的位置x对应的条目的数据，并保存于参照数据存储部130中。在参照数据保存参照图案本身的情况下，获取部110将磁场图案S(x)作为参照图案，与位置x相对应地保存于参照数据存储部130中。在参照数据保存各区间中的各磁场检测值S(x)j的近似函数的情况下，获取部110根据磁场图案S(x)中包含的各磁场检测值S(x)j来计算各磁场检测值S(x)j的近似函数，将该近似函数的参数保存于参照数据存储部130中。
在S830中，系统10在针对可动范围内的全部的位置结束了参照数据的制作的情况下，结束本制作流程。系统10在残留有参照数据的制作没有结束的位置的情况下，使处理向S800前行，进行在下一位置的调整。
若使用本图的制作流程，则系统10能够使用在实物中在各位置观测的磁场图案来生成参照图案。由此，系统10能够排除因检测对象装置20的个体所固有的磁场图案的差异而产生的影响，来降低位置检测的误差。
此外，在参照数据的制作处理中，也可以设为获取部110获取在移动单元60相对于检测单元30的各位置处的磁场图案来作为参照图案，针对各位置，将相邻的预先决定的数量的参照图案平滑化后保存于参照数据存储部130中。例如，获取部110也可以针对将可动范围的两端各去除2点的各位置x(i)，将针对从位置x(i-2)到x(i+2)的相邻的5个位置获取到的5个参照图案平滑化后得到的参照图案保存于参照数据存储部130。由此，即使在S810中因暂时的操作不良等而在一部分的位置获取的参照图案中含有噪声或者产生了参照图案的缺失的情况下，也能够降低参照数据存储部130中保存的参照图案的误差。获取部110也可以动态地变更生成各位置的参照图案所需使用的相邻的参照图案的数量。
此外，在图1到8中，示出了移动单元60相对于检测单元30的移动为一维方向的情况。取而代之，检测对象装置20也可以是使移动单元60相对于检测单元30在多维方向(二维、三维)上移动的装置。在该情况下，检测对象装置20例如具有能够在x轴方向上相对地进行移动的检测单元30和移动单元60的组，可以包括该移动单元60所具有的移动对象物70能够在y轴方向上相对地进行移动的检测单元和移动单元的组。
取而代之，检测单元30可以具有被配置于二维或者三维的相互不同的位置的多个磁传感器部35，移动单元60具有向多个磁传感器部35提供在二维或者三维的可动范围内的各位置不同的磁场图案的磁石75。例如，磁石75可以包括在x轴方向上将S极和N极交替地配置的磁石和在y轴方向上将S极和N极交替地配置的磁石。参照图案输出部140可以输出与二维或者三维的多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案，检测部150将与多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案中的、与从获取部110获取到的磁场图案最接近的参照图案等所对应的候选位置检测为移动单元60的位置。
本发明的各种实施方式可以参照流程图和框图来记载，在此，块可以表示(1)执行操作的工艺的阶段或(2)具有执行操作的职能的装置的部分。特定阶段和部分可以通过专用电路、与存储于计算机可读介质上的计算机可读命令一起提供的可编程电路和/或与存储于计算机可读介质上的计算机可读命令一起提供的处理器来安装。专用电路可以包括数字和/或模拟硬件电路，也可以包括集成电路(IC)和/或分立电路。可编程电路包括逻辑AND、逻辑OR、逻辑XOR、逻辑NAND、逻辑NOR以及其它逻辑操作、触发器、寄存器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)等那样的具备存储器要素等的可重构的硬件电路。
计算机可读介质可以包括能够存储由适当的设备执行的命令的任意的有形设备，其结果，具有在此存储的命令的计算机可读介质具备以下产品：该产品包含为了制作用于执行由流程图或框图指定的操作的单元而可以执行的命令。作为计算机可读介质的例子，可以包括电子存储介质、磁存储介质、光存储介质、电磁存储介质、半导体存储介质等。作为计算机可读介质的更具体的例子，可以包括Floppy(注册商标)、磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、静态随机存取存储器(SRAM)、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)、蓝光(注册商标)光盘、存储棒、集成电路卡等。
计算机可读命令可以包含汇编命令、命令集架构(ISA)命令、机器命令、机器相关命令、微代码、固件命令、状态设定数据、以及通过包含Smalltalk(注册商标)、JAVA(注册商标)、C++等那样的面向对象编程语言以及“C”编程语言或同样的编程语言那样的以往的过程编程语言的一个或多个编程语言的任意组合来描述的源极代码或对象代码中的任一个。
计算机可读命令在本地或者经由本地或局域网(LAN)、因特网等那样的广域网(WAN)提供给通用计算机、专用计算机或其它计算机等可编程的数据处理装置的处理器或可编程电路，为了制作用于执行由流程图或框图指定的操作的单元，可以执行计算机可读命令。作为处理器的例子，包括计算机处理器、处理单元、微处理器、数字信号处理器、控制器、微控制器等。
图9示出可以具现化本发明的多个方式的整体或者一部分的计算机2200的例子。安装于计算机2200的程序能够使计算机2200作为与本发明的实施方式所涉及的装置相关联的操作或该装置的一个或多个部分而发挥功能，或能够使计算机2200执行该操作或该一个或多个该部分，和/或能够使计算机2200执行本发明的实施方式所涉及的工艺或该工艺的阶段。这种程序可以由CPU2212执行，以使计算机2200执行与本说明书所记载的流程图和框图的块中的几个块或所有块相关联的特定的操作。
本实施方式的计算机2200包括CPU 2212、RAM 2214、图形控制器2216以及显示设备2218，这些通过主控制器2210相互连接。计算机2200还包括通信接口2222、硬盘驱动器2224、DVD-ROM驱动器2226以及IC卡驱动器那样的输入输出单元，这些经由输入输出控制器2220与主控制器2210相连接。计算机还包括ROM 2230和键盘2242那样的传统的输入输出单元，这些经由输入输出芯片2240与输入输出控制器2220相连接。
CPU 2212按着存储于ROM 2230和RAM 2214内的程序来进行动作，由此控制各单元。图形控制器2216获取提供给RAM 2214内的帧缓冲器等或在其本身中通过CPU 2212生成的图像数据，使图像数据显示在显示设备2218上。
通信接口2222经由网络与其它电子设备通信。硬盘驱动器2224存储由计算机2200内的CPU 2212使用的程序和数据。DVD-ROM驱动器2226从DVD-ROM 2201读取程序或数据并经由RAM 2214将程序或数据提供给硬盘驱动器2224。IC卡驱动器从IC卡读取程序和数据，和/或将程序和数据写入到IC卡。
在ROM 2230中存储在激活时由计算机2200执行的引导程序等和/或依赖于计算机2200的硬件的程序。输入输出芯片2240还可以将各种输入输出单元经由并行端口、串行端口、键盘端口、鼠标端口等与输入输出控制器2220相连接。
通过DVD-ROM 2201或IC卡那样的计算机可读介质来提供程序。关于程序，从计算机可读介质读取，并安装于也作为计算机可读介质的例子的硬盘驱动器2224、RAM 2214或ROM 2230，由CPU 2212来执行。在这些程序内描述的信息处理由计算机2200读取，实现程序与上述的各种类型的硬件资源之间的协作。随着计算机2200的使用来实现信息的操作或处理，由此可以构成装置或方法。
例如在计算机2200与外部设备之间执行通信的情况下，CPU 2212执行加载到RAM2214的通信程序，根据在通信程序中描述的处理，可以命令通信接口2222进行通信处理。通信接口2222在CPU 2212的控制下读取存储于在RAM 2214、硬盘驱动器2224、DVD-ROM 2201或IC卡那样的记录介质内提供的发送缓冲处理区域的发送数据，将读取的发送数据发送到网络，或将从网络接收到的接收数据写入到在记录介质上提供的接收缓冲处理区域等。
另外，CPU 2212可以将存储于硬盘驱动器2224、DVD-ROM驱动器2226(DVD-ROM2201)、IC卡等那样的外部记录介质的文件或数据库的全部或所需的部分读取到RAM 2214，对RAM 2214上的数据执行各种类型的处理。接着，CPU 2212将处理过的数据写回到外部记录介质。
各种类型的程序、数据、表格以及数据库那样的各种类型的信息可以存储于记录介质并接受信息处理。CPU 2212可以对从RAM 2214读取出的数据执行本公开各处所记载的包含由程序的命令序列指定的各种类型的操作、信息处理、条件判断、条件分支、无条件分支、信息的检索/置换等的各种类型的处理，将结果写回到RAM 2214。另外，CPU 2212可以检索记录介质内的文件、数据库等中的信息。例如在具有分别与第二属性的属性值相关联的第一属性的属性值的多个项目存储于记录介质内的情况下，CPU 2212从该多个项目中检索与由第一属性的属性值指定的条件一致的项目，读取存储于该项目内的第二属性的属性值，由此可以获取与满足预先决定的条件的第一属性相关联的第二属性的属性值。
上述说明的程序或软件模块可以存储于计算机2200上或计算机2200附近的计算机可读介质。另外，提供给与专用通信网络或因特网相连接的服务器系统内的硬盘或RAM那样的记录介质能够用作计算机可读介质，由此将程序经由网络而提供给计算机2200。
以上，使用实施方式说明了本发明，但是本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所记载的范围。能够对上述实施方式施加各种变更或改进对于本领域技术人员来说是显而易见的。根据权利要求书的记载，能够更加明确施加了这种变更或改进的方式也可包含在本发明的技术范围内。
权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、系统、程序以及方法中的动作、过程、步骤以及阶段等各处理的执行顺序并未特别指出“在……之前”、“事先”等，另外，应该注意的是，只要不是将前一处理的输出使用于后一处理，则能够以任意的顺序来实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，方便起见使用“首先”、“接着”等进行了说明，但是并不意味着必须按该顺序来实施。
附图标记说明
10：系统；20：检测对象装置；30：检测单元；32：框体；35-1～35-4：磁传感器部；40-1a～40-1b：磁传感器；40-2a～40-2b：磁传感器；40-3a～40-3b：磁传感器；40-4a～40-4b：磁传感器；45-1～45-4：计算部；50：驱动部；60：移动单元；70：移动对象物；75：磁石；100：位置检测装置；110：获取部；120：范围确定部；130：参照数据存储部；140：参照图案输出部；150：检测部；160：驱动控制部；2200：计算机；2201：DVD-ROM；2210：主控制器；2212：CPU；2214：RAM；2216：图形控制器；2218：显示器设备；2220：输入输出控制器；2222：通信接口；2224：硬盘驱动器；2226：DVD-ROM驱动器；2230：ROM；2240：输入输出芯片；2242：键盘。

Claims (21)

1.一种位置检测装置，其特征在于，具备：
获取部，其从检测对象装置获取通过多个磁传感器部测定出的磁场图案，所述检测对象装置具备检测单元和移动单元，所述检测单元具有配置于预先决定的方向上的相互不同的位置的所述多个磁传感器部，所述移动单元能够相对于所述检测单元在所述预先决定的方向上相对地进行移动，并向所述多个磁传感器部提供与所述移动单元相对于所述检测单元的位置相应的所述磁场图案；
参照图案输出部，其输出与所述移动单元相对于所述检测单元的多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案；以及
检测部，其基于将获取到的所述磁场图案同与所述多个候选位置的每个候选位置对应的所述参照图案进行比较得到的结果，来检测所述多个候选位置中的哪一个是所述移动单元相对于所述检测单元的位置。
2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，
所述多个磁传感器部分别具有：
2个以上的磁传感器；以及
计算部，其基于所述2个以上的磁传感器的各自的输出值来计算所述磁场图案中的与该磁传感器部对应的检测值。
3.根据权利要求2所述的位置检测装置，其特征在于，
所述计算部计算所述2个以上的磁传感器中包含的磁传感器之间的输出值的差分作为所述检测值。
4.根据权利要求2或3所述的位置检测装置，其特征在于，
所述多个磁传感器部的各自的所述2个以上的磁传感器间的间隔比所述多个磁传感器部中的相邻的磁传感器部之间的间隔小。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的位置检测装置，其特征在于，
所述检测部将与所述多个候选位置的每个候选位置对应的所述参照图案中的与所述磁场图案最接近的参照图案所对应的候选位置决定为所述移动单元相对于所述检测单元的位置。
6.根据权利要求1～4中的任一项所述的位置检测装置，其特征在于，
所述检测部将与所述多个候选位置的每个候选位置对应的所述参照图案中的与所述磁场图案之差为预先决定的基准差以下的参照图案所对应的候选位置决定为所述移动单元相对于所述检测单元的位置。
7.一种位置检测装置，其特征在于，具备：
获取部，其从检测对象装置获取通过多个磁传感器部测定出的磁场图案，所述检测对象装置具备检测单元和移动单元，所述检测单元具有配置于预先决定的方向上的相互不同的位置的所述多个磁传感器部，所述移动单元能够相对于所述检测单元在所述预先决定的方向上相对地进行移动，并向所述多个磁传感器部提供与所述移动单元相对于所述检测单元的位置相应的所述磁场图案；以及
检测部，其基于将获取到的所述磁场图案与参照图案进行比较得到的结果，来检测所述移动单元相对于所述检测单元的位置是否是与所述参照图案相对应的位置，
所述多个磁传感器部分别具有：
2个以上的磁传感器；以及
计算部，其基于所述2个以上的磁传感器的各自的输出值来计算所述磁场图案中的与该磁传感器部对应的检测值，
所述多个磁传感器部的各自的所述2个以上的磁传感器间的间隔比所述多个磁传感器部中的相邻的磁传感器部之间的间隔小。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的位置检测装置，其特征在于，
还具备范围确定部，所述范围确定部基于通过所述多个磁传感器部测定出的所述磁场图案，将所述移动单元相对于所述检测单元的位置的检测对象范围确定为可动范围的一部分，
所述检测部基于将所述磁场图案同与所述检测对象范围内的位置相应的参照图案进行比较得到的结果，来检测所述移动单元相对于所述检测单元的位置是所述检测对象范围内的哪一个位置。
9.根据权利要求8所述的位置检测装置，其特征在于，
所述范围确定部基于所述磁场图案中包含的各检测值的大小关系来确定所述检测对象范围。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的位置检测装置，其特征在于，
所述检测部根据检测为所述移动单元相对于所述检测单元的位置是与所述参照图案相对应的位置，来使用与该位置相对应的所述磁传感器部的检测值，决定所述移动单元相对于所述检测单元的最终的位置。
11.根据权利要求10所述的位置检测装置，其特征在于，
所述检测部能够切换是输出与所述参照图案相对应的位置来作为所述移动单元相对于所述检测单元的位置，还是输出所述最终的位置来作为所述移动单元相对于所述检测单元的位置。
12.根据权利要求1～11中的任一项所述的位置检测装置，其特征在于，
所述检测部在检测到所述移动单元相对于所述检测单元的位置是目标位置后，基于将同所述目标位置相对应的参照图案与所述磁场图案进行比较得到的结果，来检测所述移动单元是否偏离了所述目标位置。
13.根据权利要求1～12中的任一项所述的位置检测装置，其特征在于，
还具备参照数据存储部，所述参照数据存储部存储参照数据，所述参照数据包含多组所述移动单元相对于所述检测单元的位置和与该位置相应的所述参照图案的组。
14.根据权利要求13所述的位置检测装置，其特征在于，
所述参照图案输出部将所述参照数据中的、所对应的位置相邻的预先决定的数量的所述参照图案平滑化，作为在所述移动单元相对于所述检测单元的位置的检测中使用的所述参照图案来输出。
15.根据权利要求13所述的位置检测装置，其特征在于，
在所述参照数据的制作处理中，
所述获取部获取在所述移动单元相对于所述检测单元的各位置处的所述磁场图案作为所述参照图案，
所述获取部针对各位置，将相邻的预先决定的数量的所述参照图案平滑化后保存于所述参照数据存储部。
16.根据权利要求1～15中的任一项所述的位置检测装置，其特征在于，
所述检测单元和所述移动单元中的一方相对于透镜被固定，
所述检测单元和所述移动单元中的另一方相对于框体被固定，
所述检测部检测所述透镜相对于所述框体的位置。
17.一种位置检测系统，其特征在于，具备：
根据权利要求1～16中的任一项所述的所述检测对象装置和所述位置检测装置。
18.一种位置检测方法，其特征在于，
从检测对象装置获取通过多个磁传感器部测定出的磁场图案，所述检测对象装置具备检测单元和移动单元，所述检测单元具有配置于预先决定的方向上的相互不同的位置的所述多个磁传感器部，所述移动单元能够相对于所述检测单元在所述预先决定的方向上相对地进行移动，并向所述多个磁传感器部提供与所述移动单元相对于所述检测单元的位置相应的所述磁场图案，
输出与所述移动单元相对于所述检测单元的多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案，以及
基于将获取到的所述磁场图案同与所述多个候选位置的每个候选位置对应的所述参照图案进行比较得到的结果，来检测所述多个候选位置中的哪一个是所述移动单元相对于所述检测单元的位置。
19.一种位置检测方法，其特征在于，
从检测对象装置获取通过多个磁传感器部测定出的磁场图案，所述检测对象装置具备检测单元和移动单元，所述检测单元具有配置于预先决定的方向上的相互不同的位置的所述多个磁传感器部，所述多个磁传感器部分别具有2个以上的磁传感器以及基于所述2个以上的磁传感器的各自的输出值来计算与该磁传感器部对应的检测值的计算部，所述多个磁传感器部的各自的所述2个以上的磁传感器间的间隔比所述多个磁传感器部中的相邻的磁传感器部之间的间隔小，所述移动单元能够相对于所述检测单元在所述预先决定的方向上相对地进行移动，并向所述多个磁传感器部提供与所述移动单元相对于所述检测单元的位置相应的所述磁场图案，以及
基于将获取到的所述磁场图案与参照图案进行比较得到的结果，来检测所述移动单元相对于所述检测单元的位置是否是与所述参照图案相对应的位置。
20.一种位置检测程序，被计算机执行，其特征在于，
所述位置检测程序使所述计算机作为以下各部来发挥功能：
获取部，其从检测对象装置获取通过多个磁传感器部测定出的磁场图案，所述检测对象装置具备检测单元和移动单元，所述检测单元具有配置于预先决定的方向上的相互不同的位置的所述多个磁传感器部，所述移动单元能够相对于所述检测单元在所述预先决定的方向上相对地进行移动，并向所述多个磁传感器部提供与所述移动单元相对于所述检测单元的位置相应的所述磁场图案；
参照图案输出部，其输出与所述移动单元相对于所述检测单元的多个候选位置的每个候选位置对应的参照图案；以及
检测部，其基于将获取到的所述磁场图案与同所述多个候选位置的每个候选位置对应的所述参照图案进行比较得到的结果，来检测所述多个候选位置中的哪一个是所述移动单元相对于所述检测单元的位置。
21.一种位置检测程序，被计算机执行，其特征在于，
所述位置检测程序使所述计算机作为以下各部来发挥功能：
获取部，其从检测对象装置获取通过多个磁传感器部测定出的磁场图案，所述检测对象装置具备检测单元和移动单元，所述检测单元具有配置于预先决定的方向上的相互不同的位置的多个磁传感器部，所述多个磁传感器部分别具有2个以上的磁传感器以及基于所述2个以上的磁传感器的各自的输出值来计算与该磁传感器部对应的检测值的计算部，所述多个磁传感器部的各自的所述2个以上的磁传感器间的间隔比所述多个磁传感器部中的相邻的磁传感器部之间的间隔小，所述移动单元能够相对于所述检测单元在所述预先决定的方向上相对地进行移动，并向所述多个磁传感器部提供与所述移动单元相对于所述检测单元的位置相应的所述磁场图案；以及
检测部，其基于将获取到的所述磁场图案与参照图案进行比较得到的结果，来检测所述移动单元相对于所述检测单元的位置是否是与所述参照图案相对应的位置。
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