JPH10170211A - 位置検出装置及びレンズ位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定間隔で交互に逆極性に着磁された磁気ス
ケールを磁気センサに対し相対的に移動させ、磁気スケ
ールの位置を磁気的に検出する位置検出装置において、
簡単安価で小型化が図れる構成で高精度に位置検出を行
なえ、さらにイニシャライズ動作を短時間で行える構成
を提供する。 【解決手段】 磁気スケール１０３の着磁パターンは、
同スケールの長手方向に沿って所定間隔Ｐで交互に逆極
性に着磁され、スケールの移動に伴なって周期的な信号
を発生させるための移動信号部１１１と、磁気スケール
の位置の基準を示す信号を発生させるための基準信号部
１１２からなる。基準信号部１１２は、移動信号部１１
１の着磁による磁界強度分布の変化の周期性を乱すよう
に、例えば着磁幅が着磁間隔Ｐの２倍である着磁部とし
て構成され、複数設けられ、各々の間隔がそれぞれ異な
るように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物体の位置を検出
する位置検出装置、特に磁気スケールと磁気センサによ
り磁気的に位置検出を行う位置検出装置、及びこの位置
検出装置を用いてカメラのレンズの位置制御を行うレン
ズ位置制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、物体の位置を検出する位置検出装
置は各種提案されているが、例えば磁界の強度に応じて
抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と
いう）を用いた位置検出装置が知られている。

【０００３】図９にＭＲ素子を用いた位置検出装置の従
来例を示す。この装置は、カメラの撮像レンズの位置制
御を行うレンズ位置制御装置を構成する。

【０００４】図９において、１はレンズ鏡筒であり、図
示しないレンズ鏡筒保持部材上に取り付けられたモータ
５によって光軸２の方向に沿って駆動される。３はレン
ズ鏡筒１上に固定された直線状の磁気スケール、４はレ
ンズ鏡筒保持部材上に取り付けられたＭＲ素子である。
６はレンズ鏡筒保持部材上に取り付けられたフォトイン
タラプタであり、７はレンズ鏡筒１上に取り付けられた
遮蔽板である。フォトインタラプタ６は、図示しない発
光素子と受光素子とからなり、遮蔽板７の通過を正確に
検出できる。

【０００５】また、１６は、ＭＲ素子４の出力信号の波
形を後述のように整形して検出パルスを生成する波形整
形回路であり、シュミット回路やマルチバイブレータ回
路等から構成される。１７は、波形整形回路１６から出
力されるパルスをカウントするカウンタである。１８は
制御回路であり、カウンタ１７のカウント値に基づいて
モータ５を駆動し、レンズ鏡筒１の位置、すなわち撮像
レンズの位置を制御する。

【０００６】次に、上記磁気スケール３の着磁パターン
とＭＲ素子４の形成パターン、及び両者の配置を図１０
に示す。

【０００７】磁気スケール３は、長手方向に沿って所定
の間隔Ｐで交互に逆極性に着磁されている。

【０００８】ＭＲ素子４は、磁気検出子８，９，１０，
１１からなっている。この磁気検出子は、強磁性薄膜、
例えば、ガラス基板上に磁場中で真空蒸着またはスパッ
タリング等により厚さ５００〜１０００オングストロー
ムのニッケル−鉄合金膜を成膜し、それをエッチング等
で直線状にパターニングして形成され、その線幅は例え
ば１０μｍである。各磁気検出子は、磁気スケール３の
磁界によって抵抗値に変化が生じるように、磁気スケー
ル３の磁界の向きと直交する方向に沿って配置されてお
り、その長さは例えば２ｍｍである。

【０００９】各磁気検出子間を接続する接続線１５は、
磁気検出子と同じ強磁性薄膜で形成されている。また、
抵抗値を下げるため、接続線１５の幅は太く、例えば１
００μｍである。

【００１０】１２，１４はＭＲ素子４に電圧を印加する
外部接続端子、１３はＭＲ素子４の出力を取り出すため
の外部接続端子である。外部接続端子１２，１３，１４
は、磁気検出子と同じ強磁性薄膜で形成されている。

【００１１】磁気検出子８と９、及び磁気検出子１０と
１１は、磁気スケール３の着磁間隔Ｐだけ離れて形成さ
れている。また、磁気検出子９と１０は、着磁間隔Ｐの
１．５倍だけ離れて形成されている。

【００１２】このような構成でＭＲ素子４の外部接続端
子１２に電圧Ｖを印加し、外部接続端子１４に電圧−Ｖ
を印加し、レンズ鏡筒１を光軸２に沿った一方向に一定
速度で移動させて磁気スケール３を長手方向に沿った一
方向に移動させた際に、ＭＲ素子４の外部接続端子１３
から得られる出力信号を図１１のａに示す。着磁間隔Ｐ
に対応した周期ｐの正弦波状の出力信号が得られる。

【００１３】この図１１のａの出力信号を波形整形回路
１６中のシュミット回路等で図１１のｂのように波形整
形し、更に同回路１６中のマルチバイブレータ回路等で
ｂの波形の立上り、立ち下がりに対応したパルスを発生
させると図１１のｃのように、着磁ピッチＰに対応した
周期Ｐ毎に２つのパルスが得られる。これらのパルスを
カウンタ１７でカウントすることにより磁気スケール３
の移動量、すなわちレンズ鏡筒１の移動量が求まる。

【００１４】制御回路１８によってモータ５を駆動し、
遮蔽板７がフォトインタラプタ６を通過した時点でカウ
ンタ１７を一旦リセットする動作を行う事により、以降
カウンタ１７のカウント値からリセット時の位置を基準
としてレンズ鏡筒１の位置を知る事ができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、ＭＲ素子４の出力から測定できるのは
あくまでレンズ鏡筒１の移動量であるため、レンズ鏡筒
１をある目的の位置まで移動する場合、レンズ鏡筒１を
一旦位置の基準となる遮蔽板７がフォトインタラプタ６
に検出される位置まで移動した後、そこから必要なパル
ス数が得られるまでレンズ鏡筒１を移動させる必要があ
った。そのためフォトインタラプタのような基準位置を
与えるための専用のセンサが必要であり、コスト増や取
り付けスペースの増大といった問題を招いていた。

【００１６】また、レンズ鏡筒を一旦基準位置まで駆動
してカウンタをリセットするイニシャライズ動作を行う
ため、レンズ鏡筒を目的位置まで駆動するのに時間がか
かるといった問題があった。

【００１７】また、図１１のｃのパルスの計数ミスがあ
った場合、その計数ミスを補正する事ができないため、
レンズ鏡筒の移動を繰り返した場合、パルス計数誤差が
累積し次第に位置精度が悪化するといった問題があっ
た。

【００１８】そこで本発明の課題は、この種の位置検出
装置において、上述のような問題を解消し、簡単安価で
小型化が図れる構成で高精度に位置検出を行なえ、さら
にイニシャライズ動作を短時間で行える構成を提供する
こと、及び、この位置検出装置を用いてカメラのレンズ
の位置制御を迅速かつ高精度に行えるレンズ位置制御装
置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、所定間隔Ｐで交互に逆極性に着磁
を施すことにより、周期的に変化する磁界強度分布を有
する磁気スケールと、この磁気スケールに対向して配置
された磁気センサを有し、前記磁気スケールを前記磁気
センサに対し相対的に移動させ、磁気スケールの位置を
磁気的に検出する位置検出装置において、前記磁気スケ
ールの着磁パターン中に、磁気スケールの位置の基準を
示す信号を発生させるための基準信号部を設けた。

【００２０】前記基準信号部は、例えば磁気スケールの
磁界強度分布の変化の周期性を乱すよう構成され、より
具体的には、前記間隔Ｐと異なる所定着磁幅で着磁され
た１個ないし複数個の着磁部として、あるいは幅が前記
間隔Ｐの１以上の整数倍である無着磁部として構成され
る。

【００２１】さらに、好ましくは、前記基準信号部を複
数設けると共に、各々の基準信号部間の距離がそれぞれ
異なるよう構成する。

【００２２】また、磁気センサは好ましくはＭＲ素子か
ら構成する。

【００２３】また、本発明によれば、カメラのレンズの
位置制御を行うレンズ位置制御装置において、上記の本
発明に係る位置検出装置を用い、この位置検出装置から
得られる位置信号に基づいてレンズの位置制御を行うよ
うにした。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明による
位置検出装置を備えたレンズ位置制御装置の実施形態を
説明する。

【００２５】［第１の実施形態］本発明の第１の実施形
態を図１〜５により説明する。まず、図１は本実施形態
の装置の構成を示す。

【００２６】図１において、１０１はレンズ鏡筒であ
り、その光軸１０２の方向に沿って移動可能とされてい
る。

【００２７】１０３は後述のパターンの着磁が施された
磁気スケールであり、直線状に形成され、その長手方向
が光軸１０２の方向、すなわちレンズ鏡筒１０１の移動
方向に平行になるようにしてレンズ鏡筒１０１に固定さ
れている。

【００２８】１０４は、磁気スケール１０３に対向する
ようにして、図示しないレンズ鏡筒保持部材上に取り付
けられたＭＲセンサである。

【００２９】１０５は、レンズ鏡筒保持部材上に取り付
けられ、レンズ鏡筒１０１を光軸１０２の方向に沿って
駆動するための駆動モータである。

【００３０】１０６は、ＭＲセンサ１０４の出力に基づ
いて駆動モータ１０５を駆動してレンズ鏡筒１０１の位
置、すなわち撮像レンズの位置を制御するための制御部
であり、波形整形回路１０７、カウンタ１０８、制御回
路１０９、及びメモリ１１０から構成されている。

【００３１】波形整形回路１０７は、ＭＲセンサ１０４
の出力信号の波形を後述のように整形して検出パルスを
生成する回路であり、シュミット回路、マルチバイブレ
ータ回路、及びゲート回路等から構成される。

【００３２】カウンタ１０８は、波形整形回路１０７か
ら出力される後述の図５のｋの移動信号パルス列のパル
ス数をカウントする。

【００３３】制御回路１０９は、ＣＰＵ等から構成さ
れ、カウント１０８のカウント値とメモリ１１０の記憶
データに基づいて駆動モータ１０５の駆動を制御し、レ
ンズ鏡筒１０１の位置を制御する。制御回路１０９には
波形整形回路１０７から後述する図５のｌの基準信号パ
ルスが入力される。

【００３４】メモリ１１０には、制御回路１０９の制御
に必要なプログラム等のデータが記憶されており、特
に、次に述べる図２に示された磁気スケール１０３の複
数の基準信号部１１２ａ〜１１２ｅの磁気スケール長手
方向に沿った位置の座標に相当するカウンタ１０８の移
動信号パルス数のカウント値のそれぞれが記憶されてい
る。

【００３５】次に、図２は、磁気スケール１０３の着磁
パターンを示す。

【００３６】磁気スケール１０３の着磁パターンは、磁
気スケール１０３の長手方向に沿っており、磁気スケー
ル１０３の移動に伴なって周期的な信号を発生させるた
めの移動信号部１１１と、磁気スケールの位置の基準を
示す信号を発生させるための基準信号部１１２からな
る。

【００３７】移動信号部１１１は、磁気スケール１０３
の長手方向に沿って所定の着磁間隔Ｐで交互に逆極性に
磁極を形成されている。これにより移動信号部１１１の
部分では周期的に変化する磁界強度分布を有することに
なる。

【００３８】基準信号部１１２は、移動信号部１１１の
着磁による磁界強度分布の変化の周期性を乱すように構
成され、具体的には、移動信号部１１１の着磁間隔Ｐと
異なる着磁幅、例えば着磁間隔Ｐの２以上の整数倍、こ
こでは２倍の着磁幅で着磁された着磁部として形成さ
れ、少なくとも一つ、ここでは図２の下側に符号１１２
ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅで示す５
つ設けられている。各基準信号部は、互いに着磁間隔Ｐ
の整数倍だけ離れて配置されており、しかも各々の基準
信号部間の距離がそれぞれ異なるように配置されてい
る。ここでは、基準信号部１１２ａと１１２ｂの距離は
着磁間隔Ｐの４０倍、１１２ｂと１１２ｃの距離は着磁
間隔Ｐの５０倍、１１２ｃと１１２ｄの距離は着磁間隔
Ｐの６０倍、１１２ｄと１１２ｅの距離は着磁間隔Ｐの
７０倍である。

【００３９】次に、図３は、ＭＲセンサ１０４の形成パ
ターンを示す。

【００４０】ＭＲセンサ１０４は、２つの移動量検出用
ＭＲ素子Ａ，Ｂと、１つの基準位置検出用ＭＲ素子Ｃと
の３つのＭＲ素子から構成されている。

【００４１】ＭＲ素子Ａ，Ｂは、それぞれ８本の直線状
の磁気検出子Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ
７，Ｍ８からなり、ＭＲ素子Ｃは、２本の直線状の磁気
検出子Ｍ１３，Ｍ１４からなる。

【００４２】各磁気検出子は、強磁性薄膜、例えば、ガ
ラス基板上に磁場中で真空蒸着またはスパッタリング等
により厚さ５００〜１０００オングストロームのニッケ
ル−鉄合金膜を成膜し、それをエッチング等で直線状に
パターニングして形成されており、その線幅は例えば２
０μｍである。各磁気検出子は、磁気スケール１０３の
磁界によって抵抗値に変化が生じるように、磁気スケー
ル１０３の磁界の向きと直交する方向に沿って配置され
ており、その長さは例えば２ｍｍである。

【００４３】磁気検出子Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４、及び
磁気検出子Ｍ５，Ｍ６，Ｍ７，Ｍ８は接続線Ｍ９によっ
て電気的に直列に接続されている。接続線Ｍ９は磁気検
出子と同じ強磁性薄膜で形成されている。また、抵抗値
を下げるため接続線Ｍ９の線幅は太く、例えば１００μ
ｍである。

【００４４】Ｍ１０，Ｍ１２は、各ＭＲ素子Ａ，Ｂ，Ｃ
に電圧を印加するための外部接続端子、Ｍ１１は各ＭＲ
素子の出力信号を取り出すための外部接続端子である。
外部接続端子Ｍ１０，Ｍ１１，Ｍ１２は、磁気検出子と
同じ強磁性薄膜で形成されている。

【００４５】ＭＲセンサは複数の素子を同一基板上に一
度で形成できるため、小型で、かつ安価な磁気センサを
実現できる。

【００４６】磁気検出子Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ
５，Ｍ６，Ｍ７，Ｍ８は、隣接するＮ，Ｓ磁極の境界付
近における誤差を相殺するため、磁気検出子Ｍ１，Ｍ
２，Ｍ３，Ｍ４それぞれの間隔、及び、磁気検出子Ｍ
５，Ｍ６，Ｍ７，Ｍ８それぞれの間隔が、磁気スケール
１０３の着磁間隔Ｐの整数倍、ここでは着磁間隔Ｐと等
しくなるよう配置されている。

【００４７】更に、磁気検出子Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４
で構成される磁気検出子群と、磁気検出子Ｍ５，Ｍ６，
Ｍ７，Ｍ８から構成される磁気検出子群とは着磁間隔Ｐ
の（ｎ＋１／２）倍の間隔だけ離れた状態（但しｎ＝０
または正の整数）、ここでは着磁間隔Ｐの１．５倍の間
隔だけ離れて形成されている。磁気検出子群間の間隔を
このような間隔とする事で、各磁気検出子群は互いに着
磁間隔Ｐの１／２だけ位相のずれた磁界強度を検出する
事となり、それによって磁気スケールが長手方向に沿っ
て一定速度で着磁間隔Ｐ移動する毎に着磁間隔Ｐに対応
した周期ｐの正弦波状の出力を得る事ができる。

【００４８】磁気検出子が基準信号部１１２ａ〜１１２
ｅの磁界中を通過する際、つまり、磁気検出子が基準信
号部の磁界強度を検出している際は、磁気検出子群間の
位相差は必ずしも着磁間隔Ｐの１／２とはならない。し
かし、各磁気検出子群の幅、すなわち磁気検出子Ｍ１と
Ｍ４または磁気検出子Ｍ５とＭ８の間隔（本実施形態に
おいては着磁間隔Ｐの３倍）を、基準信号部の形成幅
（本実施形態では着磁間隔Ｐの２倍）以上となるよう構
成してあり、かつ基準信号部を着磁間隔Ｐの整数倍の着
磁幅で形成してあるため、基準信号部の磁界強度を検出
している際も、基準信号部の磁界強度を検出している一
方の磁気検出子群を構成する少なくとも一つの磁気検出
子と、もう一方の磁気検出子群との位相差は着磁間隔Ｐ
の１／２となり、周期ｐの正弦波状の出力を得る事がで
きると共に、十分な出力信号振幅が得られる。

【００４９】ＭＲ素子Ａ，Ｂは、２相の信号を出力する
ように、実質的に着磁間隔Ｐの１／４だけ位相をずらし
た状態、すなわち着磁間隔Ｐの（ｋ＋１／４）倍の間隔
だけ離れた状態（但しｋは１以上の整数）、本実施形態
では着磁間隔Ｐの（９＋１／４）倍だけ離れて配置され
ている。

【００５０】ＭＲ素子Ａ，Ｃは着磁間隔Ｐの２．７５倍
だけ離れて形成されている。

【００５１】ＭＲ素子Ｃの磁気検出子Ｍ１３，Ｍ１４
は、着磁間隔Ｐの整数倍、本実施形態においては着磁間
隔Ｐ、だけ離れて配置されている。そのため、磁気検出
子Ｍ１３，Ｍ１４に対して移動信号部１１１が通過する
時には、磁気検出子Ｍ１３とＭ１４ヘの磁界強度が等し
くなるため、ＭＲ素子Ｃからの出力は変化せず、基準信
号部１１２の通過時のみＭＲ素子Ｃからの出力が変化す
る。

【００５２】次に、図４は、ＭＲセンサ１０４に対し磁
気スケール１０３をその長手方向に沿った一方向に一定
速度で移動させた、すなわちレンズ鏡筒１０１を光軸１
０２に沿った一方向に移動させた際のＭＲセンサ１０４
からの出力信号を示す。

【００５３】図４のａはＭＲ素子Ａからの出力信号であ
り、着磁間隔Ｐに対応した周期ｐの正弦波状の波形とな
る。図４のｂはＭＲ素子Ｂからの出力信号であり、周期
ｐで位相がａと９０゜ずれた正弦波状の波形となる。図
４のｃはＭＲ素子Ｃからの出力信号であり、基準信号部
１１２が通過する時のみ出力変化を示す波形となる。

【００５４】ＭＲセンサからの出力信号ａ，ｂ，ｃは、
波形整形回路１０７で波形整形される。その波形を図５
に示す。

【００５５】図５のｄは、ＭＲセンサＡからの出力信号
ａを閾値電圧Ｖ０で２値化した波形、図５のｅは、ＭＲ
センサＢからの出力信号ｂを閾値電圧Ｖ０で２値化した
波形、図５のｆは、ＭＲセンサＣからの出力信号ｃを閾
値電圧Ｖ１で２値化した波形である。図５のｇ，ｈは、
それぞれ波形ｄの立ち上がり、立ち下がりに対応したパ
ルスであり、ｉ，ｊは、それぞれ波形ｅの立ち上がり、
立ち下がりに対応したパルスである。波形ｋは、波形
ｇ，ｈ，ｉ，ｊの論理和の移動信号パルス列である。

【００５６】前述したように、ＭＲセンサ１０４からの
出力信号ａ，ｂは、移動信号部１１１の通過時及び基準
信号部１１２の通過時を問わず周期ｐの正弦波状の波形
となるため、波形ｋとして得られるパルスの周期は常に
周期ｐの１／４となる。従って、このｋの移動信号パル
ス列のパルス数をカウンタ１０８で計数することにより
レンズ鏡筒１０１の上記一方向に沿った移動量が測定で
きる。

【００５７】ＭＲ素子Ｃと他のＭＲ素子の間隔を、ＭＲ
素子Ｃからの出力信号ｃの最大のピークと波形ｋのいず
れかのパルスがおおむね同時に出力されるように構成し
ておく（本実施形態ではＭＲ素子ＣとＭＲ素子Ａの間隔
を着磁間隔Ｐの２．７５倍にした）事により、波形ｆと
波形ｇの論理積から、波形ｌのように基準信号部１１２
の通過を示すパルス（以下、基準信号パルスという）が
得られる。なお、レンズ鏡筒１０１を上記一方向と逆方
向に駆動した場合は、波形ｆと波形ｈの論理積から基準
信号パルスが得られる。

【００５８】次に、本実施形態の装置の動作、特にイニ
シャライズ動作を説明する。

【００５９】装置の電源投入時等、レンズ鏡筒１０１の
位置が未知の場合、制御回路１０９はモータ１０５を駆
動してレンズ鏡筒１０１を光軸１０２に沿った一方向に
移動させ、波形整形回路１０７より最初の基準信号パル
スが得られた時点でカウンタ１０８のリセットを行う。
制御回路１０９は、更にモータ１０５を駆動し、２つ目
の基準信号パルスが得られた時点でカウンタ１０８のカ
ウント値を読み取り、その値からその時点で基準信号部
１１２ａ〜１１２ｅの内の何れを通過したかをメモリ１
１０を参照して識別する。

【００６０】すなわち、前述のように、メモリ１１０に
は予め各基準信号部１１２ａ〜１１２ｅの磁気スケール
１０３上での位置の座標に相当する移動パルス数のカウ
ント値が格納されている。また、前述したように各基準
信号部の間隔はすべて異なるので、上記２つ目の基準信
号パルスが得られた時点のカウンタ１０８のカウント
値、つまり２つの基準信号部間の間隔に応じたカウント
値とレンズ鏡筒１０１の移動方向から、上記２つ目の基
準信号パルスが得られた時点でどの基準信号部が通過し
たかは一意に決まり、識別できる。制御回路１０９は通
過した基準信号部を識別したら、カウント１０８のカウ
ント値を識別した基準信号部の座標に相当するカウント
値に置き換える。このようなイニシャライズ動作を行う
事により、以降はカウンタ１０８のカウント値からレン
ズ鏡筒１０１の絶対位置を知る事ができる。

【００６１】このように、少なくとも２つの基準信号部
を通過する駆動量だけレンズ鏡筒１０１を駆動する事に
よりイニシャライズを行なう事が可能であるため、イニ
シャライズ時のレンズ鏡筒駆動量は少なくて済み、結
果、イニシャライズにかかる時間を短縮する事が可能と
なる。

【００６２】また、イニシャライズ動作の際、何らかの
理由により２つ目の基準信号パルスを計測できなかった
場合、例えば最初に基準信号部１１２ｂの通過による基
準信号パルスでカウンタ１０８をリセットしたが、基準
信号部１１２ｃの通過による基準信号パルスを認識でき
ず、基準信号部１１２ｄの通過による基準信号パルスを
２番目の基準信号パルスとして認識した場合、において
も、基準信号部１１２ｂと１１２ｄの間隔に相当する基
準信号部間隔は他には存在しないため、２番目の基準信
号パルスは基準信号部１１２ｄの通過によるものと一意
に決まり、間違いなくイニシャライズ動作を行う事が可
能となる。

【００６３】ところで、本実施形態においては、図２に
示したように基準信号部１１２ａ〜１１２ｅどうしの間
隔は、磁気スケール１０３の長手方向に沿って一方で
密、他方で疎となるようにしたが、例えばレンズ鏡筒１
０１がその駆動範囲の中心付近で使用される事が多い場
合、すなわち、電源オフ時に駆動範囲の中心付近で停止
する事が多い場合は、各基準信号部の間隔を磁気スケー
ルの中央付近で密、磁気スケールの端付近で疎とする事
によりイニシャライズ時間をより短縮する事もできる。

【００６４】また、レンズ鏡筒１０１の駆動制御の終了
後もカウンタ１０８のカウント値が保持される構成とす
る事により、次回電源投入時のイニシャライズ動作を不
要とできる。もしくは次回電源投入時に少なくとも一つ
の基準信号部を通過するまでレンズ鏡筒を駆動しイニシ
ャライズを行う事により、電源投入以前にレンズ鏡筒の
位置が微小にずれた場合にも対応できる。

【００６５】また、イニシャライズ後も、レンズ鏡筒駆
動の際に基準信号パルスが得られる度に、カウンタ１０
８のカウント値を現在のカウント値に最も近い基準信号
部の座標に相当するカウント値に置き換える事により、
基準信号部間で生じる移動信号パルスの計数誤差を補正
し高精度なレンズ位置制御が可能となる。

【００６６】なお、本実施形態では、各基準信号部１１
２ａ〜１１２ｅは、着磁幅が着磁間隔Ｐの２倍である１
つの着磁部として構成したが、交互に逆極性に着磁され
た複数の着磁部からなるものとしてもよく、また、１つ
の着磁部の着磁幅は着磁間隔Ｐの２倍に限らず、着磁間
隔Ｐと異なるものであればよい。ただし、１つの基準信
号部全体の着磁幅は着磁間隔Ｐの１以上の整数倍にする
必要がある。まとめると、基準信号部は、着磁間隔Ｐと
異なる所定着磁幅Ｐ１で着磁されたｋ個（但しｋは１以
上の整数）の着磁部からなり、着磁幅Ｐ１が着磁間隔Ｐ
に対してｋ×Ｐ１＝ｉ×Ｐ（但しｉは１以上の整数）の
関係を満たしているようにすればよい。

【００６７】こうすれば、基準信号部は、移動信号部の
着磁による磁気スケールの磁界強度分布の変化の周期性
を乱すものではあるものの、磁気スケールの移動に伴な
って移動量検出用のＭＲ素子Ａ，Ｂより常に着磁間隔Ｐ
に対応した周期ｐの正弦波状の出力を安定して得ること
ができ、高精度な位置測定ができる。

【００６８】［第２の実施形態］次に、本発明の第２の
実施形態を図６〜図８により説明する。

【００６９】まず、図６は第２の実施形態における磁気
スケールの着磁パターンを示す。ここに示すように、本
実施形態においては、磁気スケール１０３の着磁パター
ン中に、移動信号部１１１の着磁間隔Ｐと等しい幅Ｐの
無着磁部を設ける事により、基準信号部１１２を形成し
ている。なお、移動信号部１１１は第１の実施形態と同
様に着磁間隔Ｐで交互に逆極性で着磁されている。

【００７０】このような構成とした場合、着磁間隔は磁
気スケール１０３全体において一定となるため、磁気ス
ケールの製作が容易となる。また、基準信号部１１２、
すなわち磁気スケール１０３における磁界強度分布の変
化の周期性が乱れる場所の幅が小さいため、安定した移
動信号を生成できる。なお、ここでは基準信号部１１２
の幅を着磁間隔Ｐと等しいものとしたが、着磁間隔Ｐの
２以上の整数倍としてもよい。

【００７１】本実施形態の磁気スケール１０３以外の構
成は第１の実施形態と同じとする。

【００７２】本実施形態において、レンズ鏡筒１０１を
光軸１０２に沿った一方向に移動させた際のＭＲセンサ
１０４のＭＲ素子Ａ，Ｂ，Ｃからの出力信号を図７に
ａ，ｂ，ｃとして示す。ＭＲ素子Ａ，Ｂの出力信号ａ，
ｂは第１の実施形態の図４の信号ａ，ｂと同じである
が、ＭＲ素子Ｃの出力信号ｃは基準信号部１１２の相違
に応じて第１の実施形態の図４の信号ｃと異なってい
る。

【００７３】次に、図７の出力信号ａ，ｂ，ｃを波形整
形回路１０７で波形整形した波形を図８に示す。

【００７４】図８のｄは、ＭＲセンサＡからの出力信号
ａを閾値電圧Ｖ０で２値化した波形、図８のｅは、ＭＲ
センサＢからの出力信号ｂを閾値電圧Ｖ０で２値化した
波形、図８のｆは、ＭＲセンサＣからの出力信号ｃを閾
値電圧Ｖ１で２値化した波形である。図８のｇ，ｈは、
それぞれ波形ｄの立ち上がり、立ち下がりパルスであ
り、ｉ，ｊは、それぞれ波形ｅの立ち上がり、立ち下が
りパルスである。波形ｋは、波形ｇ，ｈ，ｉ，ｊの論理
和の移動信号パルス列であり、第１の実施形態と同様
に、このパルス列のパルス数をカウンタで計数する事に
よりレンズ鏡筒の移動量が測定できる。また、波形ｆと
波形ｈの論理積である波形ｌより基準信号パルスが得ら
れる。なお、レンズ鏡筒を上記一方向と逆方向に駆動し
た場合は、波形ｆと波形ｇの論理積から基準信号パルス
が得られる。

【００７５】このように、第１の実施形態と同様に移動
信号パルス列および基準信号パルスが得られ、同様の作
用効果が得られる。

【００７６】なお、上記第１と第２の実施形態において
は磁気センサとしてＭＲセンサを用いたが、他の電磁誘
導を利用した磁気ヘッドやホール素子等を用いても良
い。また、上記実施形態における磁気スケール１０３の
ＭＲセンサ１０４に対する移動は相対的なものであり、
磁気スケール１０３を固定してＭＲセンサ１０４を移動
させてもよい。

【００７７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、所定間隔Ｐで交互に逆極性に着磁を施すことに
より、周期的に変化する磁界強度分布を有する磁気スケ
ールと、この磁気スケールに対向して配置された磁気セ
ンサを有し、前記磁気スケールを前記磁気センサに対し
相対的に移動させ、磁気スケールの位置を磁気的に検出
する位置検出装置において、前記磁気スケールの着磁パ
ターン中に、磁気スケールの位置の基準を示す信号を発
生させるための基準信号部を設けたので、基準信号部に
より磁気スケールの位置の基準を得て磁気スケールの絶
対位置を測定でき、そのため、従来必要であったフォト
インタラプタ等の基準位置を与えるための専用のセンサ
等が不要となり、コストが削減できると共に装置を小型
化できる。

【００７８】また、磁気スケールの基準信号部は、特
に、磁気スケールの磁界強度分布の変化の周期性を乱す
よう構成されるものとして、容易に形成できる。

【００７９】さらに、磁気スケールの基準信号部は、具
体的には、前記間隔Ｐと異なる所定着磁幅Ｐ１で着磁さ
れたｋ個（但しｋは１以上の整数）の着磁部からなり、
前記着磁幅Ｐ１が前記間隔Ｐに対してｋ×Ｐ１＝ｉ×Ｐ
（但しｉは１以上の整数）の関係を満たしているものと
する、或いは、無着磁部として構成され、この無着磁部
の幅Ｐ２が前記間隔Ｐに対してＰ２＝ｊ×Ｐ（但しｊは
１以上の整数）の関係を満たしているものとすることに
より、磁気スケールの移動に伴なって磁気センサーより
常に一定周期の安定した出力を得る事ができ、高精度な
位置測定ができる。

【００８０】さらに、前記基準信号部を複数設けると共
に、各々の基準信号部間の距離がそれぞれ異なるよう構
成すれば、イニシャライズ動作にかかる時間を短縮でき
るとともに、基準信号部が磁気センサを通過する毎に位
置検出の誤差を補正することができ、高精度な位置計測
が可能となる。

【００８１】また、磁気センサをＭＲ素子から構成する
ことで、小型で安価な位置検出装置を実現できる。

【００８２】また、カメラのレンズの位置制御を行うレ
ンズ位置制御装置において、上記の本発明に係る位置検
出装置を用い、この位置検出装置から得られる位置信号
に基づいてレンズの位置制御を行うようにすれば、高精
度かつ小型、低コストであり、電源投入時の立上時間の
短い優れたレンズ位置制御装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による位置検出装置を
備えたレンズ位置制御装置の構成を示す説明図である。

【図２】同装置の磁気スケールの着磁パターンを示す説
明図である。

【図３】同装置のＭＲセンサの形成パターンを示す説明
図である。

【図４】同装置のＭＲセンサからの出力信号を示す信号
波形図である。

【図５】同出力信号の処理により得られる各信号を示す
信号波形図である。

【図６】本発明の第２の実施形態の装置における磁気ス
ケールの着磁パターンを示す説明図である。

【図７】同装置におけるＭＲセンサからの出力信号を示
す信号波形図である。

【図８】同出力信号の処理により得られる各信号を示す
信号波形図である。

【図９】従来の位置検出装置を備えたレンズ位置制御装
置の構成を示す説明図である。

【図１０】同装置におけるＭＲ素子と磁気スケールの配
置等を示す説明図である。

【図１１】同装置におけるＭＲ素子からの出力信号、及
び同信号を処理した信号を示す信号波形図である。

【符号の説明】

１０１ レンズ鏡筒 １０２ 光軸 １０３ 磁気スケール １０４ ＭＲセンサ １０５ モータ １０６ 制御部 １０７ 波形整形回路 １０８ カウンタ １０９ 制御回路 １１０ メモリ １１１ 移動信号部 １１２，１１２ａ〜１１２ｅ 基準信号部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｄ 3/12 Ｇ０５Ｄ 3/12 Ｅ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隔Ｐで交互に逆極性に着磁を施す
   ことにより、周期的に変化する磁界強度分布を有する磁
   気スケールと、 この磁気スケールに対向して配置された磁気センサを有
   し、 前記磁気スケールを前記磁気センサに対し相対的に移動
   させ、磁気スケールの位置を磁気的に検出する位置検出
   装置において、 前記磁気スケールの着磁パターン中に、磁気スケールの
   位置の基準を示す信号を発生させるための基準信号部を
   設けたことを特徴とする位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記基準信号部は、前記磁気スケールの
   磁界強度分布の変化の周期性を乱すよう構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記基準信号部は、前記間隔Ｐと異なる
   所定着磁幅Ｐ１で着磁されたｋ個（但しｋは１以上の整
   数）の着磁部からなり、前記着磁幅Ｐ１が前記間隔Ｐに
   対してｋ×Ｐ１＝ｉ×Ｐ（但しｉは１以上の整数）の関
   係を満たしていることを特徴とする請求項１または２に
   記載の位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記基準信号部は無着磁部として構成さ
   れ、この無着磁部の幅Ｐ２が前記間隔Ｐに対してＰ２＝
   ｊ×Ｐ（但しｊは１以上の整数）の関係を満たしている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の位置検出装
   置。
5. 【請求項５】 前記基準信号部を複数設けると共に、各
   々の基準信号部間の距離がそれぞれ異なるよう構成した
   ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に
   記載の位置検出装置。
6. 【請求項６】 前記磁気センサは、磁界の強度に応じて
   抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子にて構成されている
   ことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に
   記載の位置検出装置。
7. 【請求項７】 請求項１から６までのいずれか１項に記
   載の位置検出装置を備え、この位置検出装置から得られ
   る位置信号に基づいてカメラのレンズの位置制御を行う
   ことを特徴とするレンズ位置制御装置。