JP2005331401A - Position detector, mechanism for compensating unintended movement of hands, and imaging device - Google Patents

Position detector, mechanism for compensating unintended movement of hands, and imaging device Download PDF

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正満 大原
Satoshi Masuda
敏 増田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a microcomputer from being damaged in a position detector using a Hall element. <P>SOLUTION: In this position detector 10A, a voltage regulation circuit 37 and a limiter part 34 function so as to prevent the microcomputer 5 from being impressed with a high voltage, in a usual time. When the voltage regulation circuit 37 and the limiter part 34 are under a nonactive condition, an upstream circuit between a sensor power source 71 and a sensor part 2 is interrupted by a switching circuit 39. By this manner, the high voltage such as a voltage in the sensor power source 71 is precluded in any case from being impressed to the microcomputer 5 to prevent the microcomputer 5 from being damaged. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、2物体の相対位置を検出する位置検出装置、ならびに当該位置検出装置を利用した手振れ補正機構及び撮像装置に関する。   The present invention relates to a position detection device that detects the relative position of two objects, and a camera shake correction mechanism and an imaging device that use the position detection device.

2つの物体の相対位置を検出する位置検出装置(リニアエンコーダ等)としては、各種の方式のものが存在する。   There are various types of position detection devices (such as a linear encoder) that detect the relative positions of two objects.

小型化、低コスト化、低消費電力化などの要請がある場合には、各種方式のうち、永久磁石(磁力発生体)とホール素子(磁気センサ)とを用いた磁気式の位置検出装置を用いることが好適である。磁気式の位置検出装置においては、ホール素子の出力信号を処理する処理回路において、ホール素子に対する永久磁石の相対位置が求められる。そして、求められた相対位置を示す位置信号が、位置に基づく演算を行なう演算回路としてのマイクロコンピュータなどに処理回路から出力される。   If there is a demand for downsizing, cost reduction, power consumption, etc., among various methods, a magnetic position detection device using a permanent magnet (magnetic force generator) and a Hall element (magnetic sensor) It is preferable to use it. In the magnetic position detection device, the relative position of the permanent magnet with respect to the Hall element is obtained in the processing circuit that processes the output signal of the Hall element. Then, a position signal indicating the obtained relative position is output from the processing circuit to a microcomputer or the like as a calculation circuit that performs calculation based on the position.

なお、本発明に関連する技術を開示する先行技術文献として、下記の文献がある。   As prior art documents disclosing techniques related to the present invention, there are the following documents.

特開2001−86783号公報JP 2001-86783 A 特開平10−213451号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-213451

ところで、ホール素子や磁石は温度による特性変化が大きく、磁気式の位置検出装置の感度は環境温度に影響を受けやすい。このため、ホール素子の入力電圧の調整により感度調整を行なうことで、環境温度の影響を緩和することが考えられる。このような電圧調整を高精度に行なうためには、調整回路としてのトランジスタをホール素子とグランドとの間に配置することが望ましい。   By the way, the Hall element and the magnet have a large characteristic change depending on the temperature, and the sensitivity of the magnetic position detecting device is easily affected by the environmental temperature. For this reason, it is conceivable to reduce the influence of the environmental temperature by adjusting the sensitivity by adjusting the input voltage of the Hall element. In order to perform such voltage adjustment with high accuracy, it is desirable to arrange a transistor as an adjustment circuit between the Hall element and the ground.

このトランジスタは、能動化状態(ベース電流が流れる状態)においてはベース電圧に応じてホール素子の入力電圧を調整することとなる。一方で、このトランジスタは、非能動化状態(ベース電流が流れない状態)では、ホール素子の−側の電源端子とグランドとの間を遮断する。このため、ホール素子の電源電圧がほぼそのまま処理回路を介してマイクロコンピュータに印加されるおそれがある。また一般に、ホール素子の電源電圧は、マイクロコンピュータの駆動電圧よりも高い。このため、ホール素子の電源電圧がマイクロコンピュータにそのまま印加されると、マイクロコンピュータが破壊される可能性がある。   This transistor adjusts the input voltage of the Hall element according to the base voltage in an activated state (a state in which a base current flows). On the other hand, in a non-activated state (a state in which the base current does not flow), this transistor cuts off between the power supply terminal on the negative side of the Hall element and the ground. For this reason, the power supply voltage of the Hall element may be applied to the microcomputer through the processing circuit as it is. In general, the power supply voltage of the Hall element is higher than the driving voltage of the microcomputer. For this reason, if the power supply voltage of the Hall element is directly applied to the microcomputer, the microcomputer may be destroyed.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、位置信号の出力先の演算回路の破壊を防止できる位置検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a position detection device that can prevent the destruction of an arithmetic circuit to which a position signal is output.

上記課題を解決するため、請求項1の発明は、位置検出装置であって、磁力発生体からの磁気を検出するセンサ部と、前記センサ部からの出力値に基づいて、前記磁力発生体と前記センサ部との間の相対位置を導出し、前記相対位置を示す位置信号を演算回路に出力する位置導出手段と、前記演算回路の駆動電圧よりも大きな電圧を前記センサ部の一方の電源端子に印加するセンサ電源と、能動状態において前記センサ部の入力値を調整し、非能動状態において前記センサ部の他方の電源端子とグランドとの間の下流側回路を遮断する調整回路と、前記調整回路が非能動状態のときに、前記センサ電源と前記センサ部の前記一方の電源端子との間の上流側回路を遮断するスイッチング回路と、を備えている。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 is a position detection device, comprising: a sensor unit for detecting magnetism from a magnetic force generator; and the magnetic force generator based on an output value from the sensor unit. Position deriving means for deriving a relative position with respect to the sensor unit and outputting a position signal indicating the relative position to an arithmetic circuit; and a power supply terminal of the sensor unit with a voltage larger than a driving voltage of the arithmetic circuit A sensor power supply to be applied to the sensor unit; an adjustment circuit that adjusts an input value of the sensor unit in an active state; and a circuit that shuts off a downstream circuit between the other power supply terminal of the sensor unit and the ground in an inactive state And a switching circuit that shuts off an upstream circuit between the sensor power supply and the one power supply terminal of the sensor unit when the circuit is in an inactive state.

また、請求項2の発明は、請求項1に記載の位置検出装置において、前記調整回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続/遮断の切替指示を行なう指示手段、をさらに備え、前記指示手段は、前記上流側回路の接続から遮断への切替指示の後、所定時間経過後、前記調整回路の能動状態から非能動状態への移行指示を行なう。   According to a second aspect of the present invention, in the position detection device according to the first aspect, an instruction to shift the active state between the active state and the inactive state of the adjustment circuit and an instruction to switch connection / disconnection of the upstream circuit And an instruction means for instructing the transition of the adjustment circuit from the active state to the inactive state after a lapse of a predetermined time after an instruction to switch the upstream circuit from connection to disconnection. .

また、請求項3の発明は、請求項1に記載の位置検出装置において、前記調整回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続/遮断の切替指示を行なう指示手段、をさらに備え、前記指示手段は、前記調整回路の非能動状態から能動状態への移行指示の後、所定時間経過後、前記上流側回路の遮断から接続への切替指示を行なう。   According to a third aspect of the present invention, in the position detection device according to the first aspect, an instruction to shift the active state between the active state and the inactive state of the adjustment circuit and an instruction to switch connection / disconnection of the upstream circuit Instructing means for performing switching, and after the predetermined time has elapsed after the instruction to shift the adjustment circuit from the inactive state to the active state, the instruction means instructs to switch the upstream circuit from shut-off to connection. .

また、請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の位置検出装置において、前記センサ部は、互いに離間して配置される1組の磁気センサ対で構成され、前記位置導出手段は、前記1組の磁気センサ対からの各出力値に基づいて前記相対位置を導出し、前記調整回路は、能動状態において、前記1組の磁気センサ対にかかる各電圧を調整して、前記1組の磁気センサ対からの各出力値の大きさの和を一定値とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the position detection device according to any one of the first to third aspects, the sensor unit is configured by a pair of magnetic sensor pairs arranged to be separated from each other, and the position derivation is performed. Means derives the relative position based on each output value from the set of magnetic sensor pairs, and the adjustment circuit adjusts each voltage applied to the set of magnetic sensor pairs in an active state; The sum of the magnitudes of the output values from the pair of magnetic sensor pairs is a constant value.

また、請求項5の発明は、請求項4に記載の位置検出装置において、前記1組の磁気センサ対、1つの前記位置導出手段、及び、1つの前記調整回路の組み合わせを1つの検出ユニットとしたとき、複数の検出ユニットを備え、前記複数の検出ユニットにそれぞれ含まれる前記1組の磁気センサ対の配置は、前記複数の検出ユニットの間で相対固定される。   According to a fifth aspect of the present invention, in the position detection device according to the fourth aspect, the combination of the one set of magnetic sensor pair, the one position derivation means, and the one adjustment circuit is a detection unit. Then, the plurality of detection units are provided, and the arrangement of the pair of magnetic sensors included in each of the plurality of detection units is relatively fixed between the plurality of detection units.

また、請求項6の発明は、請求項5に記載の位置検出装置において、1つの前記スイッチング回路が、前記複数の検出ユニットの間で兼用される。   According to a sixth aspect of the present invention, in the position detection device according to the fifth aspect, one of the switching circuits is shared among the plurality of detection units.

また、請求項7の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の位置検出装置において、前記センサ部は、1つの磁気センサで構成され、前記調整回路は、能動状態において、前記磁気センサへの供給電流を一定に調整する。   According to a seventh aspect of the present invention, in the position detection device according to any one of the first to third aspects, the sensor unit is configured by a single magnetic sensor, and the adjustment circuit is configured so that the magnetic sensor is in an active state. The supply current to the is adjusted to be constant.

また、請求項8の発明は、位置検出装置であって、磁力発生体からの磁気を検出するセンサ部と、前記センサ部からの出力値に基づいて、前記磁力発生体と前記センサ部との間の相対位置を導出し、前記相対位置を示す位置信号を演算回路に出力する位置導出手段と、前記演算回路の駆動電圧よりも大きな電圧を前記センサ部の一方の電源端子に印加するセンサ電源と、能動状態において前記センサ部の入力値を調整し、非能動状態において前記センサ電源と前記センサ部の前記一方の電源端子との間の上流側回路を遮断する調整回路と、を備えている。   The invention according to claim 8 is a position detection device, comprising: a sensor unit that detects magnetism from a magnetic force generator; and an output value from the sensor unit, wherein the magnetic force generator and the sensor unit Position deriving means for deriving a relative position between them and outputting a position signal indicating the relative position to an arithmetic circuit; and a sensor power source for applying a voltage larger than a driving voltage of the arithmetic circuit to one power supply terminal of the sensor unit And an adjustment circuit that adjusts an input value of the sensor unit in an active state and shuts off an upstream circuit between the sensor power supply and the one power supply terminal of the sensor unit in an inactive state. .

また、請求項9の発明は、請求項1または8に記載の位置検出装置において、前記演算回路に入力前の前記位置信号の電圧を所定範囲に制限するリミッタ回路、をさらに備えている。   According to a ninth aspect of the present invention, in the position detection device according to the first or eighth aspect, the arithmetic circuit further includes a limiter circuit that limits a voltage of the position signal before input to a predetermined range.

また、請求項10の発明は、請求項9に記載の位置検出装置において、前記リミッタ回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続/遮断の切替指示を行なう指示手段、をさらに備え、前記指示手段は、前記上流側回路の接続から遮断への切替指示の後、所定時間経過後、前記リミッタ回路の能動状態から非能動状態への移行指示を行なう。   The invention according to claim 10 is the position detection device according to claim 9, wherein the limiter circuit is instructed to transition between the active state and the inactive state, and the upstream circuit is connected / disconnected. And an instruction means for instructing the transition of the limiter circuit from the active state to the inactive state after a lapse of a predetermined time after the instruction to switch the connection of the upstream side circuit to the cutoff state. .

また、請求項11の発明は、請求項9に記載の位置検出装置において、前記リミッタ回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続/遮断の切替指示を行なう指示手段、をさらに備え、前記指示手段は、前記リミッタ回路の非能動状態から能動状態への移行指示の後、所定時間経過後、前記上流側回路の遮断から接続への切替指示を行なう。   The invention according to claim 11 is the position detection device according to claim 9, wherein the limiter circuit is instructed to transition between an active state and an inactive state, and the upstream circuit is connected / disconnected. Instructing means to perform switching, and after the predetermined time has elapsed after the instruction to shift the limiter circuit from the inactive state to the active state, the instruction means instructs to switch the upstream circuit from being disconnected to being connected. .

また、請求項12の発明は、請求項8ないし11のいずれかに記載の位置検出装置において、前記センサ部は、互いに離間して配置される1組の磁気センサ対で構成され、前記位置導出手段は、前記1組の磁気センサ対からの各出力値に基づいて前記相対位置を導出し、前記調整回路は、能動状態において、前記1組の磁気センサ対にかかる各電圧を調整して、前記1組の磁気センサ対からの各出力値の大きさの和を一定値とする。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the position detection device according to any one of the eighth to eleventh aspects, the sensor unit is configured by a pair of magnetic sensor pairs arranged apart from each other, and the position derivation is performed. Means derives the relative position based on each output value from the set of magnetic sensor pairs, and the adjustment circuit adjusts each voltage applied to the set of magnetic sensor pairs in an active state; The sum of the magnitudes of the output values from the pair of magnetic sensor pairs is set to a constant value.

また、請求項13の発明は、請求項1ないし12のいずれかに記載の位置検出装置において、演算回路は、マイクロコンピュータである。   The invention according to claim 13 is the position detection device according to any one of claims 1 to 12, wherein the arithmetic circuit is a microcomputer.

また、請求項14の発明は、手振れ補正機構であって、請求項1から請求項13のいずれかに記載の位置検出装置と、手振れを補正するために相対移動する2物体の相対位置を、前記位置検出装置を用いて検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記2物体の相対駆動を行って、手振れを補正する駆動手段と、を備えている。   Further, the invention of claim 14 is a camera shake correction mechanism, and the position detection device according to any one of claims 1 to 13 and the relative position of two objects that move relatively to correct camera shake, Detection means for detecting using the position detection device, and drive means for correcting camera shake by performing relative driving of the two objects based on a detection result by the detection means.

また、請求項15の発明は、撮像装置であって、請求項1から請求項13のいずれかに記載の位置検出装置と、手振れを補正するために相対移動する2物体の相対位置を、前記位置検出装置を用いて検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記2物体の相対駆動を行って、手振れを補正する駆動手段と、を備えている。   Further, the invention of claim 15 is an imaging device, wherein the relative position of the position detection device according to any one of claims 1 to 13 and two objects that move relative to each other to correct camera shake, Detection means that detects using a position detection device, and drive means that corrects camera shake by performing relative driving of the two objects based on the detection result of the detection means.

また、請求項16の発明は、撮像装置であって、フォーカスレンズを含む撮像光学系と、請求項1から請求項13のいずれかに記載の位置検出装置と、前記位置検出装置を用いて前記フォーカスレンズの位置を検出し、当該フォーカスレンズの位置を制御するレンズ位置指示手段と、を備えている。   The invention of claim 16 is an image pickup apparatus, the image pickup optical system including a focus lens, the position detection apparatus according to any one of claims 1 to 13, and the position detection apparatus. Lens position indicating means for detecting the position of the focus lens and controlling the position of the focus lens.

また、請求項17の発明は、撮像装置であって、ズームレンズを含む撮像光学系と、請求項1から請求項13のいずれかに記載の位置検出装置と、前記位置検出装置を用いて前記ズームレンズの位置を検出し、当該ズームレンズの位置を制御するレンズ位置指示手段と、を備えている。   The invention of claim 17 is an image pickup apparatus, which is an image pickup optical system including a zoom lens, the position detection apparatus according to any one of claims 1 to 13, and the position detection apparatus. Lens position indicating means for detecting the position of the zoom lens and controlling the position of the zoom lens.

請求項1の発明によれば、調整回路が非能動状態のとき、上流側回路がスイッチング回路により遮断される。これにより、駆動電圧よりも大きな電圧が演算回路に印加されなくなり、演算回路の破壊を防止できる。   According to the first aspect of the invention, when the adjustment circuit is in an inactive state, the upstream circuit is blocked by the switching circuit. Thereby, a voltage larger than the drive voltage is not applied to the arithmetic circuit, and the arithmetic circuit can be prevented from being destroyed.

また、請求項2の発明によれば、センサ部の一方の電源端子に電圧が完全に印加されなくなってから下流側回路を遮断するため、演算回路の破壊を効果的に防止できる。   According to the invention of claim 2, since the downstream circuit is shut off after the voltage is not completely applied to the one power supply terminal of the sensor unit, it is possible to effectively prevent the arithmetic circuit from being destroyed.

また、請求項3の発明によれば、下流側回路が完全に接続されてから、センサ部の一方の電源端子に電圧が印加されるため、演算回路の破壊を効果的に防止できる。   According to the invention of claim 3, since the voltage is applied to one power supply terminal of the sensor section after the downstream circuit is completely connected, it is possible to effectively prevent the arithmetic circuit from being destroyed.

また、請求項4の発明によれば、温度変化による誤差を補償できる。   According to the invention of claim 4, an error due to a temperature change can be compensated.

また、請求項5の発明によれば、相対位置をより正確に検出できる。   According to the invention of claim 5, the relative position can be detected more accurately.

また、請求項6の発明によれば、構成を簡単にできる。   According to the invention of claim 6, the configuration can be simplified.

また、請求項7の発明によれば、温度変化による誤差を補償できる。   According to the seventh aspect of the invention, an error due to a temperature change can be compensated.

また、請求項8の発明によれば、調整回路が非能動状態のとき、上流側回路が遮断される。これにより、駆動電圧よりも大きな電圧が演算回路に印加されなくなり、演算回路の破壊を防止できる。   According to the invention of claim 8, when the adjustment circuit is in an inactive state, the upstream circuit is shut off. Thereby, a voltage larger than the drive voltage is not applied to the arithmetic circuit, and the arithmetic circuit can be prevented from being destroyed.

また、請求項9の発明によれば、位置信号の電圧が所定範囲に制限されるため、大きな電圧が演算回路に印加される現象を効果的に防止できる。   According to the ninth aspect of the invention, since the voltage of the position signal is limited to a predetermined range, a phenomenon in which a large voltage is applied to the arithmetic circuit can be effectively prevented.

また、請求項10の発明によれば、センサ部の一方の電源端子に電圧が完全に印加されなくなってからリミッタ回路を非能動状態に移行させるため、演算回路の破壊を効果的に防止できる。   According to the invention of claim 10, since the limiter circuit is shifted to the inactive state after the voltage is not completely applied to one power supply terminal of the sensor unit, it is possible to effectively prevent the arithmetic circuit from being destroyed.

また、請求項11の発明によれば、リミッタ回路が能動状態に完全に移行してから、センサ部の一方の電源端子に電圧が印加されるため、演算回路の破壊を効果的に防止できる。   According to the eleventh aspect of the present invention, since the voltage is applied to one power supply terminal of the sensor section after the limiter circuit is completely shifted to the active state, the arithmetic circuit can be effectively prevented from being destroyed.

また、請求項12の発明によれば、温度変化による誤差を補償できる。   According to the invention of claim 12, an error due to a temperature change can be compensated.

また、請求項13の発明によれば、マイクロコンピュータの破壊を防止できる。   According to the invention of claim 13, destruction of the microcomputer can be prevented.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<1.第1の実施の形態>
<1−1.構成概要>
第1の実施の形態においては、1次元位置を検出する位置検出装置10Aについて説明する。この位置検出装置10Aは、磁気式のリニアエンコーダである。
<1. First Embodiment>
<1-1. Outline of configuration>
In the first embodiment, a position detection apparatus 10A that detects a one-dimensional position will be described. This position detection device 10A is a magnetic linear encoder.

図1は、位置検出装置10Aに含まれる構成要素の物理的な配置を示す斜視図であり、図2は、位置検出装置10Aの電気的な構成を模式的に示す図である。   FIG. 1 is a perspective view illustrating a physical arrangement of components included in the position detection device 10A, and FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an electrical configuration of the position detection device 10A.

図1に示すように、位置検出装置10Aは、1つの磁力発生体としての磁石1と、この磁石1からの磁気を検出するセンサ部2とを備えている。センサ部2は、互いに離間して配置される2つのホール素子(言い換えれば、1組のホール素子対(磁気センサ対))2a,2bから構成される。磁石1は、角柱形状の永久磁石で構成されている。磁石1のZ方向に沿った端部両面は、互いに異なる極性に磁化されており、図の例では磁石1の上面側はN極、下面側はS極となっている。   As shown in FIG. 1, the position detection device 10 </ b> A includes a magnet 1 as one magnetic force generator and a sensor unit 2 that detects magnetism from the magnet 1. The sensor unit 2 includes two Hall elements (in other words, one Hall element pair (magnetic sensor pair)) 2a and 2b that are arranged apart from each other. The magnet 1 is composed of a prismatic permanent magnet. Both ends of the magnet 1 along the Z direction are magnetized with different polarities, and in the example shown in the figure, the upper surface side of the magnet 1 is an N pole and the lower surface side is an S pole.

ホール素子対2a,2bは、位置検出装置10Aが採用される装置本体などの固定側の物体(固定部材)に取り付けられる。一方、磁石1は、固定部材に対して移動する移動側の物体(移動部材)に取り付けられる。そして、移動部材に取り付けられた磁石1は、固定部材に取り付けられたホール素子対2a,2bに対して所定の方向(図中のX方向)に移動可能とされる。この磁石1が移動可能なX方向は、ホール素子対2a,2bの配置方向と一致する。なお、ホール素子対2a,2bを移動部材、磁石1を固定部材に取り付けてもよいが、このように電気配線不要の磁石1を移動部材に取り付けることで、移動部材に対する配線が少なくともこの要素(磁石)については不要となり、配線設計の自由度を増すことができる。   The Hall element pairs 2a and 2b are attached to a fixed-side object (fixed member) such as a device main body in which the position detection device 10A is employed. On the other hand, the magnet 1 is attached to a moving object (moving member) that moves relative to the fixed member. The magnet 1 attached to the moving member is movable in a predetermined direction (X direction in the drawing) with respect to the Hall element pair 2a, 2b attached to the fixed member. The X direction in which the magnet 1 can move coincides with the arrangement direction of the Hall element pairs 2a and 2b. The Hall element pair 2a, 2b may be attached to the moving member, and the magnet 1 may be attached to the fixed member. By attaching the magnet 1 that does not require electrical wiring to the moving member in this way, the wiring to the moving member is at least this element ( (Magnet) becomes unnecessary, and the degree of freedom in wiring design can be increased.

位置検出装置10Aでは、これらの磁石1とセンサ部2との間の相対位置が検出される。より具体的には、1組のホール素子対2a,2bの配置方向としてのX方向における、ホール素子対2a,2bに対する磁石1の位置(一次元位置)が導出される。   In the position detection device 10 </ b> A, the relative position between the magnet 1 and the sensor unit 2 is detected. More specifically, the position (one-dimensional position) of the magnet 1 with respect to the Hall element pair 2a, 2b in the X direction as the arrangement direction of the pair of Hall element pairs 2a, 2b is derived.

図2に示すように、位置検出装置10Aは、処理回路3及びマイクロコンピュータ5をさらに備えている。処理回路3は、センサ部2からの出力値に基づいて演算処理を行って磁石1の位置を導出し、導出した磁石1の位置を示す位置信号をマイクロコンピュータ5に出力する。マイクロコンピュータ5は磁石1の位置に基づく演算を行なう演算回路であり、入力される位置信号を各種制御や処理に利用する。   As shown in FIG. 2, the position detection device 10 </ b> A further includes a processing circuit 3 and a microcomputer 5. The processing circuit 3 performs arithmetic processing based on the output value from the sensor unit 2 to derive the position of the magnet 1, and outputs a position signal indicating the derived position of the magnet 1 to the microcomputer 5. The microcomputer 5 is an arithmetic circuit that performs an arithmetic operation based on the position of the magnet 1, and uses an input position signal for various controls and processes.

このような位置検出装置10Aの各部には、3つの電源71,72,73から駆動用の電力が供給される。マイクロコンピュータ5の駆動電圧は3.3Vであり、3.3Vのマイコン電源73から電力が供給される。また、ホール素子2a,2bには、マイクロコンピュータ5の駆動電圧よりも高い5Vのセンサ電源71から電力が供給され、処理回路3にも5Vの処理回路電源72から電力が供給される。   Driving power is supplied from the three power supplies 71, 72, 73 to each part of the position detection apparatus 10 </ b> A. The drive voltage of the microcomputer 5 is 3.3V, and electric power is supplied from a 3.3V microcomputer power source 73. The Hall elements 2a and 2b are supplied with power from a 5V sensor power supply 71, which is higher than the driving voltage of the microcomputer 5, and the processing circuit 3 is also supplied with power from a 5V processing circuit power supply 72.

処理回路3は、上述した磁石1の位置を導出する「位置導出機能」とともに、環境温度の変化の影響を排除する「温度補償機能」、及び、センサ部2及び処理回路3の各処理部への電源71,72からの電力供給に係る制御を行なう「電源制御機能」をさらに備えている。以下、このような処理回路3の3つの機能のそれぞれについて詳細に説明する。   The processing circuit 3 has the “position derivation function” for deriving the position of the magnet 1 described above, the “temperature compensation function” for eliminating the influence of changes in the environmental temperature, and the sensor unit 2 and each processing unit of the processing circuit 3. Are further provided with a “power control function” for performing control related to power supply from the power sources 71 and 72. Hereinafter, each of the three functions of the processing circuit 3 will be described in detail.

<1−2.位置導出機能>
まず、処理回路3の位置導出機能について説明する。
<1-2. Position derivation function>
First, the position derivation function of the processing circuit 3 will be described.

図3は、ホール効果を利用した磁電変換素子であるホール素子による磁気の検出原理を示す図である。図に示すように、ホール素子2a(2b)の+側及び−側の電源端子e1,e2の間に所定の入力電圧Vinを印加して電流(荷電粒子)を流し、当該電流の流れる方向に垂直な方向(図中の軸BDに沿った方向)に磁場をかけると、荷電粒子が当該磁場においてローレンツ力を受け、ホール素子2a(2b)の一方に偏在する。そのため、ホール素子2a(2b)には、軸BDに沿った磁気(磁界)の強さに応じた電位差(以下、「ホール起電力」という。)Vhが生じる。したがって、このホール起電力を出力値とすることで、ホール素子2a(2b)は軸BDに沿った磁気の強さを測定する磁気センサとして機能する。   FIG. 3 is a diagram showing the principle of magnetic detection by a Hall element which is a magnetoelectric conversion element utilizing the Hall effect. As shown in the figure, a predetermined input voltage Vin is applied between the positive and negative power supply terminals e1 and e2 of the Hall element 2a (2b) to cause a current (charged particle) to flow, and the current flows in the flowing direction. When a magnetic field is applied in a vertical direction (a direction along the axis BD in the drawing), charged particles receive Lorentz force in the magnetic field and are unevenly distributed on one of the Hall elements 2a (2b). Therefore, a potential difference (hereinafter referred to as “Hall electromotive force”) Vh corresponding to the strength of the magnetism (magnetic field) along the axis BD is generated in the Hall element 2a (2b). Therefore, by using the Hall electromotive force as an output value, the Hall element 2a (2b) functions as a magnetic sensor for measuring the magnetic strength along the axis BD.

本実施の形態では、このようなホール素子の性質を利用して、磁石1の位置が検出される。つまり、図1に示す配置状態においては、磁石1とセンサ部2との間の相対位置に応じて、センサ部2の2つのホール素子2a,2bにて検出される磁気の強さがそれぞれ変化する。したがって、これら2つのホール素子2a,2bの出力値(ホール起電力)に基づいて、磁石1の位置が検出される。   In the present embodiment, the position of the magnet 1 is detected using such a property of the Hall element. That is, in the arrangement state shown in FIG. 1, the magnetic strength detected by the two Hall elements 2 a and 2 b of the sensor unit 2 changes according to the relative position between the magnet 1 and the sensor unit 2. To do. Therefore, the position of the magnet 1 is detected based on the output values (Hall electromotive force) of these two Hall elements 2a and 2b.

以下、磁石1の中心位置が2つのホール素子2a,2bの間のちょうど中央位置にある状態を「基準状態」とし、この基準状態における磁石1の位置を「基準位置」とする。また、ホール素子2a,2bが磁気を検出する軸BDを「検出軸」BDという。図1に示す各ホール素子2a,2bは検出軸BDに沿った磁束密度を検出し、それぞれが検出した磁束密度に応じたホール起電力Vha,Vhbを出力することとなる。   Hereinafter, a state in which the center position of the magnet 1 is exactly at the center position between the two Hall elements 2a and 2b is referred to as a “reference state”, and the position of the magnet 1 in this reference state is referred to as a “reference position”. The axis BD on which the Hall elements 2a and 2b detect magnetism is referred to as “detection axis” BD. Each Hall element 2a and 2b shown in FIG. 1 detects the magnetic flux density along the detection axis BD, and outputs Hall electromotive forces Vha and Vhb corresponding to the detected magnetic flux density.

ここで、磁石1が基準位置から+X方向に移動した場合を想定する。この場合には、磁石1の移動に伴ってセンサ部2の周囲の磁束密度分布が変化し、一方のホール素子2aのホール起電力Vha(より正確にはその絶対値)は基準状態よりも小さな値となり、他方のホール素子2bのホール起電力Vhb(より正確にはその絶対値)は基準状態よりも大きな値となる。また逆に、磁石1が基準位置から−X方向に移動した場合を想定すると、一方のホール素子2aのホール起電力は基準状態よりも大きな値となり、他方のホール素子2bのホール起電力は基準状態よりも小さな値となる。なお、ホール素子2a,2bの検出軸BDの向きによってはホール起電力の符号(正負)が逆転するが、本実施の形態では図1に示すように、各ホール素子2a,2bの検出軸BDの向きが同一となるように設置されているものとする。   Here, it is assumed that the magnet 1 has moved in the + X direction from the reference position. In this case, the magnetic flux density distribution around the sensor unit 2 changes as the magnet 1 moves, and the Hall electromotive force Vha (more precisely, the absolute value) of one Hall element 2a is smaller than the reference state. The Hall electromotive force Vhb (more precisely, the absolute value) of the other Hall element 2b is larger than the reference state. Conversely, assuming that the magnet 1 moves in the −X direction from the reference position, the Hall electromotive force of one Hall element 2a is larger than the reference state, and the Hall electromotive force of the other Hall element 2b is the reference. The value is smaller than the state. Although the sign (positive / negative) of the Hall electromotive force is reversed depending on the direction of the detection axis BD of the Hall elements 2a and 2b, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the detection axes BD of the Hall elements 2a and 2b are reversed. It is assumed that they are installed so that their directions are the same.

そして、次の式(1)に示すように、2つのホール素子2a,2bの各ホール起電力Vha,Vhbの差(減算値)ΔVを導出すれば、この値ΔVは、ホール素子対2a,2bに対する磁石1の位置を表す値となる。   Then, as shown in the following expression (1), if a difference (subtraction value) ΔV between the hall electromotive forces Vha and Vhb of the two Hall elements 2a and 2b is derived, this value ΔV is obtained as the Hall element pair 2a, The value represents the position of the magnet 1 with respect to 2b.

Figure 2005331401
Figure 2005331401

つまり、この値ΔVと磁石1の位置x(X方向における位置)との間には1対1の対応関係があり、位置xが所定の範囲内であれば、位置xと値ΔVとの間には比較的良好な線形性(リニアリティ)が存在する。このため、値ΔVを導出することは、ホール素子対2a,2bに対する磁石1の位置を導出することに実質的に相当する。   That is, there is a one-to-one correspondence between the value ΔV and the position x of the magnet 1 (position in the X direction). If the position x is within a predetermined range, the position x is between the value ΔV and the position x. Has a relatively good linearity. Therefore, deriving the value ΔV substantially corresponds to deriving the position of the magnet 1 relative to the Hall element pair 2a, 2b.

なお、磁石1がX方向のいずれかの向きに移動しても、一方のホール素子のホール起電力の増加分と他方のホール素子のホール起電力の減少分とは同一となるため、各ホール起電力Vha,Vhbの和は一定の値となる。   Even if the magnet 1 moves in any direction of the X direction, the increase in the Hall electromotive force of one Hall element is the same as the decrease in the Hall electromotive force of the other Hall element. The sum of the electromotive forces Vha and Vhb is a constant value.

処理回路3の位置導出機能は、以上の原理を利用して磁石1の相対位置を導出する。図2に示す処理回路3の処理部のうち、差動増幅部31(31a,31b)及び減算部32が、位置導出機能を実現する。   The position deriving function of the processing circuit 3 derives the relative position of the magnet 1 using the above principle. Among the processing units of the processing circuit 3 illustrated in FIG. 2, the differential amplification unit 31 (31a, 31b) and the subtraction unit 32 realize a position derivation function.

すなわち、差動増幅部31aにおいては一方のホール素子2aの出力電位Va1,Va2の差であるホール起電力Vhaが求められるとともに、差動増幅部31bにおいては他方のホール素子2bの出力電位Vb1,Vb2の差であるホール起電力Vhbが求められる。そして、減算部32により、これらのホール起電力Vha,Vhbの差ΔV(=Vha-Vhb)、すなわち、磁石1の相対位置が導出される。この減算部32からの値ΔVを有する信号は、磁石1の相対位置を示す位置信号Lsとなる。   That is, in the differential amplifier 31a, a Hall electromotive force Vha which is a difference between the output potentials Va1 and Va2 of one Hall element 2a is obtained, and in the differential amplifier 31b, the output potential Vb1 of the other Hall element 2b is obtained. The Hall electromotive force Vhb, which is the difference of Vb2, is obtained. Then, the subtractor 32 derives the difference ΔV (= Vha−Vhb) between these Hall electromotive forces Vha and Vhb, that is, the relative position of the magnet 1. The signal having the value ΔV from the subtracting unit 32 becomes a position signal Ls indicating the relative position of the magnet 1.

処理回路3は、位置導出機能の付随的な機能を実現する処理部として、フィルタ部33及びリミッタ部34を備えている。減算部32から出力された位置信号Lsは、これらのフィルタ部33及びリミッタ部34を経由した後、処理回路3の信号出力端子e4からマイクロコンピュータ5に出力される。フィルタ部33は、ローパスフィルタであり、位置信号Lsからノイズ成分を除去する。また、リミッタ部34は、位置信号Lsの電圧を所定範囲に制限する。つまり、マイクロコンピュータ5に入力前の位置信号Lsの電圧は、所定の値よりも大きくならないようにリミッタ部34により制限される。   The processing circuit 3 includes a filter unit 33 and a limiter unit 34 as a processing unit that implements an incidental function of the position derivation function. The position signal Ls output from the subtracting unit 32 passes through the filter unit 33 and the limiter unit 34, and then is output from the signal output terminal e4 of the processing circuit 3 to the microcomputer 5. The filter unit 33 is a low-pass filter and removes a noise component from the position signal Ls. Moreover, the limiter unit 34 limits the voltage of the position signal Ls to a predetermined range. That is, the voltage of the position signal Ls before being input to the microcomputer 5 is limited by the limiter unit 34 so as not to become larger than a predetermined value.

<1−3.温度補償機能>
次に、処理回路3の温度補償機能について説明する。一般に、ホール素子2a,2bの感度(ホール素子感度)は、環境温度の影響を受けて変化する。また一方で、磁石1の残留磁束密度も、環境温度に起因して変化する。したがって、処理回路3の位置導出機能の検出精度は環境温度の影響を受け、環境温度が変動すると位置信号Lsの値ΔVに誤差が生じることとなる。
<1-3. Temperature compensation function>
Next, the temperature compensation function of the processing circuit 3 will be described. In general, the sensitivity (Hall element sensitivity) of the Hall elements 2a and 2b changes under the influence of the environmental temperature. On the other hand, the residual magnetic flux density of the magnet 1 also changes due to the environmental temperature. Therefore, the detection accuracy of the position derivation function of the processing circuit 3 is affected by the environmental temperature, and if the environmental temperature fluctuates, an error occurs in the value ΔV of the position signal Ls.

このような環境温度の変化の影響を排除するため、処理回路3の温度補償機能はセンサ部2(ホール素子2a,2b)に対する入力電圧を調整し、上記の2つのホール起電力Vha,Vhbの和(加算値)が常に同一の値となるように制御する。ホール起電力は、磁気の強さとともに、入力電圧の大きさにも応じても変化する。したがって、ホール素子2a,2bの入力電圧の調整は、ホール素子2a,2bの感度調整に相当する。   In order to eliminate the influence of such environmental temperature changes, the temperature compensation function of the processing circuit 3 adjusts the input voltage to the sensor unit 2 (Hall elements 2a and 2b), and the above two Hall electromotive forces Vha and Vhb are Control is performed so that the sum (added value) is always the same. The Hall electromotive force changes depending on the magnitude of the input voltage as well as the magnetic strength. Therefore, the adjustment of the input voltage of the Hall elements 2a and 2b corresponds to the sensitivity adjustment of the Hall elements 2a and 2b.

図2に示すように、センサ部2の+側の電源端子e1及び−側の電源端子e2は、2つのホール素子2a,2bの間で共通しており、2つのホール素子2a,2bはセンサ電源71からの電力供給系統に関して電気的に並列に配置されている。したがって、これらの電源端子e1,e2の間の電位差が、2つのホール素子2a,2bのそれぞれにかかる入力電圧Vinとなる。処理回路3の温度補償機能は、この入力電圧Vinを調整する。   As shown in FIG. 2, the + side power terminal e1 and the − side power terminal e2 of the sensor unit 2 are common between the two Hall elements 2a and 2b, and the two Hall elements 2a and 2b are sensors. The power supply system from the power source 71 is electrically arranged in parallel. Therefore, the potential difference between these power supply terminals e1 and e2 becomes the input voltage Vin applied to each of the two Hall elements 2a and 2b. The temperature compensation function of the processing circuit 3 adjusts this input voltage Vin.

ここで、環境温度に応じた値ΔVの誤差を補償する温度補償の原理について説明する。この説明においては、変動する要素を環境温度Tのみとするため、磁石1はある位置x1に存在し、この位置x1から移動しないとする。   Here, the principle of temperature compensation for compensating the error of the value ΔV according to the environmental temperature will be described. In this description, it is assumed that the magnet 1 exists at a certain position x1 and does not move from this position x1 because only the environmental temperature T is a variable element.

まず、ホール起電力Vha,Vhbを環境温度Tの関数とみなし、それぞれVha(T),Vhb(T)と表現する。ホール起電力Vha(T),Vhb(T)は、次の式(2),(3)で表現できる。   First, the Hall electromotive forces Vha and Vhb are regarded as functions of the environmental temperature T and are expressed as Vha (T) and Vhb (T), respectively. Hall electromotive forces Vha (T) and Vhb (T) can be expressed by the following equations (2) and (3).

Figure 2005331401
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Figure 2005331401
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ここで、Va0は、環境温度Tが標準となる温度(基準温度)T0、かつ、磁石1が位置x1に存在するという条件下でのホール素子2aの単位入力電圧あたりの出力値を表し、Vb0は、同一条件下でのホール素子2bの単位入力電圧あたりの出力値を表す。また、Vin(T)は、環境温度Tの関数としての入力電圧Vinを表し、α(T)は、環境温度Tの関数としてのホール素子感度係数(基準温度T0のときに対するホール素子感度の比)を表し、β(T)は、環境温度Tの関数としての磁石1の残留磁束密度係数(基準温度T0のときに対する残留磁束密度の比)を表す。   Here, Va0 represents the output value per unit input voltage of the Hall element 2a under the condition that the ambient temperature T is a standard temperature (reference temperature) T0 and the magnet 1 exists at the position x1, and Vb0 Represents an output value per unit input voltage of the Hall element 2b under the same conditions. Vin (T) represents the input voltage Vin as a function of the environmental temperature T, and α (T) represents a Hall element sensitivity coefficient (ratio of the Hall element sensitivity to the reference temperature T0 as a function of the environmental temperature T). ) And β (T) represents the residual magnetic flux density coefficient of the magnet 1 as a function of the ambient temperature T (ratio of the residual magnetic flux density with respect to the reference temperature T0).

処理回路3の温度補償機能は、2つのホール起電力Vha,Vhbの加算値(Vha+Vhb)が一定値となるように制御する。このため、次の式(4)が成立する。   The temperature compensation function of the processing circuit 3 is controlled so that the added value (Vha + Vhb) of the two Hall electromotive forces Vha and Vhb becomes a constant value. Therefore, the following expression (4) is established.

Figure 2005331401
Figure 2005331401

式(4)の各項に、式(2),(3)の右辺を代入して整理すると、次の式(5)が導出される。   Substituting the right-hand side of equations (2) and (3) into each term of equation (4) and rearranging results in the following equation (5).

Figure 2005331401
Figure 2005331401

また、位置信号Lsの値ΔVを環境温度Tの関数としてΔV(T)と表現する。環境温度T1のときの値ΔV(T1)、及び、環境温度T1のときの値ΔV(T2)は、式(2),(3)を考慮すると、それぞれ次の式(6),(7)と表現される。   Further, the value ΔV of the position signal Ls is expressed as ΔV (T) as a function of the environmental temperature T. The value ΔV (T1) at the environmental temperature T1 and the value ΔV (T2) at the environmental temperature T1 are expressed by the following equations (6) and (7) in consideration of the equations (2) and (3), respectively. It is expressed.

Figure 2005331401
Figure 2005331401

Figure 2005331401
Figure 2005331401

そして、式(7)のVin(T2)に式(5)の右辺を代入し、式(6)を考慮すると、次の式(8)が成立する。   Then, when the right side of Expression (5) is substituted into Vin (T2) of Expression (7) and Expression (6) is considered, the following Expression (8) is established.

Figure 2005331401
Figure 2005331401

すなわち、環境温度T1のときの位置信号Lsの値ΔV(T1)と、環境温度T2のときの位置信号Lsの値ΔV(T2)とは互いに等しくなる。つまり、環境温度TがT1からT2に変化したとしても、位置信号Lsの値ΔV(T1)は一定となるわけである。また、この説明では、磁石1がある位置x1に存在するとしたが、磁石1がいかなる位置xに存在したとしても式(8)は同様に成立する。   That is, the value ΔV (T1) of the position signal Ls at the environmental temperature T1 is equal to the value ΔV (T2) of the position signal Ls at the environmental temperature T2. That is, even if the environmental temperature T changes from T1 to T2, the value ΔV (T1) of the position signal Ls is constant. Further, in this description, it is assumed that the magnet 1 exists at a certain position x1, but the equation (8) is similarly established regardless of the position x of the magnet 1.

以上により、2つのホール起電力Vha,Vhbの加算値(Vha+Vhb)を一定値となるように制御すると、環境温度Tが変化したとしても、位置信号Lsの値ΔVは、環境温度Tの変化の影響を受けないことがわかる。処理回路3の温度補償機能は、この原理を利用して環境温度の変化による値ΔVの誤差を補償する。図2に示す処理回路3の処理部のうち、加算部35、調整演算部36及び電圧調整回路37が、温度補償機能を実現する。   As described above, when the added value (Vha + Vhb) of the two hall electromotive forces Vha and Vhb is controlled to be a constant value, even if the environmental temperature T changes, the value ΔV of the position signal Ls is a change in the environmental temperature T. It turns out that it is not influenced. The temperature compensation function of the processing circuit 3 uses this principle to compensate for an error in the value ΔV due to a change in environmental temperature. Among the processing units of the processing circuit 3 illustrated in FIG. 2, the addition unit 35, the adjustment calculation unit 36, and the voltage adjustment circuit 37 implement a temperature compensation function.

電圧調整回路37は、センサ部2の−側の電源端子e2とグランドとの間に配置される回路であり、NPN型のトランジスタ37tを備えている。トランジスタ37tのコレクタはセンサ部2の−側の電源端子e2に接続され、エミッタは抵抗を介してグランドに接続されている。したがって、トランジスタ37tのベース電圧を調整すれば、Vce(コレクタ−エミッタ間電圧)が変動し、これにより、2つのホール素子2a,2bにかかる入力電圧Vinが調整される。   The voltage adjustment circuit 37 is a circuit disposed between the negative power supply terminal e2 of the sensor unit 2 and the ground, and includes an NPN transistor 37t. The collector of the transistor 37t is connected to the negative power supply terminal e2 of the sensor unit 2, and the emitter is connected to the ground via a resistor. Therefore, if the base voltage of the transistor 37t is adjusted, Vce (collector-emitter voltage) fluctuates, whereby the input voltage Vin applied to the two Hall elements 2a and 2b is adjusted.

上述したように、この入力電圧Vinは、2つのホール起電力Vha,Vhbの加算値が一定の値となるように調整される。すなわちまず、加算部35により、2つのホール起電力Vha,Vhbの加算値(Vha+Vhb)が求められる。次に、求められた加算値(Vha+Vhb)は、調整演算部36によって、所定の値Vctと比較される。この値Vctは、加算値(Vha+Vhb)を一定とすべき値である。   As described above, the input voltage Vin is adjusted so that the sum of the two Hall electromotive forces Vha and Vhb becomes a constant value. That is, first, the addition unit 35 obtains an added value (Vha + Vhb) of the two Hall electromotive forces Vha and Vhb. Next, the obtained addition value (Vha + Vhb) is compared with a predetermined value Vct by the adjustment calculation unit 36. This value Vct is a value at which the added value (Vha + Vhb) should be constant.

そして、加算値(Vha+Vhb)と一定値Vctとの比較結果に基づく調整信号Asが調整演算部36から電圧調整回路37に出力される。この調整信号Asにより、電圧調整回路37のトランジスタ37tのベース電圧が調整され、その結果、入力電圧Vinが調整される。詳細には、加算値(Vha+Vhb)が一定値Vctよりも大きい場合には、入力電圧Vinを小さくするために(Vceを大きくするために)ベース電圧を下げる調整信号Asが調整演算部36から出力される。また逆に、加算値(Vha+Vhb)が一定値Vctよりも小さい場合には、入力電圧Vinを大きくするために(Vceを小さくするために)ベース電圧を上げる調整信号Asが調整演算部36から出力される。このような処理により、処理回路3の温度補償機能は、2つのホール起電力Vha,Vhbの加算値を一定値に制御する。   Then, the adjustment signal As based on the comparison result between the added value (Vha + Vhb) and the constant value Vct is output from the adjustment calculation unit 36 to the voltage adjustment circuit 37. With this adjustment signal As, the base voltage of the transistor 37t of the voltage adjustment circuit 37 is adjusted, and as a result, the input voltage Vin is adjusted. Specifically, when the added value (Vha + Vhb) is larger than the constant value Vct, an adjustment signal As that lowers the base voltage (in order to increase Vce) is output from the adjustment calculation unit 36 in order to reduce the input voltage Vin. Is done. Conversely, when the added value (Vha + Vhb) is smaller than the constant value Vct, an adjustment signal As that increases the base voltage (in order to reduce Vce) is output from the adjustment calculation unit 36 in order to increase the input voltage Vin. Is done. By such processing, the temperature compensation function of the processing circuit 3 controls the added value of the two Hall electromotive forces Vha and Vhb to a constant value.

<1−4.電源制御機能>
次に、処理回路3の電源制御機能について説明する。図2に示す処理回路3の処理部のうち、電源制御部38及びスイッチング回路39が、電源制御機能を実現する。この電源制御機能は、処理回路3の各処理部31〜36、及び、ホール素子2a,2bの電力供給状態を制御する。
<1-4. Power control function>
Next, the power control function of the processing circuit 3 will be described. Of the processing units of the processing circuit 3 shown in FIG. 2, the power control unit 38 and the switching circuit 39 realize the power control function. This power control function controls the power supply states of the processing units 31 to 36 of the processing circuit 3 and the Hall elements 2a and 2b.

図に示すように、電源制御部38は、2つの出力線Pv,Svを備えている。一方の出力線である電力供給線Pvは処理回路3の各処理部31〜36にそれぞれ接続されており、他方の出力線である信号供給線Svはスイッチング回路39に接続されている。   As shown in the figure, the power supply control unit 38 includes two output lines Pv and Sv. The power supply line Pv that is one output line is connected to each of the processing units 31 to 36 of the processing circuit 3, and the signal supply line Sv that is the other output line is connected to the switching circuit 39.

電力供給線Pvは、電源制御部38の内部においてスイッチを介して処理回路電源72に接続される。したがって、処理回路3の各処理部31〜36には、電力供給線Pvを介して処理回路電源72からの電力が供給される。この電力の供給/停止は、電源制御部38により切り替えられる。   The power supply line Pv is connected to the processing circuit power supply 72 via a switch inside the power supply control unit 38. Accordingly, power from the processing circuit power supply 72 is supplied to the processing units 31 to 36 of the processing circuit 3 via the power supply line Pv. This power supply / stop is switched by the power supply control unit 38.

スイッチング回路39は、センサ電源71とセンサ部2の+側の電源端子e1との間に配置される回路であり、PNP型のトランジスタ39tを備えている。このトランジスタ39tのエミッタはセンサ電源71、コレクタはセンサ部2の+側の電源端子e1にそれぞれ接続されている。   The switching circuit 39 is a circuit disposed between the sensor power supply 71 and the power supply terminal e1 on the + side of the sensor unit 2, and includes a PNP transistor 39t. The emitter of the transistor 39t is connected to the sensor power source 71, and the collector is connected to the power terminal e1 on the + side of the sensor unit 2.

前述した信号供給線Svは、トランジスタ39tのベースに接続される。そして、トランジスタ39tのベースには、信号供給線Svを介して電源制御部38からスイッチング信号Ssが出力される。このスイッチング信号Ssにより、トランジスタ39tのエミッタ−コレクタ間、すなわち、センサ電源71とセンサ部2の+側の電源端子e1との間の回路(以下、「上流側回路」という。)の接続/遮断(閉/開)が切替えられる。詳細には、スイッチング信号Ssの出力時には上流側回路が接続されて、ホール素子2a,2bに電力が供給される。この際、センサ電源71の電圧である5Vが、センサ部2の+側の電源端子e1に印加される。逆に、スイッチング信号Ssの非出力時には上流側回路が遮断され、ホール素子2a,2bへの電力が停止される。   The signal supply line Sv described above is connected to the base of the transistor 39t. The switching signal Ss is output from the power supply control unit 38 to the base of the transistor 39t via the signal supply line Sv. This switching signal Ss connects / disconnects a circuit (hereinafter referred to as “upstream circuit”) between the emitter and collector of the transistor 39t, that is, between the sensor power supply 71 and the power supply terminal e1 on the + side of the sensor unit 2. (Closed / Open) is switched. Specifically, when the switching signal Ss is output, the upstream circuit is connected to supply power to the Hall elements 2a and 2b. At this time, 5 V, which is the voltage of the sensor power supply 71, is applied to the power supply terminal e1 on the + side of the sensor unit 2. On the contrary, when the switching signal Ss is not output, the upstream circuit is cut off, and the power to the Hall elements 2a and 2b is stopped.

電源制御部38による電力供給線Pvを介した電力の供給/停止、及び、信号供給線Svを介したスイッチング信号Ssの出力/非出力は、マイクロコンピュータ5からの指示信号に応答して切替えられる。マイクロコンピュータ5は、電源制御部38に対して2つの指示信号Cs1,Cs2を出力する。そして、電源制御部38は、第1指示信号Cs1のレベル(H/L)に応じて電力の供給/停止を切替え、第2指示信号Cs2のレベル(H/L)の切替に応じてスイッチング信号Ssの出力/非出力を切替える。   Supply / stop of power through the power supply line Pv by the power supply control unit 38 and output / non-output of the switching signal Ss through the signal supply line Sv are switched in response to an instruction signal from the microcomputer 5. . The microcomputer 5 outputs two instruction signals Cs1 and Cs2 to the power supply control unit 38. Then, the power supply control unit 38 switches power supply / stop according to the level (H / L) of the first instruction signal Cs1, and switches the signal according to the switching of the level (H / L) of the second instruction signal Cs2. Switch Ss output / non-output.

第1指示信号Cs1がHレベルの場合は、電力供給線Pvを介して電力が供給され、これにより、処理回路3の各処理部31〜36が能動状態(オン状態)となる。逆に、第1指示信号Cs1がLレベルの場合は、電力供給線Pvを介した電力の供給が停止される。これにより、処理回路3の各処理部31〜36は、非能動状態(オフ状態)となる。つまり、マイクロコンピュータ5による第1指示信号Cs1のレベルの切替は、リミッタ部34を含む各処理部31〜36の能動状態と非能動状態との間の移行指示に相当する。   When the first instruction signal Cs1 is at the H level, power is supplied through the power supply line Pv, whereby the processing units 31 to 36 of the processing circuit 3 are in an active state (on state). Conversely, when the first instruction signal Cs1 is at the L level, the supply of power through the power supply line Pv is stopped. Thereby, each process part 31-36 of the processing circuit 3 will be in an inactive state (off state). That is, the switching of the level of the first instruction signal Cs1 by the microcomputer 5 corresponds to a transition instruction between the active state and the inactive state of each of the processing units 31 to 36 including the limiter unit 34.

ところで、調整演算部36の能動状態では、調整演算部36から電圧調整回路37への調整信号Asが出力される。このため、トランジスタ37tのベース電流が流れ、コレクタ−エミッタ間が導通状態となり、センサ部2の−側の電源端子e2とグランドとの間の回路(以下、「下流側回路」という。)が接続される。逆に、調整演算部36の非能動状態では調整信号Asが出力されなくなるため、トランジスタ37tのベース電流が流れず、トランジスタ37tのコレクタ−エミッタ間が非導通状態となり、下流側回路が遮断される。つまり、トランジスタ37tは、ベース電流が流れる状態(以下、「能動状態」という。)では上述したように入力電圧Vinを調整し、逆に、ベース電流が流れない状態(以下、「非能動状態」という。)では入力電圧Vinを調整せず、下流側回路を遮断する。   Incidentally, in the active state of the adjustment calculation unit 36, the adjustment signal As is output from the adjustment calculation unit 36 to the voltage adjustment circuit 37. For this reason, the base current of the transistor 37t flows, the collector-emitter becomes conductive, and a circuit (hereinafter referred to as "downstream circuit") between the negative side power supply terminal e2 of the sensor unit 2 and the ground is connected. Is done. On the contrary, since the adjustment signal As is not output in the non-active state of the adjustment arithmetic unit 36, the base current of the transistor 37t does not flow, the collector-emitter of the transistor 37t is non-conductive, and the downstream circuit is shut off. . That is, the transistor 37t adjusts the input voltage Vin as described above in a state where the base current flows (hereinafter referred to as “active state”), and conversely, the state where the base current does not flow (hereinafter referred to as “inactive state”). In this case, the input voltage Vin is not adjusted and the downstream circuit is shut off.

このように、調整演算部36の能動状態/非能動状態と、電圧調整回路37の能動状態/非能動状態とは連動している。したがって、マイクロコンピュータ5による第1指示信号Cs1のレベルの切替は、電圧調整回路37の能動状態と非能動状態との間の移行指示にも相当する。   Thus, the active state / inactive state of the adjustment calculation unit 36 and the active state / inactive state of the voltage adjustment circuit 37 are linked. Therefore, the switching of the level of the first instruction signal Cs1 by the microcomputer 5 corresponds to an instruction to shift the voltage adjustment circuit 37 between the active state and the inactive state.

また、第2指示信号Cs2がHレベルの場合は、信号供給線Svを介してスイッチング信号Ssが出力され、スイッチング回路39により上流側回路が接続される。逆に、第2指示信号Cs2がLレベルの場合は、スイッチング信号Ssが出力されず、スイッチング回路39により上流側回路が遮断される。したがって、マイクロコンピュータ5による第2指示信号Cs2のレベルの切替は、上流側回路の通電/遮断の切替指示に相当する。   When the second instruction signal Cs2 is at the H level, the switching signal Ss is output through the signal supply line Sv, and the upstream circuit is connected by the switching circuit 39. Conversely, when the second instruction signal Cs2 is at the L level, the switching signal Ss is not output, and the upstream circuit is blocked by the switching circuit 39. Therefore, the switching of the level of the second instruction signal Cs2 by the microcomputer 5 corresponds to a switching instruction of energization / cutoff of the upstream circuit.

<1−5.非能動状態における上流側回路の遮断>
ところで、位置検出装置10Aでは、第1指示信号Cs1をLレベルとして処理回路3の各処理部31〜37を非能動状態とする場合においては必ず、第2指示信号Cs2もLレベルとして、スイッチング回路39により上流側回路を遮断するようになっている。これは、マイクロコンピュータ5の破壊を防止するためである。
<1-5. Cut off upstream circuit in inactive state>
By the way, in the position detection device 10A, when the first instruction signal Cs1 is set to the L level and the processing units 31 to 37 of the processing circuit 3 are inactivated, the second instruction signal Cs2 is always set to the L level. The upstream circuit is shut off by 39. This is to prevent destruction of the microcomputer 5.

ここで仮に、処理回路3の各処理部31〜37の非能動状態において、上流側回路の接続を維持した場合について想定する。この場合では、上流側回路が接続されていることから、センサ部2の+側の電源端子e1にはセンサ電源71の電圧5Vが印加される。一方で、電圧調整回路37が非能動状態であるため、下流側回路が遮断される。このことから、+側の電源端子e1から−側の電源端子e2へは電流が流れず、ホール素子2a,2bのホール起電力を出力するための端子e3へ電流が流れようとする。   Here, it is assumed that the upstream circuit connection is maintained in the inactive state of the processing units 31 to 37 of the processing circuit 3. In this case, since the upstream circuit is connected, the voltage 5 V of the sensor power supply 71 is applied to the power supply terminal e1 on the + side of the sensor unit 2. On the other hand, since the voltage adjustment circuit 37 is in an inactive state, the downstream circuit is blocked. For this reason, current does not flow from the + side power supply terminal e1 to the − side power supply terminal e2, but current tends to flow to the terminal e3 for outputting the Hall electromotive force of the Hall elements 2a and 2b.

+側の電源端子e1と端子e3との間におけるホール素子2a,2bの等価回路は抵抗である。さらに、非能動状態における差動増幅部31、減算部32、フィルタ部33及びリミッタ部34は抵抗として機能する。したがって、センサ部2の+側の電源端子e1から処理回路3の信号出力端子e4までは、単なる抵抗として機能する。この抵抗の値は、マイクロコンピュータ5の内部の抵抗値と比較して非常に小さい。   An equivalent circuit of the Hall elements 2a and 2b between the positive-side power supply terminal e1 and the terminal e3 is a resistor. Further, the differential amplifier 31, subtractor 32, filter 33, and limiter 34 in the inactive state function as resistors. Therefore, the power supply terminal e1 on the + side of the sensor unit 2 to the signal output terminal e4 of the processing circuit 3 functions as a simple resistor. The value of this resistance is very small compared to the internal resistance value of the microcomputer 5.

このことから結局、センサ部2の+側の電源端子e1に印加された電圧が、ほぼそのまま処理回路3の信号出力端子e4に印加される。つまり、センサ電源71の電圧5Vが、マイクロコンピュータ5に印加されることとなる。前述したように、マイクロコンピュータ5の駆動電圧は3.3Vであり、センサ電源71の電圧5Vはこの駆動電圧よりも大きい。このことから、このようにセンサ電源71の電圧が印加されると、マイクロコンピュータ5は破壊される可能性がある。   As a result, the voltage applied to the + side power supply terminal e1 of the sensor unit 2 is applied to the signal output terminal e4 of the processing circuit 3 almost as it is. That is, the voltage 5 V of the sensor power supply 71 is applied to the microcomputer 5. As described above, the drive voltage of the microcomputer 5 is 3.3V, and the voltage 5V of the sensor power supply 71 is larger than this drive voltage. For this reason, when the voltage of the sensor power supply 71 is applied in this way, the microcomputer 5 may be destroyed.

これに対して、本実施の形態の位置検出装置10Aのように、処理回路3の各処理部31〜37の非能動状態において必ず上流側回路を遮断すれば、センサ部2の+側の電源端子e1に電圧が印加されないため、このようなマイクロコンピュータ5の破壊を防止することができるわけである。   On the other hand, if the upstream circuit is always cut off in the inactive state of the processing units 31 to 37 of the processing circuit 3 as in the position detection device 10A of the present embodiment, the power supply on the + side of the sensor unit 2 Since no voltage is applied to the terminal e1, such destruction of the microcomputer 5 can be prevented.

なお、処理回路3の各処理部31〜37の能動状態においては、電圧調整回路37が能動状態であり下流側回路が接続されることから、センサ部2の+側の電源端子e1から−側の電源端子e2へ電流が流れる。したがって、マイクロコンピュータ5にセンサ電源71の電圧が直接的に印加されることはない。また仮に何らかの影響により、位置信号Lsの電圧(ΔV)が比較的大きな値となったとしても、この電圧はリミッタ部34により、所定の値よりも大きくならないように制限される。したがって、電圧調整回路37及びリミッタ部34の能動状態においては、マイクロコンピュータ5に駆動電圧以上の電圧が印加されるおそれはない。   In the active state of the processing units 31 to 37 of the processing circuit 3, since the voltage adjustment circuit 37 is in an active state and the downstream circuit is connected, the positive side power supply terminal e1 of the sensor unit 2 is connected to the negative side. Current flows to the power supply terminal e2. Therefore, the voltage of the sensor power supply 71 is not directly applied to the microcomputer 5. Even if the voltage (ΔV) of the position signal Ls becomes a relatively large value due to some influence, this voltage is limited by the limiter unit 34 so as not to become larger than a predetermined value. Therefore, in the active state of the voltage adjustment circuit 37 and the limiter unit 34, there is no possibility that a voltage higher than the drive voltage is applied to the microcomputer 5.

<1−6.指示信号の切替タイミング>
このように位置検出装置10Aでは、第1指示信号Cs1をLレベルとするときには必ず第2指示信号Cs2もLレベルとされる。しかし、これらは同一タイミングで切替えられるわけではない。
<1-6. Instruction signal switching timing>
As described above, in the position detection device 10A, when the first instruction signal Cs1 is set to L level, the second instruction signal Cs2 is always set to L level. However, they are not switched at the same timing.

図4は、指示信号Cs1,Cs2をHレベルからLレベルに切替える場合(例えば、位置検出装置10Aをの電源をオフする際)における指示信号Cs1,Cs2のレベルの変化を示すタイムチャートである。図に示すように、まず、第2指示信号Cs2がHレベルからLレベルに切替えられる(時点Tp1)。そして、この時点Tp1から所定時間Wt1の経過後、第1指示信号Cs1がHレベルからLレベルに切替えられる(時点Tp2)。すなわち、上流側回路の接続から遮断への切替指示が先行してなされた後、所定時間Wt1の経過後、電圧調整回路37及びリミッタ部34の能動状態から非能動状態への移行指示が行なわれることとなる。   FIG. 4 is a time chart showing changes in the levels of the instruction signals Cs1 and Cs2 when the instruction signals Cs1 and Cs2 are switched from the H level to the L level (for example, when the power of the position detection device 10A is turned off). As shown in the figure, first, the second instruction signal Cs2 is switched from the H level to the L level (time point Tp1). Then, after elapse of a predetermined time Wt1 from this time point Tp1, the first instruction signal Cs1 is switched from the H level to the L level (time point Tp2). That is, after an instruction for switching from connection to disconnection of the upstream circuit is made in advance, after the elapse of a predetermined time Wt1, an instruction to shift the voltage adjustment circuit 37 and the limiter unit 34 from the active state to the inactive state is issued. It will be.

バイポーラトランジスタを主構成とするスイッチング回路39は応答速度が低いため、第2指示信号Cs2をLレベルに切替えた後も、暫くは上流側回路が通電される。このため、指示信号Cs1,Cs2を同時にLレベルに切替えたとすると、電圧調整回路37及びリミッタ部34が非能動状態にもかかわらず、センサ部2の+側の電源端子e1にセンサ電源71の電圧が印加され、マイクロコンピュータ5が破壊されるおそれがある。   Since the switching circuit 39 mainly composed of bipolar transistors has a low response speed, the upstream circuit is energized for a while after the second instruction signal Cs2 is switched to the L level. Therefore, if the instruction signals Cs1 and Cs2 are simultaneously switched to the L level, the voltage of the sensor power supply 71 is applied to the power supply terminal e1 on the + side of the sensor unit 2 regardless of the voltage adjustment circuit 37 and the limiter unit 34 being inactive. May be applied and the microcomputer 5 may be destroyed.

これに対して図4に示すように、第1指示信号Cs1をLレベルとするタイミングを、第2指示信号Cs2をLレベルとするタイミングより所定時間Wt1遅延させることで、センサ部2の+側の電源端子e1に電圧が完全に印加されなくなってから、電圧調整回路37及びリミッタ部34を非能動状態へ移行させることができる。このため、マイクロコンピュータ5の破壊を効果的に防止できることとなる。遅延させる時間Wt1は、スイッチング回路39の応答速度に合わせて、例えば5μ秒程度に設定される。   On the other hand, as shown in FIG. 4, the timing at which the first instruction signal Cs1 is set to the L level is delayed by a predetermined time Wt1 from the timing at which the second instruction signal Cs2 is set to the L level. After the voltage is no longer applied to the power supply terminal e1, the voltage adjustment circuit 37 and the limiter unit 34 can be shifted to the inactive state. For this reason, destruction of the microcomputer 5 can be effectively prevented. The delay time Wt1 is set to, for example, about 5 μs in accordance with the response speed of the switching circuit 39.

また、指示信号Cs1,Cs2をLレベルからHレベルに切替える場合(例えば、位置検出装置10Aの電源をオンする際)においても、第1指示信号Cs1と第2指示信号Cs2とで、Hレベルに切替えるタイミングは相違される。   Even when the instruction signals Cs1 and Cs2 are switched from the L level to the H level (for example, when the position detection device 10A is turned on), the first instruction signal Cs1 and the second instruction signal Cs2 are set to the H level. The timing for switching is different.

図5は、この場合における指示信号Cs1,Cs2のレベルの変化を示すタイムチャートである。図に示すように、まず、第1指示信号Cs1がLレベルからHレベルに切替えられる(時点Tp3)。そして、この時点Tp3から所定時間Wt2の経過後、第2指示信号Cs1がLレベルからHレベルに切替えられる(時点Tp4)。すなわち、電圧調整回路37及びリミッタ部34の非能動状態から能動状態への移行指示が先行してなされた後、所定時間Wt2の経過後、上流側回路の遮断から接続への切替指示が行なわれることとなる。   FIG. 5 is a time chart showing changes in the levels of the instruction signals Cs1 and Cs2 in this case. As shown in the figure, first, the first instruction signal Cs1 is switched from the L level to the H level (time point Tp3). Then, after the elapse of a predetermined time Wt2 from this time point Tp3, the second instruction signal Cs1 is switched from the L level to the H level (time point Tp4). That is, after the voltage adjustment circuit 37 and the limiter unit 34 are instructed to shift from the inactive state to the active state in advance, after the elapse of the predetermined time Wt2, the upstream circuit is instructed to be switched to being disconnected. It will be.

電圧調整回路37及びリミッタ部34もバイポーラトランジスタ(あるいは、それを用いたオペアンプ)を主構成とするため、応答速度が低い。このため、第1指示信号Cs1をHレベルに切替えたとしても、これらは瞬時に能動状態にならない。したがって、指示信号Cs1,Cs2を同時にHレベルに切替えたとすると、電圧調整回路37及びリミッタ部34が非能動状態にもかかわらず、センサ部2の+側の電源端子e1にセンサ電源71の電圧が印加され、マイクロコンピュータ5が破壊されるおそれがある。   Since the voltage adjustment circuit 37 and the limiter unit 34 are mainly composed of bipolar transistors (or operational amplifiers using the same), the response speed is low. For this reason, even if the first instruction signal Cs1 is switched to the H level, they are not instantaneously activated. Therefore, if the instruction signals Cs1 and Cs2 are simultaneously switched to the H level, the voltage of the sensor power supply 71 is applied to the power supply terminal e1 on the + side of the sensor unit 2 even though the voltage adjustment circuit 37 and the limiter unit 34 are inactive. If applied, the microcomputer 5 may be destroyed.

これに対して図5に示すように、第2指示信号Cs2をHレベルとするタイミングを、第1指示信号Cs1をHレベルとするタイミングより所定時間Wt2遅延させることで、電圧調整回路37及びリミッタ部34が能動状態へ完全に移行してから、センサ部2の+側の電源端子e1に電圧を印加することができる。このため、マイクロコンピュータ5の破壊を効果的に防止できることとなる。遅延させる時間Wt2は、電圧調整回路37及びリミッタ部34の応答速度に合わせて、例えば5μ秒程度に設定される。   On the other hand, as shown in FIG. 5, the voltage adjustment circuit 37 and the limiter are delayed by delaying the timing at which the second instruction signal Cs2 is at the H level by a predetermined time Wt2 from the timing at which the first instruction signal Cs1 is at the H level. The voltage can be applied to the power terminal e1 on the + side of the sensor unit 2 after the unit 34 has completely shifted to the active state. For this reason, destruction of the microcomputer 5 can be effectively prevented. The delay time Wt2 is set to about 5 μs, for example, in accordance with the response speeds of the voltage adjustment circuit 37 and the limiter unit 34.

以上、第1の実施の形態について説明したように、位置検出装置10Aでは、電圧調整回路37及びリミッタ部34が非能動状態のときには必ず、センサ電源71とセンサ部2との間の上流側回路がスイッチング回路39により遮断される。これにより、駆動電圧よりも大きな電圧がマイクロコンピュータ5に印加されなくなり、マイクロコンピュータ5の破壊を防止できることとなる。   As described above with respect to the first embodiment, in the position detection device 10A, the upstream circuit between the sensor power supply 71 and the sensor unit 2 is always used when the voltage adjustment circuit 37 and the limiter unit 34 are inactive. Is cut off by the switching circuit 39. As a result, a voltage larger than the drive voltage is not applied to the microcomputer 5, and the microcomputer 5 can be prevented from being destroyed.

<2.第2の実施の形態>
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態は、第1の実施の形態の変形例である。本実施の形態では、1つの電圧調整回路が、入力電圧Vinの調整、及び、上流側回路の遮断の双方の目的に利用される。以下では、第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。
<2. Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is a modification of the first embodiment. In the present embodiment, one voltage adjustment circuit is used for both the purpose of adjusting the input voltage Vin and shutting off the upstream circuit. Below, it demonstrates centering on difference with 1st Embodiment.

図6は、本実施の形態の位置検出装置10Bの電気的な構成を模式的に示す図である。本実施の形態では、センサ電源71とセンサ部2の+側の電源端子e1との間の上流側回路に電圧調整回路61が配置されている。また、センサ部2の−側の電源端子e2とグランドとの間の下流側回路は直接接続されている。   FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an electrical configuration of the position detection apparatus 10B according to the present embodiment. In the present embodiment, the voltage adjustment circuit 61 is arranged in the upstream circuit between the sensor power supply 71 and the positive power supply terminal e1 of the sensor unit 2. Further, the downstream circuit between the negative power supply terminal e2 of the sensor unit 2 and the ground is directly connected.

電圧調整回路61は、PNP型のトランジスタ61tを備えており、そのエミッタはセンサ電源71、コレクタはセンサ部2の+側の電源端子e1にそれぞれ接続されている。また、トランジスタ61tのベースには、調整演算部36から調整信号Asが出力される。この調整信号Asにより、トランジスタ61tのベース電流が流れるとともに、ベース電圧が調整され、ホール素子2a,2bの入力電圧Vinが調整される。つまり、電圧調整回路61は、能動状態において、処理回路3の温度補償機能の一部として機能する。   The voltage adjustment circuit 61 includes a PNP-type transistor 61t, the emitter of which is connected to the sensor power supply 71, and the collector of which is connected to the power supply terminal e1 on the + side of the sensor unit 2. The adjustment signal As is output from the adjustment calculation unit 36 to the base of the transistor 61t. With this adjustment signal As, the base current of the transistor 61t flows, the base voltage is adjusted, and the input voltage Vin of the Hall elements 2a and 2b is adjusted. That is, the voltage adjustment circuit 61 functions as a part of the temperature compensation function of the processing circuit 3 in the active state.

本実施の形態では、PNP型のトランジスタ61tを採用しているため、トランジスタ61tのベースは、調整信号Asの非出力時においてセンサ電源71と同電圧になるようにプルアップされている。そして、入力電圧Vinの調整に対してのベース電圧の大小関係は、第1の実施の形態と反対となる。詳細には、加算値(Vha+Vhb)が一定値Vctよりも大きい場合には、入力電圧Vinを小さくするために(Vceを大きくするために)ベース電圧が上げられる。また逆に、加算値(Vha+Vhb)が一定値Vctよりも小さい場合には、入力電圧Vinを大きくするために(Vceを小さくするために)ベース電圧が下げられる。   In this embodiment, since the PNP transistor 61t is employed, the base of the transistor 61t is pulled up so as to have the same voltage as the sensor power supply 71 when the adjustment signal As is not output. The magnitude relationship of the base voltage with respect to the adjustment of the input voltage Vin is opposite to that of the first embodiment. Specifically, when the added value (Vha + Vhb) is larger than the constant value Vct, the base voltage is raised in order to reduce the input voltage Vin (in order to increase Vce). Conversely, when the added value (Vha + Vhb) is smaller than the constant value Vct, the base voltage is lowered to increase the input voltage Vin (to decrease Vce).

また、調整演算部36から調整信号Asが出力されない状態では、ベース電流が流れないことから、上流側回路は遮断される。つまり、電圧調整回路61は、非能動状態において、上流側回路を遮断する。したがって、本実施の形態の電圧調整回路61は、第1の実施の形態の電圧調整回路37、及び、スイッチング回路39の双方の機能に兼用されることとなる。   Further, in the state where the adjustment signal As is not output from the adjustment calculation unit 36, the base circuit does not flow, and therefore the upstream circuit is shut off. That is, the voltage adjustment circuit 61 blocks the upstream circuit in the inactive state. Therefore, the voltage adjustment circuit 61 according to the present embodiment is used for both functions of the voltage adjustment circuit 37 and the switching circuit 39 according to the first embodiment.

このように本実施の形態では、電圧調整回路61が上流側回路に配置されていることから、電圧調整回路61の非能動状態において、必ず上流側回路が遮断される。このため、センサ部2の+側の電源端子e1には電圧が印加されず、マイクロコンピュータ5の破壊が防止される。   Thus, in the present embodiment, since the voltage adjustment circuit 61 is arranged in the upstream circuit, the upstream circuit is always cut off when the voltage adjustment circuit 61 is in an inactive state. For this reason, no voltage is applied to the positive-side power supply terminal e1 of the sensor unit 2, and the destruction of the microcomputer 5 is prevented.

またところで、電圧調整回路61の能動状態において、仮に何らかの影響により、位置信号Lsの電圧(ΔV)が比較的大きな値となったとしても、この電圧はリミッタ部34により制限される。このため、電圧調整回路61の能動状態においても、マイクロコンピュータ5に駆動電圧以上の電圧が印加されるおそれはないこととなる。   Meanwhile, even if the voltage (ΔV) of the position signal Ls becomes a relatively large value due to some influence in the active state of the voltage adjustment circuit 61, this voltage is limited by the limiter unit 34. For this reason, even when the voltage adjustment circuit 61 is in an active state, there is no possibility that a voltage higher than the drive voltage is applied to the microcomputer 5.

また、本実施の形態の電源制御部38も、2つの出力線Pva,Pvbを備えているが、双方共に処理回路電源72からの電力を供給するための電力供給線となっている。第1供給線Pvaは、処理回路3の各処理部31〜35に接続されている。したがって、第1供給線Pvaを介した電力の供給/停止により、リミッタ部34を含む処理回路3の各処理部31〜35の能動状態と非能動状態とが切替えられる。   The power control unit 38 of the present embodiment also includes two output lines Pva and Pvb, both of which are power supply lines for supplying power from the processing circuit power supply 72. The first supply line Pva is connected to the processing units 31 to 35 of the processing circuit 3. Therefore, the active state and the inactive state of the processing units 31 to 35 of the processing circuit 3 including the limiter unit 34 are switched by the supply / stop of the power through the first supply line Pva.

一方、第2供給線Pvbは、調整演算部36のみに接続されている。本実施の形態においても、調整演算部36の能動状態/非能動状態と、電圧調整回路61の能動状態/非能動状態とは連動する。したがって、第2供給線Pvbを介した電力の供給/停止により、調整演算部36及び電圧調整回路61の能動状態と非能動状態とが切替えられることとなる。   On the other hand, the second supply line Pvb is connected only to the adjustment calculation unit 36. Also in the present embodiment, the active state / inactive state of the adjustment calculation unit 36 and the active state / inactive state of the voltage adjustment circuit 61 are linked. Therefore, the adjustment calculation unit 36 and the voltage adjustment circuit 61 are switched between the active state and the inactive state by supplying / stopping the power through the second supply line Pvb.

本実施の形態においても、マイクロコンピュータ5からは電源制御部38に対して2つの指示信号Cs1,Cs2が出力される。そして、電源制御部38は、第1指示信号Cs1のレベル(H/L)に応じて第1供給線Pvaを介した電力の供給/停止を切替え、第2指示信号Cs2のレベル(H/L)の切替に応じて第2供給線Pvbを介した電力の供給/停止を切替える。   Also in this embodiment, the microcomputer 5 outputs two instruction signals Cs 1 and Cs 2 to the power supply control unit 38. Then, the power supply control unit 38 switches the supply / stop of power via the first supply line Pva according to the level (H / L) of the first instruction signal Cs1, and the level (H / L) of the second instruction signal Cs2. ) Is switched to supply / stop electric power via the second supply line Pvb.

指示信号Cs1,Cs2をHレベルからLレベルに切替える場合においては、図4に示すとおりに指示信号Cs1,Cs2のレベルが切替えられる。したがって、上流側回路の接続から遮断への切替指示(電圧調整回路61の能動状態から非能動状態への移行指示)が先行してなされた後、所定時間Wt1の経過後、リミッタ部34の能動状態から非能動状態への移行指示が行なわれることとなる。   When the instruction signals Cs1, Cs2 are switched from the H level to the L level, the levels of the instruction signals Cs1, Cs2 are switched as shown in FIG. Therefore, after a predetermined time Wt1 has elapsed after the instruction to switch the upstream circuit from connection to disconnection (instruction to shift the voltage adjustment circuit 61 from the active state to the inactive state) is made in advance, the limiter unit 34 is activated. A transition instruction from the state to the inactive state is performed.

また、指示信号Cs1,Cs2をLレベルからHレベルに切替える場合においては、図5に示すとおりに指示信号Cs1,Cs2のレベルが切替えられる。したがって、リミッタ部34の非能動状態から能動状態への移行指示が先行してなされた後、所定時間Wt2の経過後、上流側回路の遮断から接続への切替指示(電圧調整回路61の非能動状態から能動状態への移行指示)が行なわれることとなる。これにより、本実施の形態においても、マイクロコンピュータ5の破壊が効果的に防止される。   Further, when the instruction signals Cs1, Cs2 are switched from the L level to the H level, the levels of the instruction signals Cs1, Cs2 are switched as shown in FIG. Therefore, after the limiter unit 34 is instructed to shift from the inactive state to the active state in advance, after the elapse of the predetermined time Wt2, the upstream circuit is disconnected and switched to the connection instruction (the voltage adjustment circuit 61 is inactive). (Transition instruction from state to active state) is performed. Thereby, also in this Embodiment, destruction of the microcomputer 5 is prevented effectively.

<3.第3の実施の形態>
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態は、第1の実施の形態の変形例である。本実施の形態では、センサ部2として一つのホール素子のみを有している。以下では、第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。
<3. Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment is a modification of the first embodiment. In the present embodiment, the sensor unit 2 has only one Hall element. Below, it demonstrates centering on difference with 1st Embodiment.

図7は、本実施の形態の位置検出装置10Cの電気的な構成を模式的に示す図である。本実施の形態では、センサ部2が一つのホール素子2cのみで構成されており、この出力電位Vc1,Vc2の差であるホール起電力Vhcが、ホール素子2cに対する磁石1の相対位置としてされる。つまり、ホール起電力Vhcがそのまま、磁石1の相対位置を示す位置信号Lsの値とされる。   FIG. 7 is a diagram schematically illustrating an electrical configuration of the position detection device 10C according to the present embodiment. In the present embodiment, the sensor unit 2 is composed of only one Hall element 2c, and the Hall electromotive force Vhc, which is the difference between the output potentials Vc1 and Vc2, is set as the relative position of the magnet 1 with respect to the Hall element 2c. . That is, the Hall electromotive force Vhc is directly used as the value of the position signal Ls indicating the relative position of the magnet 1.

したがって、処理回路3は、位置導出機能としてホール起電力Vhcを求めるための1つの差動増幅部31のみを備え、減算部32は備えていない。差動増幅部31から出力される位置信号Lsは、フィルタ部33及びリミッタ部34を経由した後、処理回路3の信号出力端子e4からマイクロコンピュータ5に出力される。   Therefore, the processing circuit 3 includes only one differential amplifying unit 31 for obtaining the Hall electromotive force Vhc as a position derivation function, and does not include the subtracting unit 32. The position signal Ls output from the differential amplifying unit 31 passes through the filter unit 33 and the limiter unit 34, and then is output from the signal output terminal e4 of the processing circuit 3 to the microcomputer 5.

また、本実施の形態では、環境温度の変化の影響を排除するために、センサ電源71からホール素子2cへの供給電流が一定値に調整される。このため、処理回路3は、温度補償機能として定電流回路62を備えている。   In the present embodiment, the supply current from the sensor power supply 71 to the Hall element 2c is adjusted to a constant value in order to eliminate the influence of changes in the environmental temperature. Therefore, the processing circuit 3 includes a constant current circuit 62 as a temperature compensation function.

定電流回路62は、センサ部2の−側の電源端子e2とグランドとの間の下流側回路に配置され、主としてオペアンプ62a、トランジスタ62t及び抵抗R1で構成される。トランジスタ62tのコレクタはセンサ部2の−側の電源端子e2に接続され、エミッタは抵抗R1を介してグランドに接続されている。エミッタ−コレクタ間を流れる電流は、オペアンプ62aの+入力端子の電圧Vrefと抵抗R1とで規定される一定の値に調整される。つまり、ホール素子2cに供給される電流が一定値に調整されるわけである。   The constant current circuit 62 is disposed in a downstream circuit between the negative power supply terminal e2 of the sensor unit 2 and the ground, and is mainly composed of an operational amplifier 62a, a transistor 62t, and a resistor R1. The collector of the transistor 62t is connected to the negative side power supply terminal e2 of the sensor unit 2, and the emitter is connected to the ground via a resistor R1. The current flowing between the emitter and the collector is adjusted to a constant value defined by the voltage Vref of the + input terminal of the operational amplifier 62a and the resistor R1. That is, the current supplied to the Hall element 2c is adjusted to a constant value.

定電流回路62は、オペアンプ62aに供給される電力に応じて、能動状態と非能動状態との間で状態移行する。定電流回路62は、能動状態では、上述のようにホール素子2cへの供給電流を一定値に調整するが、非能動状態では下流側回路を遮断することとなる。   The constant current circuit 62 shifts between an active state and an inactive state according to the power supplied to the operational amplifier 62a. The constant current circuit 62 adjusts the current supplied to the Hall element 2c to a constant value as described above in the active state, but shuts down the downstream circuit in the inactive state.

電源制御部38及びスイッチング回路39の構成は、第1の実施の形態と同様である。ただし、電力供給線Pvは、処理回路3の差動増幅部31、フィルタ部33、リミッタ部34、及び、定電流回路62のオペアンプ62aに接続されている。したがって、電力供給線Pvを介した電力の供給/停止により、差動増幅部31、フィルタ部33、リミッタ部34及び定電流回路62の能動状態と非能動状態とが切替えられることとなる。   The configurations of the power controller 38 and the switching circuit 39 are the same as those in the first embodiment. However, the power supply line Pv is connected to the differential amplifier 31, the filter 33, the limiter 34, and the operational amplifier 62 a of the constant current circuit 62 of the processing circuit 3. Therefore, the active state and the inactive state of the differential amplifier unit 31, the filter unit 33, the limiter unit 34, and the constant current circuit 62 are switched by supplying / stopping the power via the power supply line Pv.

本実施の形態においても、リミッタ部34及び定電流回路62の非能動状態において、上流側回路の接続を維持した場合には、マイクロコンピュータ5が破壊されるおそれがある。このため、リミッタ部34及び定電流回路62の非能動状態においては必ず、スイッチング回路39により上流側回路が遮断されるようになっている。   Also in the present embodiment, when the connection of the upstream circuit is maintained in the inactive state of the limiter unit 34 and the constant current circuit 62, the microcomputer 5 may be destroyed. Therefore, the upstream circuit is always cut off by the switching circuit 39 when the limiter unit 34 and the constant current circuit 62 are inactive.

また、本実施の形態においても、マイクロコンピュータ5からは電源制御部38に対して2つの指示信号Cs1,Cs2が出力される。そして、電源制御部38は、第1指示信号Cs1のレベル(H/L)に応じて電力の供給/停止を切替え、第2指示信号Cs2のレベル(H/L)の切替に応じてスイッチング信号Ssの出力/非出力を切替える。   Also in the present embodiment, the microcomputer 5 outputs two instruction signals Cs 1 and Cs 2 to the power supply control unit 38. Then, the power supply control unit 38 switches power supply / stop according to the level (H / L) of the first instruction signal Cs1, and switches the signal according to the switching of the level (H / L) of the second instruction signal Cs2. Switch Ss output / non-output.

指示信号Cs1,Cs2をHレベルからLレベルに切替える場合においては、図4に示すとおりに指示信号Cs1,Cs2のレベルが切替えられる。したがって、上流側回路の接続から遮断への切替指示が先行してなされた後、所定時間Wt1の経過後、定電流回路62及びリミッタ部34の能動状態から非能動状態への移行指示が行なわれることとなる。   When the instruction signals Cs1, Cs2 are switched from the H level to the L level, the levels of the instruction signals Cs1, Cs2 are switched as shown in FIG. Therefore, after the instruction for switching from the connection of the upstream circuit to the disconnection is made in advance, and after the elapse of the predetermined time Wt1, an instruction to shift the constant current circuit 62 and the limiter unit 34 from the active state to the inactive state is issued. It will be.

また、指示信号Cs1,Cs2をLレベルからHレベルに切替える場合においては、図5に示すとおりに指示信号Cs1,Cs2のレベルが切替えられる。したがって、定電流回路62及びリミッタ部34の非能動状態から能動状態への移行指示が先行してなされた後、所定時間Wt2の経過後、上流側回路の遮断から接続への切替指示が行なわれることとなる。これにより、本実施の形態においても、マイクロコンピュータ5の破壊が効果的に防止される。   Further, when the instruction signals Cs1, Cs2 are switched from the L level to the H level, the levels of the instruction signals Cs1, Cs2 are switched as shown in FIG. Accordingly, after the constant current circuit 62 and the limiter unit 34 are instructed to shift from the inactive state to the active state in advance, after the elapse of the predetermined time Wt2, the upstream circuit is instructed to be switched from being disconnected to being connected. It will be. Thereby, also in this Embodiment, destruction of the microcomputer 5 is prevented effectively.

<4.第4の実施の形態>
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態は、第1の実施の形態の変形例である。本実施の形態では、磁石1の2次元相対位置が導出される。以下では、第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。
<4. Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment is a modification of the first embodiment. In the present embodiment, the two-dimensional relative position of the magnet 1 is derived. Below, it demonstrates centering on difference with 1st Embodiment.

図8は、本実施の形態の位置検出装置10Dに含まれる構成要素の物理的な配置を示す斜視図であり、図9は、位置検出装置10Dの電気的な構成を模式的に示す図である。   FIG. 8 is a perspective view showing a physical arrangement of components included in the position detection device 10D of the present embodiment, and FIG. 9 is a diagram schematically showing an electrical configuration of the position detection device 10D. is there.

図8に示すように、位置検出装置10Dは、1つの磁石1を備えるとともに、4個のホール素子2a,2b,2c,2d、言い換えれば、2組のホール素子対(磁気センサ対)(2a,2b),(2c,2d)を備えている。これらのホール素子対の配置は、相対的に固定されている。1組のホール素子対2a,2bはX方向に離間して配置され、別の1組のホール素子対2c,2dはY方向に離間して配置されている。つまり、ホール素子対2a,2bの配置方向(X方向)と、ホール素子対2c,2dの配置方向(Y方向)とは、互いに直交している。   As shown in FIG. 8, the position detection device 10D includes one magnet 1 and four Hall elements 2a, 2b, 2c, 2d, in other words, two Hall element pairs (magnetic sensor pairs) (2a , 2b), (2c, 2d). The arrangement of these Hall element pairs is relatively fixed. One set of Hall element pairs 2a and 2b are arranged apart from each other in the X direction, and another set of Hall element pairs 2c and 2d are arranged apart from each other in the Y direction. That is, the arrangement direction (X direction) of the Hall element pairs 2a and 2b and the arrangement direction (Y direction) of the Hall element pairs 2c and 2d are orthogonal to each other.

また、ホール素子対2a,2bは一のセンサ部2として機能し、ホール素子対2c,2dは他の一のセンサ部2として機能する。そして、磁石1は、相対的に固定されたこれらの2組のセンサ部2に対して、X方向及びY方向の双方向に移動可能とされている。位置検出装置10Dでは、このように移動する磁石1の2組のセンサ部2に対する2次元の相対位置が検出される。   The hall element pairs 2a and 2b function as one sensor unit 2, and the hall element pairs 2c and 2d function as another sensor unit 2. The magnet 1 is movable in both directions of the X direction and the Y direction with respect to these two sets of sensor units 2 fixed relatively. In the position detection device 10D, a two-dimensional relative position of the moving magnet 1 with respect to the two sets of sensor units 2 is detected.

図9に示すように、位置検出装置10Dでは2組のセンサ部2に対応可能に、2つの処理回路30が設けられている。そして、一方の処理回路30では、ホール素子対2a,2bの出力値に基づいて磁石1のX方向における位置xが導出され、他方の処理回路30では、磁石1のY方向における位置yが導出される。つまり、位置検出装置10Dは、それぞれが磁石1の一次元位置を検出する2組の検出ユニットU1,U2を備えていることとなる。   As shown in FIG. 9, in the position detection device 10D, two processing circuits 30 are provided so as to be compatible with two sets of sensor units 2. In one processing circuit 30, the position x in the X direction of the magnet 1 is derived based on the output values of the Hall element pairs 2a and 2b, and in the other processing circuit 30, the position y in the Y direction of the magnet 1 is derived. Is done. That is, the position detection device 10D includes two sets of detection units U1 and U2 that each detect the one-dimensional position of the magnet 1.

処理回路30は、第1の実施の形態の処理回路3とは相違し、「電源制御機能」は備えておらず、「位置導出機能」及び「温度補償機能」のみを有している。したがって、処理回路3の構成は、図2に示す処理回路3の構成から、スイッチング回路39及び電源制御部38を除いた構成となっている。すなわち、1つの検出ユニットは、1つのセンサ部2(1組のホール素子対)、1つの位置導出機能(リミッタ部34を含む)、及び、1つの温度補償機能(電圧調整回路37を含む)を含んで構成されることとなる。   Unlike the processing circuit 3 of the first embodiment, the processing circuit 30 does not have a “power supply control function” but has only a “position derivation function” and a “temperature compensation function”. Therefore, the configuration of the processing circuit 3 is a configuration obtained by removing the switching circuit 39 and the power supply control unit 38 from the configuration of the processing circuit 3 shown in FIG. That is, one detection unit includes one sensor unit 2 (one set of Hall elements), one position deriving function (including the limiter unit 34), and one temperature compensation function (including the voltage adjustment circuit 37). It will be comprised including.

したがって、各検出ユニットU1,U2の処理回路30からは、相対位置を示す位置信号Lsがマイクロコンピュータ5に出力される。詳細には、ホール素子対2a,2bを含む検出ユニットU1の処理回路30は磁石1のX方向における相対位置を示す位置信号Ls1を出力し、ホール素子対2c,2dを含む検出ユニットU2の処理回路30は磁石1のY方向における相対位置を示す位置信号Ls2を出力する。すなわち、マイクロコンピュータ5には、磁石1の2次元の相対位置が入力される。また、各ユニットU1,U2のセンサ部2(ホール素子対)はそれぞれ、その出力値の加算値が一定値となるように、電圧調整回路37により入力電圧Vinが調整される。   Therefore, the position signal Ls indicating the relative position is output to the microcomputer 5 from the processing circuit 30 of each of the detection units U1 and U2. Specifically, the processing circuit 30 of the detection unit U1 including the Hall element pair 2a and 2b outputs a position signal Ls1 indicating the relative position of the magnet 1 in the X direction, and the processing of the detection unit U2 including the Hall element pair 2c and 2d. The circuit 30 outputs a position signal Ls2 indicating the relative position of the magnet 1 in the Y direction. That is, the two-dimensional relative position of the magnet 1 is input to the microcomputer 5. The input voltage Vin is adjusted by the voltage adjustment circuit 37 so that the added value of the output values of the sensor units 2 (Hall element pairs) of the units U1 and U2 becomes a constant value.

また、位置検出装置10Dでは、「電源制御機能」を担うスイッチング回路39及び電源制御部38が、検出ユニットU1,U2とは独立して構成されている。これらの「電源制御機能」の構成は、第1の実施の形態とほぼ同様であり、第1の実施の形態と同様にマイクロコンピュータ5からの指示信号Cs1,Cs2に基づいて動作する。ただし、電源制御部38の電力供給線Pvは、2つの検出ユニットU1,U2の双方の処理回路30に接続されており、また、スイッチング回路39は、検出ユニットU1,U2の双方のセンサ部2の+側の電源端子e1に接続されている。   Further, in the position detection device 10D, the switching circuit 39 and the power supply control unit 38 responsible for the “power supply control function” are configured independently of the detection units U1 and U2. The configuration of these “power control functions” is substantially the same as that of the first embodiment, and operates based on the instruction signals Cs1 and Cs2 from the microcomputer 5 as in the first embodiment. However, the power supply line Pv of the power supply control unit 38 is connected to the processing circuits 30 of both of the two detection units U1 and U2, and the switching circuit 39 includes both sensor units 2 of the detection units U1 and U2. Is connected to the power terminal e1 on the + side.

つまり、本実施の形態においては、1つのスイッチング回路39及び1つの電源制御部38が、検出ユニットU1,U2の双方において兼用されているわけである。これにより、検出ユニットU1,U2のそれぞれに「電源制御機能」を設けた場合よりも構成を簡単にすることができ、また、制御も容易とすることができる。   That is, in the present embodiment, one switching circuit 39 and one power supply control unit 38 are shared by both detection units U1 and U2. Thereby, the configuration can be simplified and control can be facilitated as compared with the case where each of the detection units U1 and U2 is provided with a “power control function”.

なお、本実施の形態の位置検出装置10Dは、2つの検出ユニットを有しているが、3以上の検出ユニットを有していてもよい。検出ユニットの数によらず、複数の検出ユニットの間でセンサ部2(ホール素子対)の配置を相対的に固定すれば、センサ部2に対する磁石1の相対位置を高精度に求めることができる。   In addition, although the position detection apparatus 10D of this Embodiment has two detection units, you may have three or more detection units. Regardless of the number of detection units, the relative position of the magnet 1 with respect to the sensor unit 2 can be obtained with high accuracy by relatively fixing the arrangement of the sensor units 2 (Hall element pairs) among the plurality of detection units. .

また、ホール素子対の配置方向は複数の検出ユニットの間で相違させてもよく、平行としてもよい。ホール素子対の配置方向を複数の検出ユニットの間で相違させた場合は、磁石1の相対位置を複数の次元で求めることができる。一方、ホール素子対の配置方向を複数の検出ユニットの間で平行とした場合は、その配置方向における磁石1の位置を正確に測定することができる。   In addition, the arrangement direction of the Hall element pairs may be different among the plurality of detection units, or may be parallel. When the arrangement direction of the Hall element pair is made different between the plurality of detection units, the relative position of the magnet 1 can be obtained in a plurality of dimensions. On the other hand, when the arrangement direction of the Hall element pair is parallel between the plurality of detection units, the position of the magnet 1 in the arrangement direction can be accurately measured.

また、本実施の形態の位置検出装置10Dは、それぞれがセンサ部2の入力電圧Vinを調整する検出ユニットを2つ備えるものであったが、第3の実施の形態と同様にそれぞれがセンサ部2への供給電流を一定値に調整する検出ユニットを2つ備えるものであってもよい。   Further, the position detection device 10D according to the present embodiment includes two detection units each for adjusting the input voltage Vin of the sensor unit 2. However, each of the position detection devices 10D includes a sensor unit as in the third embodiment. Two detection units that adjust the supply current to 2 to a constant value may be provided.

<5.第5の実施の形態>
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。本実施形態においては、位置検出装置の具体的な利用形態を例示する。ここでは、撮像装置の手振れ補正機構に上述のような位置検出装置を利用する場合について詳細に説明する。なお、本発明は、静止画像を撮像するタイプの撮像装置(デジタルスチルカメラ等)、および動画像を撮像するタイプの撮像装置(デジタルムービーカメラ等)のいずれにも適用可能である。
<5. Fifth embodiment>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a specific usage form of the position detection device is illustrated. Here, the case where the position detection device as described above is used for the camera shake correction mechanism of the imaging device will be described in detail. Note that the present invention can be applied to both an imaging device (such as a digital still camera) that captures still images and an imaging device (such as a digital movie camera) that captures moving images.

図10は、手振れ補正機能を備えた撮像装置(ここではデジタルスチルカメラ)300Aを示す図である。撮像装置300Aは、カメラ本体60と、複数のレンズ40が組み込まれた鏡胴70と、鏡胴70の側面部に固定されたジャイロセンサ50と、鏡胴70の端面に取り付けられる手振れ補正装置100とを備えて構成される。   FIG. 10 is a diagram illustrating an image pickup apparatus (here, a digital still camera) 300A having a camera shake correction function. The imaging apparatus 300 </ b> A includes a camera body 60, a lens barrel 70 in which a plurality of lenses 40 are incorporated, a gyro sensor 50 fixed to a side surface portion of the lens barrel 70, and a camera shake correction device 100 attached to an end surface of the lens barrel 70. And is configured.

手振れ補正装置100は、その内部にCCDなどの撮像素子16が設けられており、ジャイロセンサ50によって検出される撮像装置300Aのブレに応じて、撮像素子16を光軸Lに垂直なXY平面内で移動させることにより、手振れ補正を行うものである。例えば、撮像装置300Aによる撮影中に、図10の矢印D1で示すように、撮像装置300Aがぶれて、鏡胴70に入射する光軸Lがずれた場合、手振れ補正装置100は撮像素子16を矢印D2に示すように移動させて光軸Lのずれを補正する。この手振れ補正装置100は、位置検出装置としての機能を内蔵しており、手振れ補正時にはその位置検出機能によってXY平面内での撮像素子16の現在位置を検出し、その位置情報を、撮像素子16の位置を高精度に制御するためのフィードバック情報として用いるように構成されている。   The camera shake correction apparatus 100 is provided with an image pickup device 16 such as a CCD. The image pickup device 16 is placed in an XY plane perpendicular to the optical axis L in accordance with the shake of the image pickup device 300A detected by the gyro sensor 50. The camera shake is corrected by moving the lens with. For example, when the imaging apparatus 300A is shaken during the photographing by the imaging apparatus 300A and the optical axis L incident on the lens barrel 70 is deviated as indicated by an arrow D1 in FIG. The shift of the optical axis L is corrected by moving as indicated by the arrow D2. The camera shake correction device 100 has a function as a position detection device. At the time of camera shake correction, the position detection function detects the current position of the image sensor 16 in the XY plane, and the position information is used as the image sensor 16. Is used as feedback information for controlling the position of the head with high accuracy.

図11は、手振れ補正装置100の組立分解斜視図である。図11に示すように、手振れ補正装置100は主として、鏡胴70の端面に固設されるベース板12、ベース板12に対してX軸方向に移動する第1スライダ14、および、第1スライダ14に対してY軸方向に移動する第2スライダ13の3つの部材が組み合わされて構成される。   FIG. 11 is an exploded perspective view of the camera shake correction apparatus 100. As shown in FIG. 11, the camera shake correction apparatus 100 mainly includes a base plate 12 fixed to an end surface of a lens barrel 70, a first slider 14 that moves in the X-axis direction with respect to the base plate 12, and a first slider. The three members of the second slider 13 moving in the Y-axis direction with respect to 14 are combined.

ベース板12は、中央に開口121が形成された環状の金属フレーム122を基材として形成されるものであり、その金属フレーム122が鏡胴70に固定される。ベース板12は、金属フレーム122に、X軸方向に延設される第1アクチュエータ123と、複数のホール素子を内蔵して構成される磁気センサユニット22とが配設された構成となっている。また、金属フレーム122周縁部の所定位置には第1スプリング掛け124が形成されるとともに、周縁部の複数箇所にL字状の基板保持具125が形成されている。   The base plate 12 is formed using an annular metal frame 122 having an opening 121 at the center as a base material, and the metal frame 122 is fixed to the lens barrel 70. The base plate 12 has a configuration in which a metal frame 122 is provided with a first actuator 123 extending in the X-axis direction and a magnetic sensor unit 22 configured by incorporating a plurality of Hall elements. . In addition, a first spring hook 124 is formed at a predetermined position on the periphery of the metal frame 122, and L-shaped substrate holders 125 are formed at a plurality of locations on the periphery.

第2スライダ13は、その中央に撮像素子16を収容して固定可能な開口131が形成された樹脂製の枠体132を備え、その枠体132に、Y軸方向に延設される第2アクチュエータ133と、剛球19をZ軸方向両面に遊嵌する剛球受け134と、磁石を支持するための磁石支持部21とが設けられた構成となっている。磁石支持部21は、開口131を基準にみると、第2アクチュエータ133よりもさらに外側であって、ベース板12に設けられる磁気センサユニット22に対向する位置に形成されている。   The second slider 13 includes a resin-made frame 132 having an opening 131 that can accommodate and fix the image sensor 16 at the center thereof, and the second slider 13 extends in the Y-axis direction to the frame 132. The actuator 133, the hard ball receiver 134 that loosely fits the hard ball 19 on both sides in the Z-axis direction, and the magnet support portion 21 for supporting the magnet are provided. The magnet support portion 21 is formed on the outer side of the second actuator 133 with respect to the opening 131 and at a position facing the magnetic sensor unit 22 provided on the base plate 12.

図12は、磁石支持部21を正面からみた場合の要部拡大図である。図12に示すように、磁石支持部21は、第2アクチュエータ133の外側に形成された壁面211からさらに外側に向けて延設された平板状の磁石支持アーム212によって形成され、磁石支持アーム212の先端部下面側に磁石受け部213が設けられている。磁石受け部213は、磁石23を嵌入して固定できるようになっている。そして図12に示すように、磁石支持アーム212の下面側に固定される磁石23は、ベース板12の磁気センサユニット22と対向する位置に配置される。そして磁石23の下面と磁気センサユニット22の表面(上面)とは互いに略平行となるように設けられる。   FIG. 12 is an enlarged view of a main part when the magnet support portion 21 is viewed from the front. As shown in FIG. 12, the magnet support portion 21 is formed by a plate-like magnet support arm 212 extending outward from a wall surface 211 formed outside the second actuator 133, and the magnet support arm 212. A magnet receiving portion 213 is provided on the lower surface side of the tip portion. The magnet receiving portion 213 can be fixed by inserting the magnet 23 therein. And as shown in FIG. 12, the magnet 23 fixed to the lower surface side of the magnet support arm 212 is arrange | positioned in the position facing the magnetic sensor unit 22 of the base board 12. As shown in FIG. The lower surface of the magnet 23 and the surface (upper surface) of the magnetic sensor unit 22 are provided so as to be substantially parallel to each other.

図11に戻り、第1スライダ14は、その中央部に第2スライダ13を収めるための開口141が形成されたアルミニウム製の環状フレーム142を基材として形成されるものであり、そのフレーム142に、第1摩擦結合部143、第2摩擦結合部144および第2スプリング掛け145が設けられた構成を有している。第1摩擦結合部143はベース板12の第1アクチュエータ123と対向する位置に設けられ、第2摩擦結合部144は第2スライダ13の第2アクチュエータ133と対向する位置に設けられる。また、第2スプリング掛け145はベース板12の第1スプリング掛け124に対向する位置に設けられる。   Returning to FIG. 11, the first slider 14 is formed by using an aluminum annular frame 142 in which an opening 141 for accommodating the second slider 13 is formed at the center thereof as a base material. The first friction coupling portion 143, the second friction coupling portion 144, and the second spring hook 145 are provided. The first friction coupling portion 143 is provided at a position facing the first actuator 123 of the base plate 12, and the second friction coupling portion 144 is provided at a position facing the second actuator 133 of the second slider 13. Further, the second spring hook 145 is provided at a position facing the first spring hook 124 of the base plate 12.

第1アクチュエータ123および第2アクチュエータ133はそれぞれ、図13に示すように、静止部材81と圧電素子82と駆動ロッド83とを備えており、静止部材81がベース板12若しくは第2スライダ13に固定され、圧電素子82の一端側が静止部材81に固定されるとともに他端側が駆動ロッド83に接続された構成を有している。そして圧電素子82に印加される駆動パルスに応じた量および方向に駆動ロッド83が移動するようになっている。このとき駆動ロッド83の移動方向は、各アクチュエータが延設された方向、すなわち図13の例では矢印84で示される方向となる。   As shown in FIG. 13, each of the first actuator 123 and the second actuator 133 includes a stationary member 81, a piezoelectric element 82, and a drive rod 83, and the stationary member 81 is fixed to the base plate 12 or the second slider 13. In addition, one end side of the piezoelectric element 82 is fixed to the stationary member 81 and the other end side is connected to the drive rod 83. The drive rod 83 is moved in an amount and direction according to the drive pulse applied to the piezoelectric element 82. At this time, the moving direction of the drive rod 83 is a direction in which each actuator is extended, that is, a direction indicated by an arrow 84 in the example of FIG.

以上のような手振れ補正装置100が組み上げられるときには、撮像素子16が第2スライダ13の開口131に嵌合して固設されるとともに、第1アクチュエータ123の駆動ロッド83と第1摩擦結合部143とが摩擦結合され、第2アクチュエータ133の駆動ロッド83と第2摩擦結合部144とが摩擦結合される。また、第1スプリング掛け124と第2スプリング掛け145との間にはスプリング18が架設され、ベース板12および第1スライダ14がスプリング18によって相互に接近する向きに付勢される。このとき、第2スライダ13は、ベース板12と第1スライダ14とに剛球19を介して挟み込まれた状態とされる。これにより、Z軸負方向側から正方向側に向かって、ベース板12、第2スライダ13、第1スライダ14の順に重なって、これら部材12,13,14が配置されることとなる。   When the camera shake correction apparatus 100 as described above is assembled, the image sensor 16 is fitted and fixed in the opening 131 of the second slider 13, and the drive rod 83 of the first actuator 123 and the first friction coupling portion 143. Are frictionally coupled, and the drive rod 83 of the second actuator 133 and the second frictional coupling portion 144 are frictionally coupled. Further, a spring 18 is installed between the first spring hook 124 and the second spring hook 145, and the base plate 12 and the first slider 14 are urged by the spring 18 so as to approach each other. At this time, the second slider 13 is sandwiched between the base plate 12 and the first slider 14 via the hard sphere 19. Accordingly, the base plate 12, the second slider 13, and the first slider 14 are overlapped in this order from the Z-axis negative direction side to the positive direction side, and these members 12, 13, and 14 are arranged.

このような手振れ補正装置100が組み上げられた状態で、第1アクチュエータ123の駆動ロッド83が移動すると、これに摩擦結合する第1摩擦結合部143の移動により第1スライダ14がベース板12に対してX軸方向に移動する。このとき、第1スライダ14の移動にあわせて第2スライダ13もベース板12に対してX軸方向に移動する。また、第2アクチュエータ133の駆動ロッド83が移動すると、これに摩擦結合する第2摩擦結合部144の移動により第2スライダ13が第1スライダ14に対してY軸方向に移動する。このとき、第1スライダ14のベース板12に対する移動はなされないため、第2スライダ13は単独でベース板12に対してY軸方向に移動することとなる。   When the drive rod 83 of the first actuator 123 moves in a state in which the camera shake correction apparatus 100 is assembled, the first slider 14 is moved relative to the base plate 12 by the movement of the first friction coupling portion 143 that is frictionally coupled thereto. To move in the X-axis direction. At this time, the second slider 13 also moves in the X-axis direction with respect to the base plate 12 in accordance with the movement of the first slider 14. Further, when the drive rod 83 of the second actuator 133 moves, the second slider 13 moves in the Y-axis direction with respect to the first slider 14 by the movement of the second friction coupling portion 144 that frictionally couples to the drive rod 83. At this time, since the first slider 14 is not moved with respect to the base plate 12, the second slider 13 is independently moved in the Y-axis direction with respect to the base plate 12.

このことから、手振れ補正装置100においては、第1スライダ14および第2スライダ13のそれぞれが撮像素子16を保持して、固定部材(固定体)たるベース板12に対して移動可能な移動部材(移動体)として構成されている。そして第1スライダ14はベース板12に対し、X軸方向に沿って直線的に移動するのみであるが、第2スライダ13は第1スライダのX軸方向への移動に加えて、Y軸方向に単独移動できるので、第2スライダ13は撮像素子16を保持した状態で、光軸に垂直なXY平面内を移動可能なように構成されている。   Therefore, in the camera shake correction apparatus 100, each of the first slider 14 and the second slider 13 holds the image sensor 16 and is movable with respect to the base plate 12 serving as a fixed member (fixed body). Mobile body). The first slider 14 only moves linearly along the X-axis direction with respect to the base plate 12, but the second slider 13 moves in the Y-axis direction in addition to the movement of the first slider in the X-axis direction. Therefore, the second slider 13 is configured to be movable in the XY plane perpendicular to the optical axis while holding the image sensor 16.

なお、第1アクチュエータ123および第2アクチュエータ133のそれぞれの駆動ロッド83は、第2スライダ13のX軸方向およびY軸方向それぞれへの直線的移動をガイドするガイド手段としての機能も有している。   The drive rods 83 of the first actuator 123 and the second actuator 133 also have a function as guide means for guiding the linear movement of the second slider 13 in the X axis direction and the Y axis direction, respectively. .

図14は、図11のI−I断面で切断した断面図であり、手振れ補正装置100が組み上げられ、鏡胴70に取り付けられた状態を示す図である。手振れ補正装置100は、ベース板12に設けられた磁気センサユニット22と、第2スライダ13に取り付けられた磁石23とを互いに対向する位置で近接状態に支持しており、磁気センサユニット22が磁石23によって生じる磁界の変化を良好に検知できるように配置されている。上述のように第2スライダ13はXY平面内を移動することができ、第2スライダ13の移動に伴って磁気センサユニット22に対する磁石23の位置が変動するようになっている。XY平面において磁気センサユニット22に対する磁石23の位置が変動することにより、磁気センサユニット22が検知する磁界は第2スライダ13の移動に伴って変化することになる。したがって、磁気センサユニット22が磁石23によって生じる磁界の変化を検知することにより、第2スライダ13の移動状況(すなわち現在位置)を検知することができるようになっており、磁気センサユニット22および磁石23はベース板12に対する第2スライダ13の位置を検出するための位置検出機構20を構成している。そして磁石23には電気的配線を行う必要がないので、位置検出機構20は配線作業を著しく省力化するという点で有益なものとなっている。   FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 11 and shows a state in which the camera shake correction device 100 is assembled and attached to the lens barrel 70. The camera shake correction apparatus 100 supports a magnetic sensor unit 22 provided on the base plate 12 and a magnet 23 attached to the second slider 13 in close proximity to each other, and the magnetic sensor unit 22 is a magnet. It is arranged so that the change of the magnetic field generated by 23 can be detected well. As described above, the second slider 13 can move in the XY plane, and the position of the magnet 23 with respect to the magnetic sensor unit 22 varies as the second slider 13 moves. When the position of the magnet 23 with respect to the magnetic sensor unit 22 varies in the XY plane, the magnetic field detected by the magnetic sensor unit 22 changes with the movement of the second slider 13. Therefore, when the magnetic sensor unit 22 detects a change in the magnetic field generated by the magnet 23, the movement state (that is, the current position) of the second slider 13 can be detected. The magnetic sensor unit 22 and the magnet Reference numeral 23 denotes a position detection mechanism 20 for detecting the position of the second slider 13 with respect to the base plate 12. Since the magnet 23 does not need to be electrically wired, the position detection mechanism 20 is useful in that the wiring work is remarkably saved.

また、第2スライダ13に設けられる撮像素子16の背面側(Z軸正方向側)には、放熱板17を介して第1基板41が設けられており、撮像素子16は第1基板41に接続されている。そのため、第1基板41は第2スライダ13と一体的にX方向およびY方向に移動する。また、ベース板12の基板保持具125には第2基板42が固定されている。第1基板41と第2基板42は、光軸方向(Z軸方向)に重なって配置され、第2スライダ13の移動によって、第1基板41は、第2基板42に対して平行に移動する。第1基板41および第2基板42は、可撓性を有するフレキシブル基板43によって互いに結線され、信号の送受信が可能なように構成されている。   A first substrate 41 is provided on the back side (Z-axis positive direction side) of the image sensor 16 provided on the second slider 13 via the heat radiating plate 17, and the image sensor 16 is attached to the first substrate 41. It is connected. Therefore, the first substrate 41 moves in the X direction and the Y direction integrally with the second slider 13. The second substrate 42 is fixed to the substrate holder 125 of the base plate 12. The first substrate 41 and the second substrate 42 are arranged so as to overlap in the optical axis direction (Z-axis direction), and the first substrate 41 moves in parallel to the second substrate 42 by the movement of the second slider 13. . The first substrate 41 and the second substrate 42 are connected to each other by a flexible substrate 43 having flexibility so that signals can be transmitted and received.

磁気センサユニット22は、図示しない信号線によって第2基板42に接続される。また、撮像装置300Aのブレを検知して、X軸方向およびY軸方向のブレに関する角速度信号を出力するジャイロセンサ50も、図示しない信号線によって第2基板42に接続される。   The magnetic sensor unit 22 is connected to the second substrate 42 by a signal line (not shown). In addition, a gyro sensor 50 that detects a blur of the imaging device 300A and outputs an angular velocity signal related to a blur in the X-axis direction and the Y-axis direction is also connected to the second substrate 42 by a signal line (not shown).

第1基板41には、撮像素子16を制御する素子や回路が配置され、撮像素子16からの出力信号(画像信号)はフレキシブル基板43を介して第2基板42に与えられる。第2基板42には、撮像素子16からの出力信号を処理する回路や、第2スライダ13の位置を検知する磁気センサユニット22からの信号を処理する回路等が配置されるとともに、出力回路からの位置信号(X座標値およびY座標値)と、ジャイロセンサ50から入力する角速度信号とに基づいて、第1及び第2アクチュエータ123,133を駆動制御するための制御回路(マイクロコンピュータ等を含む回路)が配置される。そして第2基板42からは、撮像素子16の内部に設けられる制御回路であって手振れ補正装置100とは異なる回路に、撮像素子16で取得された画像信号が出力されるとともに、図示しない信号線で接続された第1及び第2アクチュエータ123,133のそれぞれに対して駆動信号(駆動パルス)が送出される。   Elements and circuits for controlling the image sensor 16 are arranged on the first substrate 41, and an output signal (image signal) from the image sensor 16 is given to the second substrate 42 via the flexible substrate 43. On the second substrate 42, a circuit for processing an output signal from the image sensor 16, a circuit for processing a signal from the magnetic sensor unit 22 for detecting the position of the second slider 13, and the like are arranged. Control circuit (including a microcomputer or the like) for driving and controlling the first and second actuators 123 and 133 based on the position signal (X coordinate value and Y coordinate value) of the sensor and the angular velocity signal input from the gyro sensor 50. Circuit). The second substrate 42 outputs an image signal acquired by the image sensor 16 to a control circuit provided inside the image sensor 16 and is different from the camera shake correction apparatus 100, and a signal line (not shown). A drive signal (drive pulse) is sent to each of the first and second actuators 123 and 133 connected in the above.

そして上記のような回路配置において、第2スライダ13に設けられる磁石23には電気的配線を必要としないことから、第1基板41と第2基板42との配線パターンを比較的簡単にすることができ、設計上の部品の配置や配線の引き回し等に自由度が増すとともに、組立時の作業効率を向上させている。特に、移動部材に対する配線は、その移動部材の移動にとって抵抗となることがあるので、可能な限り移動部材への配線は避けることが望まれる。本実施形態においては、磁石23が移動部材である第2スライダ13に設けられるので、位置検出機構20の配線が第2スライダ13の移動を妨げることがなく、好適な配置となっている。   In the circuit arrangement as described above, since the magnet 23 provided on the second slider 13 does not require electrical wiring, the wiring pattern between the first substrate 41 and the second substrate 42 can be made relatively simple. As a result, the degree of freedom in designing the arrangement of parts and the routing of wiring is increased, and the work efficiency during assembly is improved. In particular, since the wiring for the moving member may become a resistance to the movement of the moving member, it is desirable to avoid the wiring to the moving member as much as possible. In the present embodiment, since the magnet 23 is provided on the second slider 13 which is a moving member, the wiring of the position detection mechanism 20 does not hinder the movement of the second slider 13 and is in a suitable arrangement.

次に、上述した手振れ補正装置100の動作について説明する。図15は、本実施形態にかかる手振れ補正装置100の駆動制御回路の電気的構成を示すブロック図である。この制御回路は、鏡胴70に入射される光軸Lのブレを検知して角速度信号を出力するジャイロセンサ50と、第2スライダ13(撮像素子16)の位置を検出する磁気センサユニット22からの信号を処理する処理回路24と、手振れ補正の総合的な制御を行い、入力される各種信号に基づいて駆動量を演算するマイクロコンピュータ(マイコン)101と、マイクロコンピュータ101からの駆動信号に基づいて所定周波数の駆動パルスを発生させる駆動回路102とを備えて構成されている。駆動回路102によって発生される駆動パルスは、第1および第2アクチュエータ123,133に出力され、各アクチュエータの延設方向に沿って第1および第2スライダ14、13が移動する。   Next, the operation of the above-described camera shake correction apparatus 100 will be described. FIG. 15 is a block diagram showing an electrical configuration of the drive control circuit of the camera shake correction apparatus 100 according to the present embodiment. This control circuit includes a gyro sensor 50 that detects blurring of the optical axis L incident on the lens barrel 70 and outputs an angular velocity signal, and a magnetic sensor unit 22 that detects the position of the second slider 13 (imaging device 16). A processing circuit 24 that processes the above-described signal, a microcomputer 101 that performs overall control of camera shake correction, calculates a driving amount based on various input signals, and a driving signal from the microcomputer 101 And a drive circuit 102 for generating a drive pulse of a predetermined frequency. The drive pulse generated by the drive circuit 102 is output to the first and second actuators 123 and 133, and the first and second sliders 14 and 13 move along the extending direction of each actuator.

ジャイロセンサ50は、カメラ本体60が矢印D1で示すようにぶれると、2軸方向(X軸方向およびY軸方向)の角速度を検出してマイクロコンピュータ101に出力する。   When the camera body 60 is shaken as indicated by an arrow D1, the gyro sensor 50 detects angular velocities in two axial directions (X-axis direction and Y-axis direction) and outputs the angular velocities to the microcomputer 101.

マイクロコンピュータ101は、ジャイロセンサ50から角速度信号を入力すると、光学系の焦点距離信号から撮像素子16上(結像面上)のぶれによる像の移動量、移動速度を算出する。そして算出した移動速度と第2スライダ13(撮像素子16)の現在位置とから、第1および第2アクチュエータ123,133に印加すべき所定周波数の供給電圧を決定する。すなわち、マイクロコンピュータ101は、磁気センサユニット22から入力する信号に基づいて求められる第2スライダ13(撮像素子16)が現在存在している位置(現在位置)と、ジャイロセンサ50から入力する角速度信号に基づいて決定される撮像素子16が本来あるべき位置(目標位置)とを比較し、本来あるべき位置に撮像素子16が移動するように、各スライダ13,14を駆動させるフィードバック制御を行う。   When the microcomputer 101 receives the angular velocity signal from the gyro sensor 50, the microcomputer 101 calculates the moving amount and moving speed of the image due to the blur on the imaging device 16 (on the imaging surface) from the focal length signal of the optical system. Then, a supply voltage of a predetermined frequency to be applied to the first and second actuators 123 and 133 is determined from the calculated moving speed and the current position of the second slider 13 (imaging device 16). That is, the microcomputer 101 detects the position (current position) where the second slider 13 (imaging element 16) is present based on the signal input from the magnetic sensor unit 22 and the angular velocity signal input from the gyro sensor 50. The image sensor 16 determined based on the above is compared with the position (target position) where the image sensor 16 should be, and feedback control is performed to drive the sliders 13 and 14 so that the image sensor 16 moves to the position where the image sensor 16 should be.

駆動回路102は、マイクロコンピュータ101からの信号を受けて、各アクチュエータ123,133の共振周波数の7割程度の周波数の駆動パルスを出力する。駆動パルスは、圧電素子82に印加され、第1および第2スライダ13,14を駆動ロッド83に沿って移動させる。具体的には、緩やかな立ち上がり部分と急激な立下り部分とを有する鋸歯状波の駆動パルスを圧電素子82に印加することによって、駆動ロッド83に摩擦結合した部材13(又は14)を、摩擦力と慣性力との大小関係に応じた作用によって、一方の方向に移動させることができる。また逆に、圧電素子82に印加する鋸歯状波の波形を変えて急速な立ち上がりと緩やかな立下りとからなる駆動パルスを印加することによれば、今度は部材13(又は14)を逆の方向に移動させることができる。   The drive circuit 102 receives a signal from the microcomputer 101 and outputs a drive pulse having a frequency of about 70% of the resonance frequency of the actuators 123 and 133. The drive pulse is applied to the piezoelectric element 82 and moves the first and second sliders 13 and 14 along the drive rod 83. Specifically, the member 13 (or 14) frictionally coupled to the drive rod 83 is frictionally applied to the piezoelectric element 82 by applying a sawtooth wave drive pulse having a gently rising portion and a sudden falling portion. It can be moved in one direction by the action according to the magnitude relationship between the force and the inertial force. Conversely, by changing the waveform of the sawtooth wave applied to the piezoelectric element 82 and applying a drive pulse consisting of a rapid rise and a gentle fall, the member 13 (or 14) is now reversed. Can be moved in the direction.

このように第1および第2アクチュエータ123,133はそれぞれインパクトアクチュエータとして構成されており、駆動ロッド83に摩擦結合された各スライダ13,14が、圧電素子82の伸縮動作に伴って駆動ロッド83上を摺動する。第1アクチュエータ123に駆動パルスが与えられることによって第1スライダ14がX軸方向へ移動すると、第1スライダに連結されている第2スライダ13も同時にX軸方向に移動する。また、第2アクチュエータ133に駆動パルスが印加された場合は、第1スライダ14とは独立して第2スライダ13だけがY軸方向に移動(自走)する。そして、第2スライダ13は、第1スライダ14とベース板12の間にかかるスプリング18と、各部材の間の剛球19により、抵抗が少なくかつ光軸方向に変動することなく移動する。このとき第1基板41および第2基板42を接続するフレキシブル基板43は、折り曲げられた曲げ部分がよれて、第2スライダ13の移動を吸収するように機能する。   Thus, the first and second actuators 123 and 133 are configured as impact actuators, and the sliders 13 and 14 frictionally coupled to the drive rod 83 are moved on the drive rod 83 as the piezoelectric element 82 expands and contracts. Slide. When the drive pulse is applied to the first actuator 123 and the first slider 14 moves in the X-axis direction, the second slider 13 connected to the first slider also moves in the X-axis direction at the same time. When a drive pulse is applied to the second actuator 133, only the second slider 13 moves (self-runs) in the Y-axis direction independently of the first slider 14. The second slider 13 moves with little resistance and without fluctuation in the optical axis direction by the spring 18 between the first slider 14 and the base plate 12 and the rigid sphere 19 between the members. At this time, the flexible substrate 43 connecting the first substrate 41 and the second substrate 42 functions so as to absorb the movement of the second slider 13 due to the bent portion.

以上のように、手振れ補正装置100は位置検出装置としての機能を内蔵しており、その特徴的構成として、位置検出機構20が磁気センサユニット22と磁石23とを備えたものとなっている。本実施形態においては、移動部材と固定部材との少なくとも一方については位置検出用の配線を行う必要のない位置検出機構20が実現されている。   As described above, the camera shake correction device 100 has a built-in function as a position detection device. As a characteristic configuration, the position detection mechanism 20 includes the magnetic sensor unit 22 and the magnet 23. In the present embodiment, a position detection mechanism 20 that does not require wiring for position detection is realized for at least one of the moving member and the fixed member.

また、この位置検出機構20の各構成要素は、第4の実施の形態の位置検出装置10D(図8、図9参照)の構成要素に対応している。具体的には、磁石23は磁石1に対応し、磁気センサユニット22は、4つのホール素子2a〜2dで構成される2組のセンサ部2に対応する。また、処理回路24は、2つの処理回路30、及び、スイッチング回路39及び電源制御部38に対応する。また、図15に示すマイクロコンピュータ101はその機能の一部として、第4の実施の形態の位置検出装置10Dにおけるマイクロコンピュータ5の機能を担うこととなる。   Each component of the position detection mechanism 20 corresponds to a component of the position detection device 10D (see FIGS. 8 and 9) according to the fourth embodiment. Specifically, the magnet 23 corresponds to the magnet 1, and the magnetic sensor unit 22 corresponds to two sets of sensor units 2 including four Hall elements 2 a to 2 d. The processing circuit 24 corresponds to the two processing circuits 30, the switching circuit 39, and the power supply control unit 38. Moreover, the microcomputer 101 shown in FIG. 15 bears the function of the microcomputer 5 in the position detection apparatus 10D of the fourth embodiment as a part of its function.

したがって、このような位置検出機構(位置検出装置とも称せられる)を備える撮像装置300Aは、第4の実施の形態と同様の利点を得ることができる。また、この位置検出装置は非接触式であるため、当該位置検出装置が撮像装置における騒音発生源とならずに済むなどの利点を得ることもできる。   Therefore, the imaging apparatus 300A provided with such a position detection mechanism (also referred to as a position detection apparatus) can obtain the same advantages as those of the fourth embodiment. Further, since the position detection device is a non-contact type, it is possible to obtain an advantage that the position detection device does not have to be a noise generation source in the imaging device.

また、ここでは、ホール素子2a,2bのセンサ配列方向が第1アクチュエータ123の移動方向(X軸方向)に略一致するように配置されるとともに、ホール素子2c,2dのセンサ配列方向が第2アクチュエータ133の移動方向(Y軸方向)に略一致するように配置されている。そのため、磁気センサユニット22で検出される座標値の座標系が、第1および第2アクチュエータ123,133を制御するために用いられる座標系と略一致することになり、信号処理を行う際に座標変換の演算を行う必要がなく、効率的な信号処理が可能な構成となっている。   Further, here, the Hall elements 2a and 2b are arranged so that the sensor arrangement direction thereof substantially coincides with the moving direction (X-axis direction) of the first actuator 123, and the Hall element elements 2c and 2d are arranged in the second sensor arrangement direction. The actuator 133 is arranged so as to substantially coincide with the moving direction (Y-axis direction). For this reason, the coordinate system of the coordinate values detected by the magnetic sensor unit 22 substantially coincides with the coordinate system used for controlling the first and second actuators 123 and 133, and the coordinate system is used when performing signal processing. There is no need to perform a conversion operation, and the signal processing is efficient.

さらに、4個のホール素子を図8のように配置することにより、4個のホール素子からなる1つのセンサパッケージとしての磁気センサユニット22を配置するだけで、X方向およびY方向の2方向についての磁界の変化を検知することができるようになり、しかもその磁気センサユニット22に対向して1個の磁石23を設置するだけで、X方向およびY方向の2方向について位置検出が可能な位置検出機構20が実現されることになる。このように、図8に示すホール素子2a〜2dの配置は、位置検出機構20の小型化に適したものとなっている。   Further, by arranging the four Hall elements as shown in FIG. 8, only by arranging the magnetic sensor unit 22 as one sensor package composed of the four Hall elements, the X direction and the Y direction can be obtained. The position where the position of the magnetic sensor unit 22 can be detected by simply installing one magnet 23 facing the magnetic sensor unit 22 can be detected. The detection mechanism 20 is realized. Thus, the arrangement of the Hall elements 2 a to 2 d shown in FIG. 8 is suitable for downsizing the position detection mechanism 20.

なお、この実施形態においては、磁気センサユニット22が4個のホール素子を内蔵し、1個の磁気センサユニットでX軸方向およびY軸方向の2方向について磁界の変化を検知できるように構成した例を示した。しかし、1方向についての磁界変化を検知するために1個の磁気センサユニットを設けるようにしてもよい。例えば、第1アクチュエータ123の外側の位置にX軸方向についての位置検出を行う磁気センサユニットを1個設け、第2アクチュエータ133の外側の位置(上記実施の形態で示した位置検出機構20の設置位置)にY軸方向についての位置検出を行う磁気センサユニットを1個設けるようにしてもよい。この場合、各磁気センサユニットに対応する位置検出機構の構成要素は、第1ないし3の実施の形態の位置検出装置10A〜10Cのいずれかの対応構成要素を採用できる。   In this embodiment, the magnetic sensor unit 22 includes four Hall elements, and a single magnetic sensor unit is configured to detect a change in the magnetic field in two directions, the X-axis direction and the Y-axis direction. An example is shown. However, one magnetic sensor unit may be provided in order to detect a magnetic field change in one direction. For example, one magnetic sensor unit that performs position detection in the X-axis direction is provided at a position outside the first actuator 123, and a position outside the second actuator 133 (installation of the position detection mechanism 20 shown in the above embodiment). One magnetic sensor unit for detecting the position in the Y-axis direction may be provided at the position). In this case, the corresponding components of the position detection devices 10A to 10C of the first to third embodiments can be adopted as the components of the position detection mechanism corresponding to each magnetic sensor unit.

また、この実施の形態では、移動部材である第1および第2スライダ13,14を移動させるために、駆動手段として圧電素子82を利用したインパクトアクチュエータが適用される場合を例示したが、これに限定されるものではなく、他の駆動手段や駆動方式のものを採用するようにしてもよい。   Further, in this embodiment, the case where the impact actuator using the piezoelectric element 82 as the driving means is applied to move the first and second sliders 13 and 14 as the moving members is illustrated. The present invention is not limited, and other driving means and driving methods may be adopted.

<6.第6の実施の形態>
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。この第6の実施の形態においては、位置検出装置の別の具体的利用形態を例示する。ここでは、撮像装置のレンズ位置の検出に上記の位置検出装置を利用する場合について説明する。
<6. Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the sixth embodiment, another specific usage form of the position detection device is illustrated. Here, a case will be described in which the position detection device is used for detecting the lens position of the imaging device.

図16は、撮像装置(ここではデジタルスチルカメラ)300Bを示す図である。   FIG. 16 is a diagram illustrating an imaging apparatus (here, a digital still camera) 300B.

撮像装置300Bは、複数のレンズ40、カメラ本体60、および鏡胴70等を備える。この撮像装置300Bは、オートフォーカス機能およびズーム機能を有しており、複数のレンズ40として、フォーカスレンズ40Fおよびズームレンズ40Zを含むレンズを有している。フォーカスレンズ40Fおよびズームレンズ40Zは、それぞれ独立に、光軸方向において鏡胴70に対して相対的に移動することが可能である。   The imaging apparatus 300B includes a plurality of lenses 40, a camera body 60, a lens barrel 70, and the like. The imaging apparatus 300B has an autofocus function and a zoom function, and has a lens including a focus lens 40F and a zoom lens 40Z as the plurality of lenses 40. The focus lens 40F and the zoom lens 40Z can independently move relative to the lens barrel 70 in the optical axis direction.

また、フォーカスレンズ40Fおよびズームレンズ40Zには、それぞれ、各レンズ位置を検出する位置検出装置10F,10Zが設けられている。   Further, the focus lens 40F and the zoom lens 40Z are provided with position detection devices 10F and 10Z for detecting the respective lens positions.

各位置検出装置10F,10Zは、それぞれ上記第1の実施の形態の位置検出装置10Aと同様の構成を有している。例えば、位置検出装置10Fは、磁石1とホール素子2a,2bとを備えている。また、位置検出装置10Zも、同様に、磁力発生体(磁石)1とホール素子2a,2bとを備えている。なお、図16においては、図示されていないが、各位置検出装置10F,10Zの各ホール素子対からの出力を処理するため、第1の実施の形態と同様の処理回路3等がカメラ本体60内に設けられている。   Each of the position detection devices 10F and 10Z has the same configuration as that of the position detection device 10A of the first embodiment. For example, the position detection device 10F includes a magnet 1 and Hall elements 2a and 2b. Similarly, the position detection device 10Z includes a magnetic force generator (magnet) 1 and Hall elements 2a and 2b. Although not shown in FIG. 16, in order to process the outputs from the Hall element pairs of the position detection devices 10F and 10Z, the processing circuit 3 and the like similar to those of the first embodiment include the camera body 60. Is provided inside.

また、位置検出装置10Fの磁石1は、移動部材であるフォーカスレンズ40Fの底部に固定されており、位置検出装置10Fのホール素子2a,2bは、固定部材である鏡胴70の内面に固定されている。したがって、フォーカシング時などにおいて、位置検出装置10Fは、フォーカスレンズ40Fの鏡胴70に対する相対位置を検出することが可能である。そして、この位置検出装置10Fによるフォーカスレンズ40Fの位置を検出し、その検出結果を用いて、当該フォーカスレンズ40Fの位置を制御することができる。例えばフィードバック制御等によって、フォーカスレンズ40Fの位置を目標位置に追従させることが可能である。   The magnet 1 of the position detection device 10F is fixed to the bottom of the focus lens 40F that is a moving member, and the Hall elements 2a and 2b of the position detection device 10F are fixed to the inner surface of the lens barrel 70 that is a fixing member. ing. Therefore, the position detection device 10F can detect the relative position of the focus lens 40F with respect to the lens barrel 70 during focusing or the like. Then, the position of the focus lens 40F can be detected by the position detection device 10F, and the position of the focus lens 40F can be controlled using the detection result. For example, the position of the focus lens 40F can be made to follow the target position by feedback control or the like.

同様に、位置検出装置10Zの磁石1は、移動部材であるズームレンズ40Zの底部に固定されており、位置検出装置10Zのホール素子2a,2bは、固定部材である鏡胴70の内面に固定されている。したがって、ズーム時などにおいて、位置検出装置10Zは、ズームレンズ40Zの鏡胴70に対する相対位置を検出することが可能である。そして、この位置検出装置10Zによるズームレンズ40Zの位置を検出し、その検出結果を用いて、当該ズームレンズ40Zの位置を制御することができる。例えばフィードバック制御等によって、ズームレンズ40Zの位置を目標位置に追従させることが可能である。   Similarly, the magnet 1 of the position detection device 10Z is fixed to the bottom of the zoom lens 40Z that is a moving member, and the Hall elements 2a and 2b of the position detection device 10Z are fixed to the inner surface of the lens barrel 70 that is a fixing member. Has been. Therefore, the position detection device 10Z can detect the relative position of the zoom lens 40Z with respect to the lens barrel 70 during zooming or the like. Then, the position of the zoom lens 40Z can be detected by the position detection device 10Z, and the position of the zoom lens 40Z can be controlled using the detection result. For example, the position of the zoom lens 40Z can be made to follow the target position by feedback control or the like.

この撮像装置300Bによれば、第1の実施の形態と同様の利点を得ることが可能である。また、この位置検出装置は非接触式であるため、当該位置検出装置が撮像装置における騒音発生源とならずに済む、あるいは、駆動負荷が低減される、摺動等に伴うゴミが出ないなどの利点を得ることもできる。なお、撮像装置300Bでは、第1の実施の形態と同様の位置検出装置が採用されているが、第2ないし第4の実施の形態と同様の位置検出装置が採用されてもよい。   According to the imaging apparatus 300B, it is possible to obtain the same advantages as those of the first embodiment. In addition, since the position detection device is a non-contact type, the position detection device does not have to be a noise generation source in the image pickup device, or the driving load is reduced, or dust associated with sliding or the like is not generated. You can also get the benefits. In the imaging apparatus 300B, a position detection device similar to that in the first embodiment is employed, but position detection devices similar to those in the second to fourth embodiments may be employed.

<7.変形例>
以上、本発明実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
<7. Modification>
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.

例えば、磁力発生体としては、電磁石等の永久磁石以外のものを採用してもよい。また、磁気センサとしては、MR素子等を採用してもよい。   For example, as the magnetic force generator, other than a permanent magnet such as an electromagnet may be employed. Further, an MR element or the like may be employed as the magnetic sensor.

また、上記第1及び第3実施の形態ではスイッチング回路39はPNP型のトランジスタ39tを主構成としてしていたが、P型のFETを主構成としてもよい。   In the first and third embodiments, the switching circuit 39 has the PNP type transistor 39t as the main configuration. However, the switching circuit 39 may have a P type FET as the main configuration.

また、上記第5及び第6の実施の形態の撮像装置はデジタルスチルカメラであったが、携帯電話装置などに含まれる撮像装置としてのマイクロカメラユニット等に上記実施の形態に係る位置検出装置を採用してもよい。   Moreover, although the imaging device of the said 5th and 6th embodiment was a digital still camera, the position detection apparatus which concerns on the said embodiment was added to the micro camera unit etc. as an imaging device contained in a mobile telephone apparatus etc. It may be adopted.

第1の実施の形態の位置検出装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the position detection apparatus of 1st Embodiment. 第1の実施の形態の位置検出装置の電気的構成を示す図である。It is a figure which shows the electric constitution of the position detection apparatus of 1st Embodiment. ホール素子による磁気の検出原理を示す図である。It is a figure which shows the detection principle of the magnetism by a Hall element. 指示信号のレベルの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the level of an instruction | indication signal. 指示信号のレベルの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the level of an instruction | indication signal. 第2の実施の形態の位置検出装置の電気的構成を示す図である。It is a figure which shows the electric constitution of the position detection apparatus of 2nd Embodiment. 第3の実施の形態の位置検出装置の電気的構成を示す図である。It is a figure which shows the electrical structure of the position detection apparatus of 3rd Embodiment. 第4の実施の形態の位置検出装置に概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure in the position detection apparatus of 4th Embodiment. 第4の実施の形態の位置検出装置の電気的構成を示す図である。It is a figure which shows the electrical constitution of the position detection apparatus of 4th Embodiment. 位置検出装置が組み込まれた撮像装置を示す図である。It is a figure which shows the imaging device with which the position detection apparatus was integrated. 手振れ補正装置の組立分解斜視図である。It is an assembly exploded perspective view of a camera shake correction device. 磁石支持部を正面からみた場合の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view at the time of seeing a magnet support part from the front. インパクトアクチュエータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an impact actuator. 図11のI−I断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the II cross section of FIG. 手振れ補正装置の駆動制御回路の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the drive control circuit of a camera shake correction apparatus. 位置検出装置が組み込まれた別の撮像装置を示す図である。It is a figure which shows another imaging device with which the position detection apparatus was integrated.

符号の説明Explanation of symbols

1 磁石
2 センサ部
2a,2b ホール素子
3 処理回路
5 マイクロコンピュータ
34 リミッタ部
37 電圧調整回路
39 スイッチング回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnet 2 Sensor part 2a, 2b Hall element 3 Processing circuit 5 Microcomputer 34 Limiter part 37 Voltage adjustment circuit 39 Switching circuit

Claims (17)

位置検出装置であって、
磁力発生体からの磁気を検出するセンサ部と、
前記センサ部からの出力値に基づいて、前記磁力発生体と前記センサ部との間の相対位置を導出し、前記相対位置を示す位置信号を演算回路に出力する位置導出手段と、
前記演算回路の駆動電圧よりも大きな電圧を前記センサ部の一方の電源端子に印加するセンサ電源と、
能動状態において前記センサ部の入力値を調整し、非能動状態において前記センサ部の他方の電源端子とグランドとの間の下流側回路を遮断する調整回路と、
前記調整回路が非能動状態のときに、前記センサ電源と前記センサ部の前記一方の電源端子との間の上流側回路を遮断するスイッチング回路と、
を備えることを特徴とする位置検出装置。
A position detecting device,
A sensor unit for detecting magnetism from the magnetic force generator,
Position deriving means for deriving a relative position between the magnetic force generator and the sensor unit based on an output value from the sensor unit, and outputting a position signal indicating the relative position to an arithmetic circuit;
A sensor power supply that applies a voltage higher than the drive voltage of the arithmetic circuit to one power supply terminal of the sensor unit;
An adjustment circuit that adjusts an input value of the sensor unit in an active state and blocks a downstream circuit between the other power supply terminal of the sensor unit and a ground in an inactive state;
A switching circuit that shuts off an upstream circuit between the sensor power supply and the one power supply terminal of the sensor unit when the adjustment circuit is in an inactive state;
A position detection device comprising:
請求項1に記載の位置検出装置において、
前記調整回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続/遮断の切替指示を行なう指示手段、
をさらに備え、
前記指示手段は、前記上流側回路の接続から遮断への切替指示の後、所定時間経過後、前記調整回路の能動状態から非能動状態への移行指示を行なうことを特徴とする位置検出装置。
The position detection device according to claim 1,
Instructing means for instructing transition between the active state and inactive state of the adjustment circuit, and instructing switching of connection / disconnection of the upstream circuit,
Further comprising
The position detecting device according to claim 1, wherein after the predetermined time elapses after the instruction to switch the upstream circuit from connection to disconnection, the instruction means instructs to shift the adjustment circuit from an active state to an inactive state.
請求項1に記載の位置検出装置において、
前記調整回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続/遮断の切替指示を行なう指示手段、
をさらに備え、
前記指示手段は、前記調整回路の非能動状態から能動状態への移行指示の後、所定時間経過後、前記上流側回路の遮断から接続への切替指示を行なうことを特徴とする位置検出装置。
The position detection device according to claim 1,
Instructing means for instructing transition between the active state and inactive state of the adjustment circuit, and instructing switching of connection / disconnection of the upstream circuit,
Further comprising
The position detecting device according to claim 1, wherein after the predetermined time elapses after the instruction to shift the adjustment circuit from the inactive state to the active state, the instruction unit performs an instruction to switch the upstream circuit from shut-off to connection.
請求項1ないし3のいずれかに記載の位置検出装置において、
前記センサ部は、互いに離間して配置される1組の磁気センサ対で構成され、
前記位置導出手段は、前記1組の磁気センサ対からの各出力値に基づいて前記相対位置を導出し、
前記調整回路は、能動状態において、前記1組の磁気センサ対にかかる各電圧を調整して、前記1組の磁気センサ対からの各出力値の大きさの和を一定値とすることを特徴とする位置検出装置。
The position detection device according to any one of claims 1 to 3,
The sensor part is composed of a pair of magnetic sensor pairs arranged apart from each other,
The position deriving means derives the relative position based on each output value from the pair of magnetic sensor pairs,
The adjustment circuit adjusts each voltage applied to the pair of magnetic sensor pairs in an active state, and sets a sum of magnitudes of output values from the pair of magnetic sensor pairs to a constant value. A position detection device.
請求項4に記載の位置検出装置において、
前記1組の磁気センサ対、1つの前記位置導出手段、及び、1つの前記調整回路の組み合わせを1つの検出ユニットとしたとき、
複数の検出ユニットを備え、
前記複数の検出ユニットにそれぞれ含まれる前記1組の磁気センサ対の配置は、前記複数の検出ユニットの間で相対固定されることを特徴とする位置検出装置。
The position detection device according to claim 4,
When a combination of the pair of magnetic sensors, the position derivation means, and the adjustment circuit is a detection unit,
With multiple detection units,
An arrangement of the pair of magnetic sensor pairs included in each of the plurality of detection units is relatively fixed between the plurality of detection units.
請求項5に記載の位置検出装置において、
1つの前記スイッチング回路が、前記複数の検出ユニットの間で兼用されることを特徴とする位置検出装置。
The position detection device according to claim 5,
One of the switching circuits is shared between the plurality of detection units.
請求項1ないし3のいずれかに記載の位置検出装置において、
前記センサ部は、1つの磁気センサで構成され、
前記調整回路は、能動状態において、前記磁気センサへの供給電流を一定に調整することを特徴とする位置検出装置。
The position detection device according to any one of claims 1 to 3,
The sensor unit is composed of one magnetic sensor,
In the active state, the adjustment circuit adjusts a supply current to the magnetic sensor to be constant.
位置検出装置であって、
磁力発生体からの磁気を検出するセンサ部と、
前記センサ部からの出力値に基づいて、前記磁力発生体と前記センサ部との間の相対位置を導出し、前記相対位置を示す位置信号を演算回路に出力する位置導出手段と、
前記演算回路の駆動電圧よりも大きな電圧を前記センサ部の一方の電源端子に印加するセンサ電源と、
能動状態において前記センサ部の入力値を調整し、非能動状態において前記センサ電源と前記センサ部の前記一方の電源端子との間の上流側回路を遮断する調整回路と、
を備えることを特徴とする位置検出装置。
A position detecting device,
A sensor unit for detecting magnetism from the magnetic force generator,
Position deriving means for deriving a relative position between the magnetic force generator and the sensor unit based on an output value from the sensor unit, and outputting a position signal indicating the relative position to an arithmetic circuit;
A sensor power supply that applies a voltage higher than the drive voltage of the arithmetic circuit to one power supply terminal of the sensor unit;
An adjustment circuit that adjusts an input value of the sensor unit in an active state and shuts off an upstream circuit between the sensor power source and the one power supply terminal of the sensor unit in an inactive state;
A position detection device comprising:
請求項1または8に記載の位置検出装置において、
前記演算回路に入力前の前記位置信号の電圧を所定範囲に制限するリミッタ回路、
をさらに備えることを特徴とする位置検出装置。
The position detection device according to claim 1 or 8,
A limiter circuit for limiting the voltage of the position signal before being input to the arithmetic circuit to a predetermined range;
The position detection apparatus further comprising:
請求項9に記載の位置検出装置において、
前記リミッタ回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続/遮断の切替指示を行なう指示手段、
をさらに備え、
前記指示手段は、前記上流側回路の接続から遮断への切替指示の後、所定時間経過後、前記リミッタ回路の能動状態から非能動状態への移行指示を行なうことを特徴とする位置検出装置。
The position detection device according to claim 9, wherein
An instruction means for instructing a transition between the active state and the inactive state of the limiter circuit, and an instruction to switch connection / disconnection of the upstream circuit;
Further comprising
The position detecting device according to claim 1, wherein after the predetermined time elapses after the instruction to switch the upstream circuit from connection to disconnection, the instruction means instructs the transition of the limiter circuit from an active state to an inactive state.
請求項9に記載の位置検出装置において、
前記リミッタ回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続/遮断の切替指示を行なう指示手段、
をさらに備え、
前記指示手段は、前記リミッタ回路の非能動状態から能動状態への移行指示の後、所定時間経過後、前記上流側回路の遮断から接続への切替指示を行なうことを特徴とする位置検出装置。
The position detection device according to claim 9, wherein
An instruction means for instructing a transition between the active state and the inactive state of the limiter circuit, and an instruction to switch connection / disconnection of the upstream circuit;
Further comprising
The position detecting device according to claim 1, wherein after the predetermined time elapses after the limiter circuit is instructed to transition from the inactive state to the active state, the upstream circuit is switched from being disconnected to being connected.
請求項8ないし11のいずれかに記載の位置検出装置において、
前記センサ部は、互いに離間して配置される1組の磁気センサ対で構成され、
前記位置導出手段は、前記1組の磁気センサ対からの各出力値に基づいて前記相対位置を導出し、
前記調整回路は、能動状態において、前記1組の磁気センサ対にかかる各電圧を調整して、前記1組の磁気センサ対からの各出力値の大きさの和を一定値とすることを特徴とする位置検出装置。
The position detection device according to any one of claims 8 to 11,
The sensor part is composed of a pair of magnetic sensor pairs arranged apart from each other,
The position deriving means derives the relative position based on each output value from the pair of magnetic sensor pairs,
The adjustment circuit adjusts each voltage applied to the pair of magnetic sensor pairs in an active state, and sets a sum of magnitudes of output values from the pair of magnetic sensor pairs to a constant value. A position detection device.
請求項1ないし12のいずれかに記載の位置検出装置において、
演算回路は、マイクロコンピュータであることを特徴とする位置検出装置。
The position detection device according to any one of claims 1 to 12,
The position detection device, wherein the arithmetic circuit is a microcomputer.
手振れ補正機構であって、
請求項1から請求項13のいずれかに記載の位置検出装置と、
手振れを補正するために相対移動する2物体の相対位置を、前記位置検出装置を用いて検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記2物体の相対駆動を行って、手振れを補正する駆動手段と、
を備えることを特徴とする手振れ補正機構。
A camera shake correction mechanism,
The position detection device according to any one of claims 1 to 13,
Detecting means for detecting a relative position of two objects that move relative to each other by using the position detecting device;
Drive means for correcting hand shake by performing relative driving of the two objects based on a detection result by the detection means;
A camera shake correction mechanism comprising:
撮像装置であって、
請求項1から請求項13のいずれかに記載の位置検出装置と、
手振れを補正するために相対移動する2物体の相対位置を、前記位置検出装置を用いて検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記2物体の相対駆動を行って、手振れを補正する駆動手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
An imaging device,
The position detection device according to any one of claims 1 to 13,
Detecting means for detecting a relative position of two objects that move relative to each other by using the position detecting device;
Drive means for correcting hand shake by performing relative driving of the two objects based on a detection result by the detection means;
An imaging apparatus comprising:
撮像装置であって、
フォーカスレンズを含む撮像光学系と、
請求項1から請求項13のいずれかに記載の位置検出装置と、
前記位置検出装置を用いて前記フォーカスレンズの位置を検出し、当該フォーカスレンズの位置を制御するレンズ位置指示手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
An imaging device,
An imaging optical system including a focus lens;
The position detection device according to any one of claims 1 to 13,
Lens position indicating means for detecting the position of the focus lens using the position detection device and controlling the position of the focus lens;
An imaging apparatus comprising:
撮像装置であって、
ズームレンズを含む撮像光学系と、
請求項1から請求項13のいずれかに記載の位置検出装置と、
前記位置検出装置を用いて前記ズームレンズの位置を検出し、当該ズームレンズの位置を制御するレンズ位置指示手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
An imaging device,
An imaging optical system including a zoom lens;
The position detection device according to any one of claims 1 to 13,
Lens position indicating means for detecting the position of the zoom lens using the position detection device and controlling the position of the zoom lens;
An imaging apparatus comprising:
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