(57)【要約】　　　（修正有）【課題】適切にゲイン調整とオフセット調整を行い、位置検出精度低下を抑制する位置検出装置、これを備えたレンズおよび位置検出方法を提供する。【解決手段】所定パターンに着磁された磁気部材９０１と、この磁気部材９０１との相対移動に応じて２相の正弦波状に変化する位置検出信号を出力するＭＲセンサ２と、２相の位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行うゲイン・オフセット調整部６と、ゲイン調整およびオフセット調整された２相の位置検出信号に基づいて、磁気部材９０１およびＭＲセンサ２のうちいずれか一方と一体的に移動する対象物の位置を判別する位置演算部７とを有する位置検出装置であって、基準位置からの波数をカウントする波数演算部１１と、波数に応じた調整情報を記憶した調整値記憶部１２とを有し、ゲイン・オフセット調整部６は、カウントした波数に応じた調整情報に基づいてゲイン調整およびオフセット調整を行う。【選択図】図１
2004037121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定パターンに着磁された磁気部材と、この磁気部材との相対移動に応じて少なくとも２相の正弦波状に変化する位置検出信号を出力する磁気検出手段と、前記少なくとも２相の位置検出信号それぞれについてゲイン調整およびオフセット調整を行う信号調整手段と、前記ゲイン調整およびオフセット調整された少なくとも２相の位置検出信号に基づいて、前記磁気部材および磁気検出手段のうちいずれか一方と一体的に移動する対象物の位置を判別する判別手段とを有する位置検出装置であって、
前記位置検出信号における基準位置からの波数をカウントするカウンタと、
前記波数に応じた調整情報を予め記憶した記憶手段とを有し、
前記信号調整手段は、前記カウントした波数に応じた調整情報に基づいて、その波数に対応する位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行うことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記磁気検出手段と磁気部材との相対移動速度を検知する速度検知手段を有し、
前記調整情報は、前記位置検出信号のゲインおよびオフセットの前記相対移動速度に応じた変動率情報を有し、
前記信号調整手段は、前記速度検知手段により検知した相対移動速度に応じた変動率情報に基づいて前記位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記磁気検出手段周辺の温度を検知する温度検知手段を有し、
前記調整情報は、前記位置検出信号のゲインおよびオフセットの前記温度に応じた変動率情報を有し、
前記信号調整手段は、前記温度検知手段により検知した温度に応じた変動率情報に基づいて前記位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行う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。
【請求項４】
前記位置検出信号における各波数に応じた調整情報の取得を、前記磁気検出手段と磁気部材との相対移動方向における基準位置調整時に実行することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記記憶手段は、不揮発性メモリであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項６】
請求項３に記載の位置検出装置を光学系の合焦に使用したレンズであって、
前記温度検知手段により検知した温度情報に基づいて、前記光学系における温度ピントずれの修正を行うことを特徴とするレンズ。
【請求項７】
所定パターンに着磁された磁気部材と磁気検出手段との相対移動に応じて少なくとも２相の正弦波状に変化する位置検出信号を出力し、前記少なくとも２相の位置検出信号それぞれについてゲイン調整およびオフセット調整を行い、前記ゲイン調整およびオフセット調整された少なくとも２相の位置検出信号に基づいて、前記磁気部材および磁気検出手段のうちいずれか一方と一体的に移動する対象物の位置を判別する位置検出方法であって、
前記位置検出信号における基準位置からの波数をカウントし、予め記憶手段に記憶された前記波数に応じた調整情報から前記カウントした波数に応じた調整情報を取り出し、この取り出した調整情報に基づいて、その波数に対応する位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行うことを特徴とする位置検出方法。
【請求項８】
前記磁気検出手段と磁気部材との相対移動速度を検知し、予め記憶手段に記憶された前記位置検出信号のゲインおよびオフセットの前記相対移動速度に応じた変動率情報から前記検知した相対移動速度に応じた変動率情報を取り出し、この取り出した変動率情報に基づいて、前記位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行うことを特徴とする請求項７に記載の位置検出方法。
【請求項９】
前記磁気検出手段周辺の温度を検知し、予め記憶手段に記憶された前記位置検出信号のゲインおよびオフセットの前記温度に応じた変動率情報から前記検知した温度に応じた変動率情報を取り出し、この取り出した変動率情報に基づいて、位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行うことを特徴とする請求項７または８に記載の位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気抵抗（ＭＲ）素子を用いた位置検出装置およびこれを光学系の合焦などに適用したレンズおよび位置検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気抵抗素子（以下、ＭＲ素子）を用いた位置検出装置では、複数相のＭＲ素子からの正弦波状の信号成分のうち直線性に優れた信号成分を持つ相を選択して、その信号成分を内挿する演算を行い位置を検出している。
【０００３】
ここで、ＭＲ素子からの複数相の出力は、図１５に示すように一般にその振幅、および振幅中心のレベルが異なっている。このままでは位置の検出に使用した場合に十分な精度が得られないため、図１６に示すように振幅および振幅中心がそろうようにゲインおよびオフセットが調整される。
【０００４】
ここで、ＭＲ素子の出力のゲインおよびオフセットは、個々の製品におけるセンサの組み付け誤差や回路の電気的特性の誤差、通常使用時におけるセンサの温度変化やレンズ移動速度の変化などにより変動する。レンズの位置検出精度を高く保つためには、これらに応じて適切にゲインおよびオフセットを調整する必要がある。
【０００５】
この調整を行う方法として、以下の手段が提案されている。すなわち、測定対象物であるレンズをＭＲセンサの正弦波出力の１周期以上動かし、そのときＡ／Ｄコンバータから取り込んだセンサ出力の最大値と最小値より調整情報を求める。そしてこの調整情報を用いて、振幅および振幅中心がそろうようにＡ／Ｄコンバータから取り込まれたセンサ出力データを加工することでゲインおよびオフセットが調整される。
【０００６】
具体的には、ＭＲセンサの最大値をＭＡＸ、最小値をＭＩＮとすると、調整情報であるゲインＧＡＩＮ、オフセットＯＦＦＳＥＴは数１、数２で計算される。ただしＲＡＮＧＥは調整後のデータのダイナミックレンジである。
【０００７】
【数１】
2004037121.tif 000003
【０００８】
【数２】
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【０００９】
ここで得られたＧＡＩＮ、ＯＦＦＳＥＴより、ＭＲセンサ出力ＭＲに対して数３の補正式を適用することにより、ゲインおよびオフセットが調整された出力ＯＵＴＰＵＴが得られる。
【００１０】
【数３】
2004037121.tif 000005
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例では、レンズがＭＲセンサの正弦波出力の１周期分を通過した後でなければ調整情報（ＧＡＩＮ、ＯＦＦＳＥＴ）を得ることができない。このため図１７に示すように、レンズが位置Ｐにあるとき、調整情報はレンズが現在ある正弦波周期の最大値ＭＡＸ２と最小値ＭＩＮ２ではなく、それと隣接した周期の最大値ＭＡＸ１と最小値ＭＩＮ１を用いて得られたものとなってしまう。一般にＭＲセンサによる出力信号は、センサマグネットの組み付け誤差などにより、測定軸方向におけるレンズ位置によってその振幅が異なるために、上記の手段ではレンズの現在位置における正しい調整情報が得られず、位置検出の精度が低下してしまう場合があった。
【００１２】
また、上述した従来例では、レンズがＭＲセンサの正弦波出力の１周期以内の範囲で長時間移動を繰り返す場合、または長時間留まっている場合には調整情報の更新が行われないために、その間の温度変化によるゲイン変動およびオフセット変動が調整されず、位置検出の精度が低下してしまう場合があった。
【００１３】
さらに、レンズの移動速度が速い場合には、ＭＲセンサ出力をＡ／Ｄコンバータに取り込む際のサンプリングレートが低くなり、センサ出力の最大値と最小値を確実に取り込むことができない。このため、一定速度以上でレンズが移動する際には正しくゲイン調整およびオフセット調整が行われず、位置検出の精度が低下してしまう場合があった。
【００１４】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、適切にゲイン調整およびオフセット調整を行い、位置検出精度の低下を抑制することのできる位置検出装置、これを備えたレンズおよび位置検出方法を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本願発明に係る位置検出装置では、所定パターンに着磁された磁気部材と、この磁気部材との相対移動に応じて少なくとも２相の正弦波状に変化する位置検出信号を出力する磁気検出手段と、少なくとも２相の位置検出信号それぞれについてゲイン調整およびオフセット調整を行う信号調整手段と、ゲイン調整およびオフセット調整された少なくとも２相の位置検出信号に基づいて、磁気部材および磁気検出手段のうちいずれか一方と一体的に移動する対象物の位置を判別する判別手段とを有する位置検出装置であって、位置検出信号における基準位置からの波数をカウントするカウンタと、波数に応じた調整情報を予め記憶した記憶手段とを有し、信号調整手段は、カウントした波数に応じた調整情報に基づいて、その波数に対応する位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行う構成としている。
【００１６】
このような構成とすることにより、センサマグネットの組み付け誤差などの影響を予め考慮したゲイン調整およびオフセット調整が可能となり、測定軸方向における測定対象物の位置によってゲインやオフセットがばらつく問題の影響を受けることなく、位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を適切に行い、ひいては位置検出精度の低下を抑制することのできる位置検出装置を提供することができる。
【００１７】
なお、磁気検出手段と磁気部材との相対移動速度を検知する速度検知手段を有し、調整情報は、位置検出信号のゲインおよびオフセットの相対移動速度に応じた変動率情報を有し、信号調整手段は、速度検知手段により検知した相対移動速度に応じた変動率情報に基づいて位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行うことが望ましい。
【００１８】
これによれば、磁気検出手段と磁気部材との相対移動速度と記憶手段に記憶された変動率情報とに基づいて位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整をリアルタイムに行うことで、Ａ／Ｄコンバータのサンプリングレートでは最大値と最小値を検出できないような高速度で測定対象物が移動する場合にも適切なゲイン調整およびオフセット調整を実現することができる。
【００１９】
また、磁気検出手段周辺の温度を検知する温度検知手段を有し、調整情報は、位置検出信号のゲインおよびオフセットの温度に応じた変動率情報を有し、信号調整手段は、温度検知手段により検知した温度に応じた変動率情報に基づいて位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行うようにしてもよい。
【００２０】
これによれば、温度検知手段により検知した環境温度と、調整値記憶部に記憶されている検知温度に応じた変動率情報とに基づいてゲイン調整およびオフセット調整をリアルタイムに行うことで、測定対象物がＭＲセンサの正弦波出力の１周期以内の範囲で長時間移動を繰り返す場合、または長時間留まっている場合の温度変化に対するゲイン変動およびオフセット変動を適切に調整することができる。
【００２１】
この他、位置検出信号における各波数に応じた調整情報の取得を、磁気検出手段と磁気部材との相対移動方向における基準位置調整時に実行するようにしてもよく、このようにすることで、その時点での環境温度等の影響により変動しているゲイン変動分およびオフセット変動分も同時に調整可能な調整情報が得られる。例えば、ビデオカメラ等に適用した場合、この基準位置調整は電源投入時や録画モードへの切り替え時等に必ず行われるため、この位置検出装置がおかれる使用環境に応じた適切な調整情報を取得し、適切なゲイン調整およびオフセット調整を行うことができる。
【００２２】
なお、上述の記憶手段は、不揮発性メモリであることが望ましい。
【００２３】
また、上述の位置検出装置を光学系の合焦に使用したレンズであって、温度検知手段により検知した温度情報に基づいて、光学系における温度ピントずれの修正を行うレンズを構成することにより、すなわち、温度検知手段と、レンズ内に配置される温度ピントずれ補正用の温度センサとを併用することで、センサの配置数を削減することができ、コストダウンを図ることができる。
【００２４】
また、上記の目的を達成するために、本願発明に係る位置検出方法では、所定パターンに着磁された磁気部材と磁気検出手段との相対移動に応じて少なくとも２相の正弦波状に変化する位置検出信号を出力し、少なくとも２相の位置検出信号それぞれについてゲイン調整およびオフセット調整を行い、ゲイン調整およびオフセット調整された少なくとも２相の位置検出信号に基づいて、磁気部材および磁気検出手段のうちいずれか一方と一体的に移動する対象物の位置を判別する位置検出方法であって、
位置検出信号における基準位置からの波数をカウントし、予め記憶手段に記憶された波数に応じた調整情報からカウントした波数に応じた調整情報を取り出し、この取り出した調整情報に基づいて、その波数に対応する位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行うこととしている。
【００２５】
このような方法をとることにより、センサマグネットの組み付け誤差などの影響を予め考慮したゲイン調整およびオフセット調整が可能となり、測定軸方向における測定対象物の位置によってゲインやオフセットがばらつく問題の影響を受けることなく、位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を適切に行い、ひいては位置検出精度の低下を抑制することのできる位置検出方法を提供することができる。
【００２６】
なお、磁気検出手段と磁気部材との相対移動速度を検知し、予め記憶手段に記憶された位置検出信号のゲインおよびオフセットの相対移動速度に応じた変動率情報から検知した相対移動速度に応じた変動率情報を取り出し、この取り出した変動率情報に基づいて、位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行うことが望ましい。
【００２７】
これによれば、磁気検出手段と磁気部材との相対移動速度と記憶手段に記憶された変動率情報とに基づいて位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整をリアルタイムに行うことで、Ａ／Ｄコンバータのサンプリングレートでは最大値と最小値を検出できないような高速度で測定対象物が移動する場合にも適切なゲイン調整およびオフセット調整を実現することができる。
【００２８】
また、磁気検出手段周辺の温度を検知し、予め記憶手段に記憶された位置検出信号のゲインおよびオフセットの温度に応じた変動率情報から検知した温度に応じた変動率情報を取り出し、この取り出した変動率情報に基づいて、位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行うことが望ましい。
【００２９】
これによれば、温度検知手段により検知した環境温度と、調整値記憶部に記憶されている検知温度に応じた変動率情報とに基づいてゲイン調整およびオフセット調整をリアルタイムに行うことで、測定対象物がＭＲセンサの正弦波出力の１周期以内の範囲で長時間移動を繰り返す場合、または長時間留まっている場合の温度変化に対するゲイン変動およびオフセット変動を適切に調整することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である位置検出装置の構成を示す機能ブロック図である。図２（ａ）は本実施形態による位置検出装置の一部の外観斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＡ矢視図を示している。同図（ａ），（ｂ）では、本実施形態による位置検出装置を、レンズ保持枠９００に保持されたフォーカスレンズ１の位置検出（主に合焦動作）に適用した例を示している。このレンズ保持枠９００の外周面には光軸９０２方向に（すなわち、位置検出装置における測定軸方向に）延び、所定パターン（ここでは、光軸方向において交互に逆極性となるように）に着磁された磁気部材９０１が一体的に配置されており、この磁気部材９０１と所定のギャップｇをおいて対向配置されているＭＲセンサ２（磁気検出手段）により、フォーカスレンズ１の光軸９０２方向におけるｘ方向およびｘ’方向への移動を検知する。同図（ａ）では、レンズ保持枠９００と磁気部材９０１の光軸９０２方向における長さが等しく構成されているが、レンズ保持枠９００を磁気部材９０１よりも短く、あるいは長く構成しても構わない。なお、ＭＲセンサによる位置検出の原理および構成等については、公知であるためここでは説明を割愛する。
【００３１】
ここでは、磁気部材９０１が測定対象物としてのフォーカスレンズ１（およびレンズ保持枠９００）と一体的に移動可能な構成としているが、これに限られるものではなく、ＭＲセンサを移動する測定対象物側に配置する構成としてもよいことは言うまでもない。
【００３２】
ＭＲセンサ２に対してレンズ保持枠９００が光軸９０２方向に移動すると（すなわち、ＭＲセンサ２と磁気部材９０１とが光軸９０２方向において相対移動すると）、その移動量に応じてＭＲセンサ２から２相の正弦波状に変化する位置検出信号が出力される。
【００３３】
なお本実施形態では、ＭＲセンサ２の出力（位置検出信号）をサイン波とコサイン波の２相としているが、本発明の適用範囲はこの態様に限定されるものではなく、ＭＲセンサの出力が３相以上のものにも適用可能である。ここで、少なくとも２相以上の位置検出信号を必要とするのは、位相差を有する２つの正弦波状の信号相互の位相の進み若しくは遅れから移動方向の判別を行い、カウンタにより波数の加算あるいは減算を行うことによって変位量を検出するためである。
【００３４】
フォーカスレンズ１の光軸９０２方向における位置に応じたＭＲセンサ２による位置検出信号は、アナログアンプ３ａおよび３ｂにより増幅され、サンプルアンドホールド回路４ａおよび４ｂを経てＡ／Ｄコンバータ５によりデジタル変換される。このようにして取り込まれたＭＲセンサ２の出力は、ゲイン・オフセット調整部（信号調整手段）６にてそれぞれの相についてゲインおよびオフセットが調整された後、このゲインおよびオフセットが調整された位置検出信号に基づいて位置演算部（判別手段）７にて測定対象物であるフォーカスレンズ１の位置が演算され判別される。位置演算部７で演算して得られたレンズ位置情報はレンズ制御部８に送られ、レンズ位置のサーボ制御に用いられる。すなわち、レンズ制御部８は駆動回路９に駆動信号を与えることで、レンズ駆動モータ１０を制御することができる。
【００３５】
波数演算部（カウンタ）１１は、図３に示すように、ある時点でのレンズ位置が、位置検出信号において基準位置から数えて何波数目にあるかをカウントする。同図では、レンズが３波数目の位置にある状態を示している。
【００３６】
調整値記憶部（記憶手段）１２には、ＭＲセンサ２から出力される位置検出信号の波数ごとに対応した調整情報を予め記憶しておく。
【００３７】
ゲイン・オフセット調整部６は、波数演算部１１によってカウントされたフォーカスレンズ１の現在位置における波数から、その波数に対応する調整情報を調整値記憶部１２から取り出し、この調整情報に基づいて、数３によりその波数に対応する位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行う。
【００３８】
以下、全ストローク分のセンサ出力の個々の波に対応する調整情報を求める処理について、図４に示すフローチャートに従って説明する。この処理はレンズシステムの電源投入時、またはリセット時に実行される。なお、以下の処理はＭＲセンサの複数の相それぞれについて行われる。
【００３９】
はじめに、フォーカスレンズ１のサーボ制御のための概略の調整値を取得するために、ステップＳ０２において、レンズ制御部８より駆動回路９に対してフォーカスレンズ１を図２におけるｘ方向（プラス方向）に駆動する信号を送る。そしてステップＳ０３〜Ｓ０４にて、フォーカスレンズ１が移動している間にＭＲセンサ出力の最大値と最小値を検出する。さらにステップＳ０５にてフォーカスレンズ１がストローク端に達したかどうかを判定し、達していた場合には、検出された最大値と最小値からステップＳ０６にて調整情報を演算し記憶する。ここで、フォーカスレンズ１がストローク端に達したかどうかは、光学センサなどで検出してもよいし、駆動開始から所定時間経過したかどうかで判定してもよい。
【００４０】
次に、フォーカスレンズ１を基準位置に戻すために、ステップＳ０７にてレンズ制御部８より駆動回路９に対してフォーカスレンズ１を図２におけるｘ’方向（マイナス方向）に駆動する信号を送る。このとき、フォーカスレンズ１が移動している間においても、ステップＳ０８〜Ｓ０９にてＭＲセンサ出力の最大値と最小値を検出し、ステップＳ１０にてフォーカスレンズ１がストローク端に達したら、ステップＳ１１にて検出された最大値と最小値から調整情報を演算し記憶する。フォーカスレンズ１が基準位置に達したかどうかは、光学センサなどで検出してもよいし、駆動開始から所定時間経過したかどうかで判定してもよい。
【００４１】
続いて、波数ごとの調整情報の取得を行う。まず、ステップＳ１２にて波数カウンタｎを０に初期化する。そして、ステップＳ１３でフォーカスレンズ１を図２におけるｘ方向（プラス方向）に駆動し、フォーカスレンズ移動中にステップＳ１４〜Ｓ１５にてＭＲセンサ出力の最大値と最小値を検出する。移動中にフォーカスレンズ１がストローク端に達したかどうかをステップＳ１６で判定し、ストローク端に達した場合はデータ取得を終了して通常の制御モードに移行する。一方、まだストローク端に達していない場合は、ステップＳ１７にてＭＲセンサ出力の状態から１波分以上移動したかどうかを判別する。この判別は、例えばＭＲセンサの出力値が負から正に変化したかどうかをチェックすることにより行うことができる。ここで、１波数分移動していない場合にはステップＳ１３に戻り、最大値と最小値の検出を継続する。一方、１波数分以上移動したと判別された場合には、ステップＳ１８にてその時点で検出されているセンサ出力の最大値と最小値から調整情報を演算し、ステップＳ１９でこの調整情報を調整値記憶部のｎ番目の記憶領域に記憶する。記憶するデータはＧＡＩＮ、ＯＦＦＳＥＴの値そのものでも良いし、最大値と最小値を記憶しても良い。後者の場合は通常モードでのゲイン調整処理およびオフセット調整処理にて数１および数２を用いてＧＡＩＮ、ＯＦＦＳＥＴの値に変換する。
【００４２】
以上で１波分の調整情報が得られるので、ステップＳ２０で波数カウンタｎに１を加え、ステップＳ２１で最大値、最小値をリセットした後、ステップＳ１３に戻り次の波に対して上記の処理を繰り返す。この処理はフォーカスレンズ１がストローク端に達するまで反復される。
【００４３】
なお、この処理はレンズシステムの電源投入時、リセット時、および基準位置調整時に毎回実行され、その都度調整情報が得られることから、調整値記憶部１２にはＤＲＡＭなどの揮発性媒体を用いることが可能であり、コスト的にも好ましい。
【００４４】
次に、通常制御モードでのゲイン調整処理およびオフセット調整処理について、図５に示すフローチャートに従って説明する。以下の処理は、ＭＲセンサの複数の相のそれぞれについて行われる。
【００４５】
まず、ステップＳ３２にてＭＲセンサの出力をサンプリングし、次にステップＳ３３で波数演算部にて現在のフォーカスレンズ位置における波数を求める。例えば、フォーカスレンズリセット時にフォーカスレンズが基準位置にある状態で波数を０とし、その後フォーカスレンズがＭＲセンサ出力の１波長分移動するたびに、フォーカスレンズの移動方向に応じて波数をカウントアップあるいはカウントダウンしておくことにより現在位置での波数を得ることができる。
【００４６】
ここで得られた現在位置での波数が、前回のサンプリング時と同じかどうかをステップＳ３４で判定する。前回サンプリング時と同じであれば調整情報を更新する必要はないため、ステップＳ３７のゲイン調整処理およびオフセット調整処理に飛ぶ。一方、波数が異なる場合にはステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、現在の波数における調整情報を調整値記憶部１２から取得し、ステップＳ３６で取得した調整情報をゲイン・オフセット調整部６にセットする。セットされた調整情報を用いて、ステップＳ３７にて数３によりゲイン調整およびオフセット調整を行う。調整後のセンサ出力を用いてステップＳ３８でレンズ位置演算処理を行い、ステップＳ３２に戻る。なお、レンズ位置演算処理によって得られたレンズ位置データはレンズ制御部８に送られ、フォーカスレンズ１の位置制御に用いられる。
【００４７】
以上示した構成により、フォーカスレンズの現在位置におけるセンサ出力の波数に応じてセンサ出力のゲインおよびオフセットを適切に調整することができ、ひいては、位置検出信号における各相の正弦波状信号同士の位相関係をより正確に把握することが可能となり、位置検出装置としての測定精度の向上に効果を奏する。
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態である位置検出装置の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態では、上述の第１実施形態に加えて、不揮発性の記憶媒体を用いた調整値記憶部１３および温度センサ１４を備えた構成となっている。この温度センサ１４は、ＭＲセンサ２周辺（すなわち、温度変化によりＭＲセンサの検出性能に影響が及ぶ領域）の温度を検知する。温度センサ（温度検知手段）１４からの出力はアナログアンプ３ｃにより増幅され、サンプルホールド回路４ｃを経てＡ／Ｄコンバータ５によりデジタル変換される。この他の部分の構成は、上述の第１実施形態と同様であるため説明は割愛する。なお、この温度センサ１４により検知した温度情報を、温度ピントずれの補正用温度センサにより取得すべき温度情報と併用することで、温度センサの配置数を減らすことができ、コストを削減することができる。
【００４８】
また、本実施形態におけるフォーカスレンズの移動範囲における全ストローク分のＭＲセンサ出力の個々の波に対応する調整情報を求める処理については、上述の第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４９】
以下で、環境温度変化およびレンズ移動速度変化に対するＭＲセンサのゲイン変動およびオフセット変動を調整する処理について説明する。ただし、ゲインとオフセットの調整処理の内容は上述の第１実施形態とほぼ同様であるので、以下では主にゲインの調整処理について説明し，オフセットの調整処理についての説明は特徴的な部分を除き省略する。なお、ここでの移動速度とはＭＲセンサ２と磁気部材９０１との光軸９０２方向における相対的な移動速度を意味している。
【００５０】
不揮発性の調整値記憶部１３には、調整情報の一部として、レンズ移動速度変化および環境温度変化に応じた位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整の変動率情報を予め記憶させておく。
【００５１】
以下で、ＭＲセンサの出力の振幅（ＭＡＸ−ＭＩＮ）が図７、図８に示すように温度および速度に対して直線的に変化すると近似するときの、ゲインの調整処理について説明する。
【００５２】
まず調整情報として、図７に示す、基準温度Ｔ０における振幅を基準とした振幅の温度変動率の傾きＫＴＧ［１／℃］、および図８に示す、基準速度Ｖ０における振幅を基準とした振幅の速度変動率の傾きＫＶＧ［１／（ｍ／ｓ）］をセンサ特性試験により求めておく。これらの調整情報は、不揮発性の調整値記憶部に記憶させておく。
【００５３】
上述の第１実施形態において説明した、波ごとのＧＡＩＮを取得して記憶する処理の際に、数１で得られるＧＡＩＮに代えて、数４にて得られる基準温度Ｔ０、基準速度Ｖ０でのゲインＧＡＩＮ０を揮発性の調整値記憶部１２に記憶する。ここでＴＩＮＩＴは、波数ごとのデータを取得する際に温度センサ出力をサンプリングして得た温度である。またＶＩＮＩＴは波ごとのデータを取得したときのレンズ速度である。ＶＩＮＩＴ＝Ｖ０となるようにレンズ速度を制御すれば右辺最後の項の演算は省略できる。
【００５４】
【数４】
2004037121.tif 000006
【００５５】
この調整情報を用いた通常動作時の補正処理は以下のように行われる。ＭＲセンサの出力をサンプリングし、波数演算部１１にて現在のレンズ位置における波数を求め、現在の波数におけるゲイン調整情報ＧＡＩＮ０を調整値記憶部から取得する。これらの処理は上述した第１実施形態の場合と同様に行われる。
【００５６】
さらに、ＭＲセンサ出力のサンプリング時に温度センサ出力Ｔもサンプリングし、またレンズサーボ制御の目標速度または目標位置からフォーカスレンズ１の移動速度Ｖを求め、数５により温度Ｔ、移動速度Ｖに対応するゲインＧＡＩＮを求める。
【００５７】
【数５】
2004037121.tif 000007
【００５８】
このようにして得られたＧＡＩＮを用いてゲイン・オフセット調整部６にて調整を行う。以下、レンズ位置演算などを第１実施形態と同様にして実行する。
【００５９】
なお、オフセットについては数４の代わりに数６を、数５の代わりに数７を用いて、第１実施形態と同様に調整を行う。ここでＫＴＯＦＦＳ［１／℃］は、図９に示すように基準温度Ｔ０における振幅中心を基準とした振幅中心の温度変動率の傾きであり、またＫＶＯＦＦＳ［１／（ｍ／ｓ）］は図１０に示すように基準速度Ｖ０における振幅中心を基準とした振幅中心の速度変動率の傾きである。いずれもセンサ特性試験にて求めて不揮発性の調整値記憶部１３に記憶させておく。
【００６０】
【数６】
2004037121.tif 000008
【００６１】
【数７】
2004037121.tif 000009
【００６２】
以上の処理により、環境温度変化およびレンズ移動速度変化によるＭＲセンサ出力の変動に対しても適切な調整を行うことができる。すなわち、ＭＲセンサ周辺の環境温度変化に応じた変動率情報と、ＭＲセンサと磁気部材との相対移動速度変化に応じた変動率情報を予め調整値記憶部に記憶させておき、ゲイン・オフセット調整部６において位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行う際に、そのときの環境温度および相対速度に対応する変動率情報に基づいて位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整を行っている。
【００６３】
なお、本実施形態においては環境温度および相対速度の双方に対応した変動率情報に基づいたゲイン調整およびオフセット調整を行っているが、これに限られるものではなく、環境温度のみに対応した変動率情報、若しくは相対速度のみに対応した変動率情報に基づいたゲイン調整およびオフセット調整を行うこともできることは言うまでもない。
【００６４】
以上の説明においては、ＭＲセンサの出力の振幅（ＭＡＸ−ＭＩＮ）が温度および速度に対して直線的に変化すると近似したときの調整方法について述べた。しかし、ＭＲセンサおよびアンプ回路などの特性によっては、温度および速度に対してＭＲセンサの出力振幅が曲線的に変化し、直線による近似では不十分な場合も想定される。以下ではこのような場合においてのゲインの調整方法を説明する。
【００６５】
まず、基準温度Ｔ０における振幅を基準とした振幅の温度変動率、および基準速度Ｖ０における振幅を基準とした振幅の速度変動率をセンサ特性試験にて求め、それぞれ図１１、図１２に示すように折れ線ＬＴＧ（１）〜ＬＴＧ（Ｎ）、ＬＶＧ（１）〜ＬＶＧ（Ｎ）にて近似する。
【００６６】
このデータをもとに、調整情報として、振幅の温度変動率の折れ点における温度ＴＧ（ｋ）、振幅の速度変動率の折れ点における速度ＶＧ（ｋ）および、数８〜数１１に示すＫＴＧ（ｋ）、ＢＴＧ（ｋ）、ＫＶＧ（ｋ）、ＢＶＧ（ｋ）のデータを、ｋ＝１〜Ｎについてそれぞれ不揮発性の調整値記憶部１３に記憶させておく。ここでＫＴＧ（ｋ）［１／℃］は折れ線ＬＴＧ（ｋ）の傾きであり、ＢＴＧ（ｋ）はＬＴＧ（ｋ）をＴ＝Ｔ０まで延長したときの切片である。またＫＶＧ（ｋ）　［１／（ｍ／ｓ）］は折れ線ＬＶＧ（ｋ）の傾きであり、ＢＶＧ（ｋ）はＬＶＧ（ｋ）をＶ＝Ｖ０まで延長したときの切片である。またＷＴ（ｋ）、　ＷＶ（ｋ）はそれぞれ振幅の温度変動率および速度変動率の折れ点における振幅変動率である。
【００６７】
【数８】
2004037121.tif 000010
【００６８】
【数９】
2004037121.tif 000011
【００６９】
【数１０】
2004037121.tif 000012
【００７０】
【数１１】
2004037121.tif 000013
【００７１】
次に、第１実施形態で記述した波ごとのＧＡＩＮを取得、記憶する処理の際に、数１で得られるＧＡＩＮに代えて、数１２にて得られる基準温度Ｔ０、基準速度Ｖ０でのゲインＧＡＩＮ０を揮発性の調整値記憶部１２に記憶する。ここでＴＩＮＩＴは、波ごとのデータを取得する際に温度センサ出力をサンプリングして得た温度であり、ＫＴＧ（ｋ）、ＢＴＧ（ｋ）はｋ＝１〜ＮのうちＴＧ（ｋ）＜ＴＩＮＩＴ＜ＴＧ（ｋ＋１）となるような折れ点での傾きおよび切片データである。またＶＩＮＩＴは波ごとのデータを取得したときのレンズ速度であり、ＫＶＧ（ｋ）、ＢＶＧ（ｋ）は、ｋ＝１〜ＮのうちＶＧ（ｋ）＜ＶＩＮＩＴ＜ＶＧ（ｋ＋１）となるような折れ点での傾きおよび切片データである。ＶＩＮＩＴ＝Ｖ０となるようにレンズ速度を制御すれば右辺最後の項の演算は省略できる。
【００７２】
【数１２】
2004037121.tif 000014
【００７３】
この調整情報を用いた通常動作時の補正処理は以下のように行われる。ＭＲセンサ２の出力をサンプリングし、波数演算部１１にて現在のレンズ位置における波数を求め、現在の波数におけるゲイン調整情報ＧＡＩＮ０を調整値記憶部から取得する。これらの処理は上述した第１実施形態の場合と同様に行われる。さらに、ＭＲセンサ出力のサンプリング時に温度センサ１４からの出力Ｔもサンプリングし、またレンズサーボ制御の目標速度または目標位置からフォーカスレンズ１の移動速度Ｖを求める。
【００７４】
そしてｋ＝１〜ＮのうちＴＧ（ｋ）＜Ｔ＜ＴＧ（ｋ＋１）となるようなＫＴＧ（ｋ）、ＢＴＧ（ｋ）、およびＶＧ（ｋ）＜Ｖ＜ＶＧ（ｋ＋１）となるようなＫＶＧ（ｋ）、ＢＶＧ（ｋ）を調整情報より求め、数１３によりＴ、Ｖに対応するゲインＧＡＩＮを求める。
【００７５】
【数１３】
2004037121.tif 000015
【００７６】
このようにして得られたＧＡＩＮを用いてゲイン・オフセット調整部にてゲイン調整およびオフセット調整を行う。以下、レンズ位置演算などを第１実施形態と同様にして実行する。
【００７７】
また、オフセットについては、基準温度Ｔ０における振幅中心ＭＴ０を基準とした振幅中心の温度変動率、および基準速度Ｖ０における振幅中心ＭＶ０を基準とした振幅中心の速度変動率をセンサ特性試験にて求め、それぞれ図１３、図１４に示すように折れ線ＬＴＭ（１）〜ＬＴＭ（Ｎ）、ＬＶＭ（１）〜ＬＶＭ（Ｎ）にて近似する。このデータをもとに、調整情報として、振幅中心の温度変動率の折れ点における温度ＴＭ（ｋ）、振幅の速度変動率の折れ点における速度ＶＭ（ｋ）、数１４〜数１７に示すＫＴＯＦＦＳ（ｋ）、ＢＴＯＦＦＳ（ｋ）、ＫＶＯＦＦＳ（ｋ）、ＢＶＯＦＦＳ（ｋ）のデータを、ｋ＝１〜Ｎについてそれぞれ不揮発性の調整値記憶部１３に記憶させておく。ここでＫＴＯＦＦＳ（ｋ）［１／℃］は折れ線ＬＴＭ（ｋ）の傾きであり、ＢＴＯＦＦＳ（ｋ）はＬＴＭ（ｋ）をＴ＝Ｔ０まで延長したときの切片である。またＫＶＯＦＦＳ（ｋ）［１／（ｍ／ｓ）］は折れ線ＬＶＭ（ｋ）の傾きであり、ＢＶＯＦＦＳ（ｋ）はＬＶＭ（ｋ）をＶ＝Ｖ０まで延長したときの切片である。またＭＴ（ｋ）、ＭＶ（ｋ）はそれぞれ振幅中心の温度変動率および速度変動率の折れ点における振幅変動率である。
【００７８】
【数１４】
2004037121.tif 000016
【００７９】
【数１５】
2004037121.tif 000017
【００８０】
【数１６】
2004037121.tif 000018
【００８１】
【数１７】
2004037121.tif 000019
【００８２】
そして、数１２の代わりに数１８を、数１３の代わりに数１９を用いることでゲインの場合と同様の調整を行う。
【００８３】
【数１８】
2004037121.tif 000020
【００８４】
【数１９】
2004037121.tif 000021
【００８５】
以上の処理により、環境温度変化およびレンズ移動速度変化によるＭＲセンサ出力値が曲線的に変動する場合、すなわち直線による近似では不十分な場合においても適切な調整を行うことができる。
【００８６】
上述の各実施形態によれば、従来技術において発生していた、レンズの現在位置における位置検出信号のゲイン調整およびオフセット調整が適切に行えないことによる位置検出の精度低下を抑制し、高精度な位置検出を行うことが可能となる。
【００８７】
また、レンズがＭＲセンサの出力の正弦波状信号の１周期以内の範囲で長時間移動を繰り返す場合、または長時間留まっている場合においても、適切にゲイン調整およびオフセット調整が行われ、高精度な位置検出を行うことが可能となる。
【００８８】
さらに、レンズの移動速度が速く、ＭＲセンサからの出力である位置検出信号の最大値と最小値を正確に取り込むことができないような場合においても、適切なゲイン調整およびオフセット調整を行うことができ、高精度な位置検出を行うことが可能となる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本願各発明によれば、適切にゲイン調整およびオフセット調整を行い、位置検出精度の低下を抑制することのできる位置検出装置、これを備えたレンズおよび位置検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である位置検出装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】同位置検出装置の構成を説明するための図である。
【図３】波数演算部により演算される波数を示す図である。
【図４】全ストローク分のセンサ出力の個々の波に対応する調整情報を求める処理を示すフローチャートである。
【図５】通常制御モードでのゲイン調整処理およびオフセット調整処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態である位置検出装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図７】ＭＲセンサ出力の振幅の温度に対する直線的な変動特性を示す図である。
【図８】ＭＲセンサ出力の振幅のレンズ移動速度に対する直線的な変動特性を示す図である。
【図９】ＭＲセンサ出力の振幅中心の温度に対する直線的な変動特性を示す図である。
【図１０】ＭＲセンサ出力の振幅中心のレンズ移動速度に対する直線的な変動特性を示す図である。
【図１１】ＭＲセンサ出力の振幅の温度に対する曲線的な変動特性を示す図である。
【図１２】ＭＲセンサ出力の振幅のレンズ移動速度に対する曲線的な変動特性を示す図である。
【図１３】ＭＲセンサ出力の振幅中心の温度に対する曲線的な変動特性を示す図である。
【図１４】ＭＲセンサ出力の振幅中心のレンズ移動速度に対する曲線的な変動特性を示す図である。
【図１５】ＭＲセンサ出力のゲインおよびオフセットが未調整の状態を示す図である。
【図１６】ＭＲセンサ出力のゲインおよびオフセットが調整済みの状態を示す図である。
【図１７】従来技術において得られる調整情報とＭＲセンサ出力の周期との関係を示す図である。
【符号の説明】
１　フォーカスレンズ
２　ＭＲセンサ
３ａ，３ｂ，３ｃ　アナログアンプ
４ａ，４ｂ，４ｃ　サンプルアンドホールド回路
５　Ａ／Ｄコンバータ
６　ゲイン・オフセット調整部
７　位置演算部
８　レンズ制御部
９　駆動回路
１０　レンズ駆動モータ
１１　波数演算部
１２　調整値記憶部（揮発性）
１３　調整値記憶部（不揮発性）
１４　温度センサ
２０　レンズ鏡筒
９００　レンズ保持枠
９０１　磁気部材
９０２　光軸
【図１】
2004037121.tif 000022
【図２】
2004037121.tif 000023
【図３】
2004037121.tif 000024
【図４】
2004037121.tif 000025
【図５】
2004037121.tif 000026
【図６】
2004037121.tif 000027
【図７】
2004037121.tif 000028
【図８】
2004037121.tif 000029
【図９】
2004037121.tif 000030
【図１０】
2004037121.tif 000031
【図１１】
2004037121.tif 000032
【図１２】
2004037121.tif 000033
【図１３】
2004037121.tif 000034
【図１４】
2004037121.tif 000035
【図１５】
2004037121.tif 000036
【図１６】
2004037121.tif 000037
【図１７】
2004037121.tif 000038