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专利名称：位置检测器件、位置检测方法和成像装置的制作方法
技术领域：
本技术涉及位置检测器件、位置检测方法和成像装置，更具体地说，涉及能够通过将检测可动透镜的绝对位置的第一检测传感器的操作速度构造成不同于检测可动透镜的相对位置的第二检测传感器的操作速度来以高分辨率和高精度检测可动透镜的位置的位置检测器件、位置检测方法和成像装置。
背景技术：
比如照相机和摄像机等各种成像装置构造成使得沿光轴 方向移动的比如变焦透镜等可动透镜的位置被检测，并且包括所述可动透镜的透镜组的驱动以高精度得到控制。可动透镜的示例还包括具有聚焦功能的聚焦透镜。聚焦透镜不但具有将被摄体的图像聚焦到图像传感器上的功能，而且还具有补正像面在变焦透镜移动时的变动的补偿器的功能。在包括有可拆卸地安装在装置本体上的可换镜头的成像装置中，设置有变焦环以便能够对可换镜头进行手动操作。当变焦环旋转时，变焦透镜沿光轴方向移动以进行倍率变化操作。如上所述，每个可动透镜在光轴方向上的位置由位置检测器件检测。位置检测器件包括检测可动透镜的绝对位置的第一检测传感器和检测可动透镜的相对位置的第二检测传感器(例如，见日本未审查专利申请2006-258586号公报)。在日本未审查专利申请2006-258586号公报所公开的成像装置中，将输出线性信号且具有低精度的电位计用作第一检测传感器，并将输出周期性信号且具有高精度的磁致电阻(MR)传感器用作第二检测传感器，以检测响应于变焦环的旋转经由连接机构沿光轴方向移动的变焦透镜的位置。在使用两个传感器检测可动透镜的位置的位置检测器件中，为了以高分辨率和高精度检测可动透镜的位置，有必要使具有低检测精度的第一检测传感器与具有高检测精度的第二检测传感器的周期性信号匹配。因此，输出周期性信号的第二检测传感器的输出信号的ー个周期必然大于输出线性信号的第一检测传感器的检测误差。因此，在根据现有技术的成像装置的位置检测器件中，第二检测传感器的输出信号的ー个周期通过扩大用作第二检测传感器的MR传感器的磁化间距，而设定成大于第一检测传感器的检测误差。能够通过扩大MR传感器的磁化间距来以高分辨率和高精度检测可动透镜的位置。然而，当MR传感器的磁化间距被扩大时，第二检测传感器的操作范围会相应地増大。于是，存在不能实现小型化或者成本可能増加的问题。例如，在一些情况下，将具有小线性误差或者小滞后现象的电位计用作具有小检测误差和高精度的第一检测传感器，以便第一检测传感器匹配第二检测传感器的周期性信号。然而，在这些情况中，存在第一检测传感器可能变得昂贵从而成本可能増加的问题。

发明内容
希望提供一种能够以高分辨率和高精度检测可动透镜的位置从而实现小型化并降低制造成本的位置检测器件、位置检测方法和成像装置。根据本技术的ー个实施例，提供了ー种位置检测器件，其包括第一检测传感器，沿预定方向操作，输出连续地増大或者减小的信号，并且检测沿光轴方向移动的可动透镜的绝对位置；和第二检测传感器，沿所述预定方向操作，输出周期性地且连续地变化的信号，并且检测所述可动透镜的相对位置。所述第一检测传感器和第二检测传感器以不同操作速度操作。因此，在所述位置检测器件中，第一和第二检测传感器以不同速度操作。在根据本技术的实施例的位置检测器件中，第二检测传感器的输出信号的ー个周期可以等于或大于第一检测传感器的检测误差。
由于第二检测传感器的输出信号的ー个周期等于或大于第一检测传感器的检测误差，所以第二检测传感器的操作速度慢于第一检测传感器的操作速度。在根据本技术的实施例的位置检测器件中，可以将第一和第二检测传感器的操作速度彼此不同的范围设定成第一和第二检测传感器的每个操作范围的一部分。由于第一和第二检测传感器的操作速度彼此不同的范围被设定成第一和第二检测传感器的每个操作范围的一部分，所以能够调节作为与敏感度相应的检测精度的敏感度程度。在根据本技术的实施例的位置检测器件中，第一和第二检测传感器可以在直线中操作(直线地操作)。由于第一和第二检测传感器在直线中操作，所以能够简化检测操作。根据本技术的实施例的位置检测器件可以进一歩包括凸轮环，所述凸轮环包括第一凸轮部和第二凸轮部并沿轴线旋转方向旋转。所述第一检测传感器与所述第一凸轮部可滑动地接合。所述第二检测传感器与所述第二凸轮部可滑动地接合。所述可动透镜可以响应于所述凸轮环的旋转沿光轴方向移动。当根据所述凸轮环的旋转位置使所述第一检测传感器相对于所述第一凸轮部的接合位置发生变化并且所述第二检测传感器相对于所述第ニ凸轮部的接合位置发生变化时，所述第一检测传感器和第二检测传感器可以在直线中操作。由于可动透镜响应于凸轮环的旋转沿光轴方向移动并且第一和第二检测传感器在直线中操作，所以第一和第二检测传感器能够沿光轴方向与可动透镜一起移动。在根据本技术的实施例的位置检测器件中，可以通过将第一凸轮部和第二凸轮部的倾斜角设定成彼此不同，来将第一和第二检测传感器的操作速度构造成彼此不同。由于通过将所述第一凸轮部和第二凸轮部的倾斜角设定成彼此不同来将所述第一检测传感器和第二检测传感器的操作速度构造成彼此不同，能够简化构造。在根据本技术的实施例的位置检测器件中，第一和第二检测传感器可以构造成可旋转地操作。由于第一和第二检测传感器构造成可旋转地操作，所以能够简化检测操作。根据本技术的实施例的位置检测器件可以进一歩包括凸轮环，所述凸轮环在其外周面上包括齿条部并沿轴线旋转方向旋转。第一检测传感器可以包括与齿条部啮合的齿轮部。所述第二检测传感器可以包括与所述齿条部啮合并且外径不同于所述第一检测传感器的齿轮部的外径的齿轮部。所述可动透镜可以响应于所述凸轮环的旋转沿光轴方向移动。第一检测传感器的齿轮部和第二检测传感器的齿轮部可以随凸轮环的旋转而旋转。由于可动透镜通过凸轮环的旋转沿光轴方向移动，并且第一和第二检测传感器的齿轮部随凸轮环的旋转而旋转，所以第一和第二检测传感器能够随可动透镜沿光轴方向的移动而旋转。在根据本技术的实施例的位置检测器件中，所述第一检测传感器和第二检测传感器的齿轮部的外径的尺寸可以构造成彼此不同，以便所述第一检测传感器和第二检测传感器的操作速度彼此不同。由于所述第一检测传感器和第二检测传感器的齿轮部的外径的尺寸构造成彼此不同以使所述第一检测传感器和第二检测传感器的操作速度彼此不同，所以能够简化构造。根据本技术的另ー实施例，提供了ー种位置检测方法，其包括以不同操作速度操作第一检测传感器和第二检测传感器，所述第一检测传感器沿预定方向操作并且输出连续地増大或者减小的信号，所述第二检测传感器沿预定方向操作并且输出周期性地且连续地变化的信号；通过所述第一检测传感器检测沿光轴方向移动的可动透镜的绝对位置，并通过所述第二检测传感器检测所述可动透镜的相对位置；以及基于通过所述第一检测传感器检测到的所述可动透镜的绝对位置和通过所述第二检测传感器检测到的所述可动透镜的相对位置来检测所述可动透镜的位置。根据所述位置检测方法，第一和第二检测传感器以不同速度操作。根据本技术的又ー实施例，提供了一种成像装置，其包括可动透镜，沿光轴方向移动；图像传感器，将通过包括所述可动透镜的多个透镜形成的光学图像转换成电信号；第一检测传感器，沿预定方向操作，输出连续地増大或者减小的信号，并且检测所述可动透镜的绝对位置；和第二检测传感器，沿所述预定方向操作，输出周期性地且连续地变化的 信号，并且检测所述可动透镜的相对位置。所述第一检测传感器和第二检测传感器以不同操作速度操作。因此，在所述成像装置中，第一和第二检测传感器以不同速度操作。在本技术的实施例中，位置检测器件包括第一检测传感器，沿预定方向操作，输出连续地増大或者减小的信号，并且检测沿光轴方向移动的可动透镜的绝对位置；和第二检测传感器，沿所述预定方向操作，输出周期性地且连续地变化的信号，并且检测所述可动透镜的相对位置。所述第一检测传感器和第二检测传感器以不同操作速度操作。因此，在本技术的位置检测器件中，能够在实现小型化并且降低制造成本的同吋，以高分辨率和高精度检测可动透镜的位置。在本技术的实施例中，第二检测传感器的输出信号的ー个周期等于或大于第一检测传感器的检测误差。因此，由于具有高检测精度的第二检测传感器的周期性输出构造成被具有低检测精度的第一检测传感器匹配，所以能够以高分辨率和高精度检测可动透镜的位置。在本技术的实施例中，可以将第一和第二检测传感器的操作速度彼此不同的范围设定成第一和第二检测传感器的每个操作范围的一部分。
因此，当敏感度的程度(其是与敏感度相应的检测精度)被调节吋，能够有效地使用第一检测传感器和第二检测传感器的检测范围。因此，第一和第二检测传感器能够被小型化，并且具有低检测精度的传感器能够用作第一和第二检测传感器。在本技术的实施例中，第一和第ニ检测传感器在直线中操作。因此，能够在简化检测操作并且降低制造成本的同时，以高分辨率和高精度检测可动透镜的位置。
在本技术的实施例中，位置检测器件进ー步包括凸轮环，所述凸轮环包括第一凸轮部和第二凸轮部并且沿轴线旋转方向旋转。所述第一检测传感器与所述第一凸轮部可滑动地接合。所述第二检测传感器与所述第二凸轮部可滑动地接合。所述可动透镜响应于所述凸轮环的旋转沿光轴方向移动。当根据所述凸轮环的旋转位置使所述第一检测传感器相对于所述第一凸轮部的接合位置发生变化并且所述第二检测传感器相对于所述第二凸轮部的接合位置发生变化时，所述第一检测传感器和第二检测传感器在直线中操作。因此，由于第一和第二检测传感器沿光轴方向与可动透镜一起移动，所以能够轻松地控制检测操作。此外，能够在降低制造成本的同吋，以高分辨率和高精度检测可动透镜的位置。在本技术的实施例中，通过将第一凸轮部和第二凸轮部的倾斜角设定成彼此不同，来将第一和第二检测传感器的操作速度构造成彼此不同。因此，能够在具有简单构造并且降低制造成本的同时，以高分辨率和高精度检测可动透镜的位置。在本技术的实施例中，第一和第二检测传感器构造成可旋转地操作。因此，能够在简化检测操作并且降低制造成本的同时，以高分辨率和高精度检测可动透镜的位置。在本技术的实施例中，位置检测器件进ー步包括凸轮环，所述凸轮环在其外周面上包括齿条部并且沿轴线旋转方向旋转。所述第一检测传感器包括与所述齿条部啮合的齿轮部。所述第二检测传感器包括与所述齿条部啮合并且外径不同于所述第一检测传感器的齿轮部的外径的齿轮部。所述可动透镜响应于所述凸轮环的旋转沿光轴方向移动。所述第一检测传感器和第二检测传感器的齿轮部随凸轮环的旋转而旋转。因此，由于第一和第二检测传感器沿光轴方向与可动透镜一起移动，所以能够轻松地控制检测操作。此外，能够在降低制造成本的同吋，以高分辨率和高精度检测可动透镜的位置。在本技术的实施例中，所述第一检测传感器和第二检测传感器的齿轮部的外径的尺寸构造成彼此不同，以便所述第一检测传感器和第二检测传感器的操作速度彼此不同。因此，能够在简化位置检测器件的构造并且降低制造成本的同时，以高分辨率和高精度检测可动透镜的位置。在本技术的实施例中，位置检测方法包括以不同操作速度操作第一检测传感器和第二检测传感器，所述第一检测传感器沿预定方向操作并且输出连续地増大或者减小的信号，所述第二检测传感器沿预定方向操作并且输出周期性地且连续地变化的信号；通过所述第一检测传感器检测沿光轴方向移动的可动透镜的绝对位置，并通过所述第二检测传感器检测所述可动透镜的相对位置；以及基于通过所述第一检测传感器检测到的所述可动透镜的绝对位置和通过所述第二检测传感器检测到的所述可动透镜的相对位置来检测所述可动透镜的位置。在根据本技术的实施例的位置检测方法中，能够在实现小型化并且降低制造成本的同时，以高分辨率和高精度检测可动透镜的位置。在本技术的实施例中，成像装置包括可动透镜，沿光轴方向移动；图像传感器，将通过包括所述可动透镜的多个透镜形成的光学图像转换成电信号；第一检测传感器，沿预定方向操作，输出连续地増大或者减小的信号，并且检测所述可动透镜的绝对位置；和第ニ检测传感器，沿所述预定方向操作，输出周期性地且连续地变化的信号，并且检测所述可动透镜的相对位置。所述第一检测传感器和第二检测传感器以不同操作速度操作。因此，在本技术的成像装置中，能够在实现小型化并且降低制造成本的同时，以高分辨率和高精度检测可动透镜的位置。


图1是与图2-9 —起示出了本技术ー个优选实施例的成像装置的示意性透视图；图2是示出了成像装置的内部构造的示意图；图3是示出了凸轮环的凸轮槽的构造以及第一和第二检测传感器之间的主要关系的图；图4是示出了倾斜角彼此部分地不同的另ー凸轮环的凸轮槽的构造以及第一和第二检测传感器之间的输出关系的图；图5是示出了倾斜角彼此部分地不同的再一凸轮环的构造的展开图；图6是示出了倾斜角彼此部分地不同的又一凸轮环的构造的展开图；图7是示出了位置检测传感器等的另ー示例的示意性透视图；图8是示出了位置检测传感器等的再一示例的示意性透视图；而图9是示出了包括有可拆卸地安装的可换镜头的成像装置的示意性透视图。
具体实施例方式以下，将參考附图来详细描述本技术的优选实施例。请注意，在本说明书和附图中，以相同附图标记来表示功能和结构大致相同的结构元件，并且省略了对这些结构元件的重复描述。以下，将參考附图描述本技术的优选实施例。在下述优选实施例中，根据本技术的实施例的成像装置应用于静物相机，根据本技术的实施例的位置检测器件应用于安装在静物相机中的位置检测器件，而根据本技术的实施例的位置检测方法应用于静物相机的位置检测方法。实施例的应用范围并不局限于静物相机、安装在静物相机中的位置检测器件和静物相机中的位置检测方法。本技术的实施例广泛适用于摄像机、可换镜头、嵌入在其它装置中的各种成像装置、安装在各种成像装置中的位置检测器件和各种成像装置中的位置检测方法。在以下描述中，在静物相机的拍摄操作期间从摄影者观察到的方向被称为前、后、左、右等方向。因此，被摄体侧是前侧，而摄影者侧是后侧。此外，以下的前、后、左、右等方向是用于帮助描述，因此本技术的实施例并不受限于这些方向。成像装置的构造等成像装置50包括位于外壳51内外的各种必要单元(见图1和2)。在外壳51的外表面上安装有各种操作単元52。作为操作単元52安装有电源按钮、快门、变焦开关、模式切换旋钮等。成像装置50包括透镜镜筒53。在透镜镜筒53内设置有多个透镜组54。在透镜镜筒53的后端设置有包括图像传感器的成像単元(未示出)。透镜组54包括固定组和可动组。作为可动组安装有变焦透镜组和聚焦透镜组。变焦透镜组的每个透镜是可动透镜55，而聚焦透镜组的每个透镜是可动透镜56。透镜镜筒53包括能够沿轴线旋转方向旋转的凸轮环57。变焦透镜组的可动透镜55经由连接机构58连接至凸轮环57。例如，连接机构58是保持可动透镜55的透镜保持·框或者是保持透镜保持框的部分。可动透镜55根据凸轮环57的旋转量和旋转方向被一直线引导构件(未不出)引导，并且移动至光轴方向上的每个位置。聚焦透镜组的可动透镜56通过第一致动器59沿光轴方向移动。当可动透镜56通过第一致动器59沿光轴方向移动时，自动聚焦功能得以实现。凸轮环57通过第二致动器60的驱动カ旋转。第一致动器59和第二致动器60的驱动受控于驱动电路61。驱动电路61受控于控制器62。控制器62用作检测可动透镜55在光轴方向上的位置的位置检测手段以及控制驱动电路61等的每个单元的控制手段。控制器62包括存储器62a。存储器62a存储表示相对于变焦透镜组的可动透镜55的移动位置保持像面的聚焦透镜组的可动透镜56的位置的轨迹数据等。当变焦透镜组的可动透镜55的位置被检测到时，聚焦透镜组的可动透镜56通过第一致动器59沿光轴方向移动，以根据可动透镜55的检测位置补正像面的变动，因此实现了补偿器的功能。在凸轮环57中形成有第一凸轮槽63和第二凸轮槽64 (见图2和3)。第一凸轮槽63用作第一凸轮部，而第二凸轮槽64用作第二凸轮部。第一凸轮槽63和第二凸轮槽64形成为例如直线形状，并且相对于光轴方向傾斜。第二凸轮槽64相对于光轴方向的倾斜角构造成大于第一凸轮槽63相对于光轴方向的倾斜角。在凸轮环57的第一凸轮槽63和第二凸轮槽64中分别可滑动地保持有第一检测传感器1和第二检测传感器2。第一检测传感器1和第二检测传感器2与用作位置检测手段的控制器62 —起形成位置检测器件100。第一检测传感器1是输出连续地増大或者减小的信号并且检测在光轴方向上移动的可动透镜55的绝对位置的传感器。例如，作为第一检测传感器1使用的是电位计。第二检测传感器2是输出周期性地且连续地变化的信号并且检测可动透镜55的相对位置的传感器。例如，作为第二检测传感器2使用的是MR传感器。比起第一检测传感器1，第二检测传感器2构造成以较高的精度检测可动透镜55的位置。在第一检测传感器1中形成有接合突部la。接合突部la与第一凸轮槽63可滑动地接合。第一检测传感器1被一直线引导器(未示出)沿前后方向可移动地保持。因此，当接合突部la相对于第一凸轮槽63的接合位置响应于凸轮环57的旋转而变化时，第一检测传感器1被直线引导器引导而沿前后方向移动。第一检测传感器1响应于凸轮环57的旋转，与沿前后方向(光轴方向)移动的可动透镜55的移动同时地沿前后方向移动。在第二检测传感器2中形成有接合突部2a。接合突部2a与第二凸轮槽64可滑动地接合。第二检测传感器2被一直线引导器(未示出)沿前后方向可移动地保持。因此，当接合突部2a相对于第二凸轮槽64的接合位置响应于凸轮环57的旋转而变化时，第二检测传感器2被直线引导器引导而沿前后方向移动。第二检测传感器2响应于凸轮环57的旋转，与沿前后方向(光轴方向)移动的可动透镜55和第一检测传感器1的移动同时地沿前后方向移动。如上所述，第二凸轮槽64相对于光轴方向的倾斜角构造成大于第一凸轮槽63相对于光轴方向的倾斜角。因此，当凸轮环57旋转时，第二检测传感 器2的操作速度慢于第ー检测传感器1的操作速度。此外，当凸轮环57旋转时，第二检测传感器2的移动距离小于第一检测传感器1的移动距离。当凸轮环57旋转时，可动透镜55沿光轴方向移动，并且第一检测传感器1和第二检测传感器2也沿前后方向(光轴方向)移动。然后，第一检测传感器1和第二检测传感器2检测可动透镜55在光轴方向上的位置。基于使用由第一检测传感器1输出的线性(直线状)输出P和由第二检测传感器2输出的周期性输出Q检测到的检测信号，来检测可动透镜55的位置(见图3)。第一检测传感器1基于线性输出P检测可动透镜55的绝对位置，并将检测信号传至控制器62。如上所述，第一检测传感器1是比起第二检测传感器2具有较低检测精度的传感器，并且具有给定的检测误差G，如图3中的两条平行输出线所示的。也就是说，由第一检测传感器1检测到的可动透镜55在光轴方向上的位置是存在有检测误差G的检测位置。另ー方面，第二检测传感器2基于周期性输出Q，检测可动透镜55的相对位置，例如相对于移动稍前的在先位置的移动位置，并将检测信号传至控制器62。如上所述，第二检测传感器2是比起第一检测传感器1具有较高检测精度的传感器。由于第二检测传感器2的操作速度慢于第一检测传感器1的操作速度，所以周期性输出Q的周期T等于或大于第ー检测传感器1的检测误差G。控制器62基于从第一检测传感器1和第二检测传感器2传来的检测信号，检测可动透镜55在光轴方向上的位置。如上所述，当通过第二检测传感器2检测可动透镜55的位置吋，周期性输出Q的ー个周期T等于或大于第一检测传感器1的检测误差G。因此，由于具有高检测精度的第二检测传感器2的周期性输出Q构造成被具有低检测精度的第一检测传感器1匹配，所以能够以高分辨率和高精度检测可动透镜55的位置。以上描述了将包括呈直线形状的第一凸轮槽63和第二凸轮槽64的凸轮环57用作用于移动第一检测传感器1、第二检测传感器2和可动透镜55的手段的一个示例的情況。然而，例如，可以代替凸轮环57使用下述凸轮环57A(见图4)。凸轮环57A包括第一凸轮槽63A和第二凸轮槽64A。第一检测传感器1、第二检测传感器2和可动透镜55响应于凸轮环57A的旋转沿光轴方向移动。在第一凸轮槽63A中，连续地形成有具有直线形状的第一凸轮接合部63a、第二凸轮接合部63b和第三凸轮接合部63c。第二凸轮接合部63b相对于光轴方向的倾斜角不同于第一凸轮接合部63a和第三凸轮接合部63c相对于光轴方向的倾斜角。在第二凸轮槽64A中，连续地形成有具有直线形状的第一凸轮接合部64a、第二凸轮接合部64b和第三凸轮接合部64c。第二凸轮接合部64b相对于光轴方向的倾斜角不同于第一凸轮接合部64a和第三凸轮接合部64c相对于光轴方向的倾斜角。在第一凸轮槽63A和第二凸轮槽64A中，第一凸轮接合部63a和第一凸轮接合部64a相对于光轴方向的倾斜角是相同的。相对于光轴方向，第二凸轮接合部63b和第二凸轮接合部64b的倾斜角是不同的。相对于光轴方向，第三凸轮接合部63c和第三凸轮接合部64c的倾斜角是相同的。第二凸轮接合部64b相对于光轴方向的倾斜角大于第二凸轮接合部63b相对于光轴方向的倾斜角。第一检测传感器1的接合突部la和第二检测传感器2的接合突部2a分别与第一 凸轮槽63A和第二凸轮槽64A可滑动地接合。在第一检测传感器1和第二检测传感器2中，当接合突部la与第一凸轮接合部63a接合时,接合突部2a与第一凸轮接合部64a接合。当接合突部la与第二凸轮接合部63b接合时,接合突部2a与第二凸轮接合部64b接合。当接合突部la与第三凸轮接合部63c接合时,接合突部2a与第三凸轮接合部64c接合。如上所述，第二凸轮槽64A的第二凸轮接合部64b相对于光轴方向的倾斜角大于第一凸轮槽63A的第二凸轮接合部63b相对于光轴方向的倾斜角。当凸轮环57A旋转并且接合突部la、2a分别与第二凸轮接合部63b、64b接合时，第二检测传感器2的操作速度慢于第一检测传感器1的操作速度。因此，当凸轮环57A旋转并且接合突部la、2a分别与第二凸轮接合部63b、64b接合时，第二检测传感器2的输出Q的ー个周期T等于或大于第一检测传感器1的检测误差G0因此，第二检测传感器2的操作速度构造成只在可动透镜55沿光轴方向的部分操作范围中慢于第一检测传感器1的操作速度。因此，由于具有高检测精度的第二检测传感器2的周期性输出Q构造成只在部分操作范围中被具有低检测精度的第一检测传感器1匹配，所以能够在部分操作范围中以高分辨率和高精度检测可动透镜55的位置。在包括变焦光学系统的成像装置中，变焦透镜组(可动透镜)所需的位置检测精度与变焦透镜组在变焦透镜组的操作范围中的各变倍位置处的敏感度成比例。因此，当如上所述在部分操作范围中以高分辨率和高精度检测可动透镜55的位置时，优选在例如可动透镜55的操作范围中敏感度特别高的范围内检测可动透镜55的位置。当敏感度的程度(其是与敏感度相应的检测精度)被调节吋，能够有效地使用第一检测传感器1和第二检测传感器2的检测范围。因此，由于第一检测传感器1和第二检测传感器2能够被小型化并且具有低检测精度的传感器能够被用作第一检测传感器1和第二检测传感器2，所以成像装置50能够小型化并且制造成本能够降低。已描述了第二凸轮接合部相对于光轴方向的倾斜角彼此不同的情況。然而，例如，如图5所示的凸轮环57B中那样，第一凸轮槽63B和第二凸轮槽64B可以形成为使得凸轮接合部相对于光轴方向的倾斜角只在可动透镜55的操作范围中的望远侧和广角侧之ー侧是不同的。在凸轮环57B中，第一凸轮槽63B形成为直线形状，而第二凸轮槽64B包括相对于光轴方向以不同倾斜角倾斜的第一凸轮接合部64d和第二凸轮接合部64e。在第二凸轮槽64B中，在望远侧的第一凸轮接合部64d相对于光轴方向的倾斜角大于第一凸轮槽63B相对于光轴方向的倾斜角。在广角侧的第二凸轮接合部64e相对于光轴方向的倾斜角等于第一凸轮槽63B相对于光轴方向的倾斜角。因此，当凸轮环57B旋转并且可动透镜55沿光轴方向移动时，在望远侧第二检测传感器2的输出Q的ー个周期T等于或大于第一检测传感器1的检测误差G。因此，在望远侧的操作范围中能够以高分辨率和高精度检测可动透镜55的位置。相反地，如图6所示，第二凸轮槽64B在广角侧的第二凸轮接合部64f的倾斜角大于第一凸轮槽63B的倾斜角。因此，在广角侧的操作范围中能够以高分辨率和高精度检测可动透镜55的位置。在成像装置50中，如上所述，能够通过沿光轴方向移动第一检测传感器1和第二检测传感器2以在直线中操作，来检测可动透镜55的位置。因此，能够在简化检测操作并 且降低制造成本的同吋，以高分辨率和高精度检测可动透镜55的位置。通过响应于使可动透镜55移动的凸轮环57、57A或57B的旋转使第一检测传感器1和第二检测传感器2移动，来检测可动透镜55的位置。因此，第一检测传感器1和第二检测传感器2与可动透镜55 —起沿光轴方向移动。因此，能够轻松地控制检测操作，并且能够在降低制造成本的同吋，以高分辨率和高精度检测可动透镜55的位置。此外，通过将第一凸轮槽63、63A或63B相对于光轴方向的倾斜角设定成不同于第ニ凸轮槽64、64A或64B的整体或者一部分相对于光轴方向的倾斜角，来检测可动透镜55的位置。因此，能够在简化构造并且降低制造成本的同吋，以高分辨率和高精度检测可动透镜55的位置。检测传感器等的其它示例以下，将描述检测传感器等的其它示例(见图7和8)。首先，将描述包括齿轮部的检测传感器等的示例(见图7)。第一检测传感器3和第二检测传感器4是旋转类型的传感器，并且分别包括齿轮部3a、4a。第二检测传感器4的齿轮部4a的外径构造成大于第一检测传感器3的齿轮部3a的外径。第一检测传感器3是在旋转时输出线性信号并且检测沿光轴方向移动的可动透镜55的绝对位置的传感器。第二检测传感器4是输出周期性地且连续地变化的信号并且检测可动透镜55的相对位置的传感器。比起第一检测传感器3，第二检测传感器4构造成以较高的精度检测可动透镜55的位置。在凸轮环57C中，形成有沿圆周方向延伸的齿条部57a。第一检测传感器3的齿轮部3a和第二检测传感器4的齿轮部4a与齿条部57a啮合。因此，当凸轮环57C旋转时，第ー检测传感器3的齿轮部3a和第二检测传感器4的齿轮部4a旋转。于是，基于使用第一检测传感器3的线性输出P和第二检测传感器4的周期性输出Q检测到的检测信号，检测出的可动透镜55的位置。这里，第二检测传感器4的齿轮部4a的外径构造成大于第一检测传感器3的齿轮部3a的外径。因此，由于齿轮部4a的角速度(操作速度)慢于齿轮部3a的角速度，所以第二检测传感器4的周期性输出Q的ー个周期T等于或大于第一检测传感器3的检测误差G。因此，由于具有高检测精度的第二检测传感器4的周期性输出Q构造成被具有低检测精度的第一检测传感器3匹配，所以能够以高分辨率和高精度检测可动透镜55的位置。接下来，将描述具有带轮部的检测传感器等的示例(见图8)。第一检测传感器5和第二检测传感器6是旋转类型的传感器，并且分别包括带轮部5a、6a。第二检测传感器6的带轮部6a的外径构造成大于第一检测传感器5的带轮部5a的外径。第一检测传感器5是在旋转时输出线性信号并且检测沿光轴方向移动的可动透镜55的绝对位置的传感器。第二检测传感器6是输出周期性地且连续地变化的信号并且检测可动透镜55的相对位置的传感器。比起第一检测传感器5，第二检测传感器6构造成以较高的精度检测可动透镜55的位置。凸轮环57D分别在带轮部5a、6a与凸轮环57D之间缠绕有带58、59。因此，当凸轮 环57D旋转时，第一检测传感器5的带轮部5a和第二检测传感器6的带轮部6a分别通过带58、59旋转。于是，基于使用第一检测传感器5的线性输出P和第二检测传感器6的周期性输出Q检测到的检测信号，检测出的可动透镜55的位置。这里，第二检测传感器6的带轮部6a的外径构造成大于第一检测传感器5的带轮部5a的外径。因此，由于带轮部6a的角速度(操作速度)慢于带轮部5a的角速度，所以第二检测传感器6的周期性输出Q的ー个周期T等于或大于第一检测传感器5的检测误差G。因此，由于具有高检测精度的第二检测传感器6的周期性输出Q构造成被具有低检测精度的第一检测传感器5匹配，所以能够以高分辨率和高精度检测可动透镜55的位置。如上所述，在检测传感器的其它示例中，通过旋转第一检测传感器3、5和第二检测传感器4、6来检测可动透镜55的位置。因此，能够在简化检测操作并且降低制造成本的同吋，以高分辨率和高精度检测可动透镜55的位置。此外，通过响应于分别使可动透镜55移动的凸轮环57C、57D的旋转使第一检测传感器3、5和第二检测传感器4、6移动，来检测可动透镜55的位置。因此，由于第一检测传感器3、5和第二检测传感器4、6随可动透镜55沿光轴方向的移动而旋转，所以能够在轻松地控制检测操作并降低制造成本的同吋，以高分辨率和高精度检测可动透镜55的位置。此外，通过将齿轮部3a和4a的外径的尺寸或者带轮部5a和6a的外径的尺寸设定成彼此不同，来检测可动透镜55的位置。因此，能够在简化位置检测器件100的构造并且降低制造成本的同吋，以高分辨率和高精度检测可动透镜55的位置。成像装置的另ー示例以上描述了在其中具有透镜镜筒53的成像装置50的情况。然而，例如，本技术的实施例也适用于包括可换镜头70的成像装置50A，如图9所示。可换镜头70在其中具有多个透镜组(未示出)。所述多个透镜组包括作为可动组的变焦透镜组和聚焦透镜组。变焦透镜组的每个透镜是可动透镜55，而聚焦透镜组的每个透镜是可动透镜56。在可换镜头70的外周缘上可旋转地保持有被手动地操作的变焦环71。当变焦环71旋转时，可动透镜55的第一检测传感器1和第二检测传感器沿光轴方向移动。总结在成像装置50、50A中，如上所述，通过以不同操作速度操作第一检测传感器1、3、5和第二检测传感器2、4、6，来检测可动透镜55的位置。因此，不必扩大第二检测传感器的磁化间距，或者作为第一检测传感器使用具有小线性误差或者小滞后现象的检测传感器。此外，能够在实现小型化并且降低制造成本的同时，以高分辨率和高精度检测可动透镜的位置。第一检测传感器1、3、5和第二检测传感器2、4、6的操作速度可以被任意地做成彼此不同。此外，能够自由地改变检测精度。因此，能够根据必要的检测精度来调节敏感度。能够在必要且充分的检测精度的范围内操作第一检测传感器1、3、5和第二检测传感器2、4、6。因此，由于能够通过将操作范围限制在必要范围内来有效地使用空间，所以成像装置50、50A能够得到小型化。成像装置50、50A的第二检测传感器2、4、6的每个输出信号的ー个周期被设定成等于或大于第一检测传感器1、3、5的每个检测误差。 因此，由于具有高检测精度的第二检测传感器2、4、6的每个周期性输出Q构造成被具有低检测精度的各第一检测传感器1、3、5匹配，所以能够以高分辨率和高精度检测可动透镜55的位置。其它以上描述了检测变焦透镜组的可动透镜55的位置的情況。然而，位置检测器件100并不局限于检测变焦透镜组的可动透镜55的位置的器件，而是适用于检测另一可动透镜或者移动光学构件的位置的成像装置。本技术本技术也可以按如下方式构成。(1) ー种位置检测器件，包括第一检测传感器，沿预定方向操作，输出连续地増大或者减小的信号，并且检测沿光轴方向移动的可动透镜的绝对位置；和第二检测传感器，沿所述预定方向操作，输出周期性地且连续地变化的信号，并且检测所述可动透镜的相对位置，其中所述第一检测传感器和所述第二检测传感器以不同操作速度操作。(2)如(1)所述的位置检测器件，其中，所述第二检测传感器的输出信号的ー个周期等于或大于所述第一检测传感器的检测误差。(3)如⑴或⑵所述的位置检测器件，其中，所述第一检测传感器和第二检测传感器的操作速度彼此不同的范围被设定成所述第一检测传感器和第二检测传感器的每个操作范围的一部分。(4)如(1)-(3)中的任一项所述的位置检测器件，其中，所述第一检测传感器和第ニ检测传感器在直线中操作。(5)如(1)-(4)中的任一项所述的位置检测器件，进ー步包括包括第一凸轮部和第二凸轮部并且沿轴线旋转方向旋转的凸轮环，其中所述第一检测传感器与所述第一凸轮部可滑动地接合，所述第二检测传感器与所述第二凸轮部可滑动地接合，所述可动透镜响应于所述凸轮环的旋转沿光轴方向移动，并且当根据所述凸轮环的旋转位置使所述第一检测传感器相对于所述第一凸轮部的接合位置发生变化并且所述第二检测传感器相对于所述第二凸轮部的接合位置发生变化时，所述第一检测传感器和第二检测传感器在直线中操作。(6)如(5)所述的位置检测器件，其中，通过将所述第一凸轮部和第二凸轮部的倾斜角设定成彼此不同，来将所述第一检测传感器和第二检测传感器的操作速度构造成彼此不同。(7)如(1)-(6)中的任一项所述的位置检测器件，其中，所述第一检测传感器和第ニ检测传感器构造成可旋转地操作。(8)如(7)所述的位置检测器件，进ー步包括在外周面上包括有齿条部并且沿轴线旋转方向旋转的凸轮环，其中所述第一检测传感器包括与所述齿条部啮合的齿轮部，·
所述第二检测传感器包括与所述齿条部啮合并且外径不同于所述第一检测传感器的齿轮部的外径的齿轮部，所述可动透镜响应于所述凸轮环的旋转沿光轴方向移动，并且所述第一检测传感器和第二检测传感器的齿轮部在所述凸轮环旋转时旋转。(9)如(8)所述的位置检测器件，其中，所述第一检测传感器和第二检测传感器的齿轮部的外径的尺寸构造成彼此不同，以便所述第一检测传感器和第二检测传感器的操作速度彼此不同。(10) ー种位置检测方法，包括以不同操作速度操作第一检测传感器和第二检测传感器，所述第一检测传感器沿预定方向操作并且输出连续地増大或者减小的信号，所述第二检测传感器沿预定方向操作并且输出周期性地且连续地变化的信号；通过所述第一检测传感器检测沿光轴方向移动的可动透镜的绝对位置，并通过所述第二检测传感器检测所述可动透镜的相对位置；以及基于通过所述第一检测传感器检测到的所述可动透镜的绝对位置和通过所述第ニ检测传感器检测到的所述可动透镜的相对位置来检测所述可动透镜的位置。(11) 一种成像装置，包括可动透镜，沿光轴方向移动；图像传感器，将通过包括所述可动透镜的多个透镜形成的光学图像转换成电信号;第一检测传感器，沿预定方向操作，输出连续地増大或者减小的信号，并且检测所述可动透镜的绝对位置；和第二检测传感器，沿所述预定方向操作，输出周期性地且连续地变化的信号，并且检测所述可动透镜的相对位置，其中所述第一检测传感器和第二检测传感器以不同操作速度操作。本领域的技术人员应该明白的是，在所附权利要求或其等同方案的范围内，可根据设计要求和其它因素做出各种修改、组合、子组合和变更。本公开包含与2011年8月22日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2011-180876所公开的主题有关的主题，其全部内容通过引用并入本文。
权利要求
1.一种位置检测器件，包括 第一检测传感器，沿预定方向操作，输出连续地增大或者减小的信号，并且检测沿光轴方向移动的可动透镜的绝对位置；和 第二检测传感器，沿所述预定方向操作，输出周期性地且连续地变化的信号，并且检测所述可动透镜的相对位置， 其中所述第一检测传感器和所述第二检测传感器以不同操作速度操作。
2.如权利要求I所述的位置检测器件，其中，所述第二检测传感器的输出信号的一个周期等于或大于所述第一检测传感器的检测误差。
3.如权利要求I所述的位置检测器件，其中，所述第一检测传感器和第二检测传感器的操作速度彼此不同的范围被设定成所述第一检测传感器和第二检测传感器的每个操作范围的一部分。
4.如权利要求I所述的位置检测器件，其中，所述第一检测传感器和第二检测传感器在直线中操作。
5.如权利要求4所述的位置检测器件，还包括 包括第一凸轮部和第二凸轮部并且沿轴线旋转方向旋转的凸轮环， 其中所述第一检测传感器与所述第一凸轮部可滑动地接合， 所述第二检测传感器与所述第二凸轮部可滑动地接合， 所述可动透镜响应于所述凸轮环的旋转沿光轴方向移动，并且当根据所述凸轮环的旋转位置使所述第一检测传感器相对于所述第一凸轮部的接合位置发生变化并且所述第二检测传感器相对于所述第二凸轮部的接合位置发生变化时，所述第一检测传感器和第二检测传感器在直线中操作。
6.如权利要求5所述的位置检测器件，其中，通过将所述第一凸轮部和第二凸轮部的倾斜角设定成彼此不同，来将所述第一检测传感器和第二检测传感器的操作速度构造成彼此不同。
7.如权利要求I所述的位置检测器件，其中，所述第一检测传感器和第二检测传感器构造成可旋转地操作。
8.如权利要求7所述的位置检测器件，还包括 在外周面上包括有齿条部并且沿轴线旋转方向旋转的凸轮环， 其中所述第一检测传感器包括与所述齿条部啮合的齿轮部， 所述第二检测传感器包括与所述齿条部啮合并且外径不同于所述第一检测传感器的齿轮部的外径的齿轮部， 所述可动透镜响应于所述凸轮环的旋转沿光轴方向移动，并且 所述第一检测传感器和第二检测传感器的齿轮部在所述凸轮环旋转时旋转。
9.如权利要求8所述的位置检测器件，其中，所述第一检测传感器和第二检测传感器的齿轮部的外径的尺寸构造成彼此不同，以便所述第一检测传感器和第二检测传感器的操作速度彼此不同。
10.一种位置检测方法，包括 以不同操作速度操作第一检测传感器和第二检测传感器，所述第一检测传感器沿预定方向操作并且输出连续地增大或者减小的信号，所述第二检测传感器沿预定方向操作并且输出周期性地且连续地变化的信号； 通过所述第一检测传感器检测沿光轴方向移动的可动透镜的绝对位置，并通过所述第二检测传感器检测所述可动透镜的相对位置；以及 基于通过所述第一检测传感器检测到的所述可动透镜的绝对位置和通过所述第二检测传感器检测到的所述可动透镜的相对位置来检测所述可动透镜的位置。
11.一种成像装置，包括 可动透镜，沿光轴方向移动； 图像传感器，将通过包括所述可动透镜的多个透镜形成的光学图像转换成电信号； 第一检测传感器，沿预定方向操作，输出连续地增大或者减小的信号，并且检测所述可动透镜的绝对位置；和 第二检测传感器，沿所述预定方向操作，输出周期性地且连续地变化的信号，并且检测所述可动透镜的相对位置， 其中所述第一检测传感器和第二检测传感器以不同操作速度操作。
全文摘要
本技术涉及位置检测器件、位置检测方法和成像装置。所述位置检测器件包括第一检测传感器，沿预定方向操作，输出连续地增大或者减小的信号，并且检测沿光轴方向移动的可动透镜的绝对位置；和第二检测传感器，沿所述预定方向操作，输出周期性地且连续地变化的信号，并且检测所述可动透镜的相对位置。所述第一检测传感器和所述第二检测传感器以不同操作速度操作。
文档编号G01D5/12GK102954805SQ20121028971
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月15日 优先权日2011年8月22日
发明者胜又聪一郎, 大野直志 申请人:索尼公司