CN113267203B - 位置检测装置、镜头模组和摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明的位置检测装置，具备：磁传感器、第一磁场发生部和第二磁场发生部。第一磁场发生部包含以第一磁性材料为主要成分且呈第一形状的第一磁体，并且产生第一磁场。第二磁场发生部包含以第二磁性材料为主要成分且呈第二形状的第二磁体，产生第二磁场，并且设置为对第一磁场发生部和磁传感器可以沿着第一方向移动。磁传感器生成对应于检测对象磁场的方向的检测信号，并且可以检测第二磁场发生部的位置的变化，该检测对象磁场由沿着第一面的第一磁场与沿着第一面的第二磁场合成。

Description

位置检测装置、镜头模组和摄像装置

技术领域

本发明涉及一种具备磁传感器的位置检测装置、镜头模组和摄像装置。

背景技术

迄今为止，已经提出了使用磁传感器的位置检测装置。本申请人已经提出了例如具备位置检测装置的相机模组(例如参照专利文献1)。在该相机模组中，位置检测装置检测聚焦时移动的镜头的位置。专利文献2提出了具有位置检测磁体和磁检测部件的镜头驱动装置。位置检测磁体检测镜头保持部件的移动位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-163023号公报

专利文献2：国际公开第2018/051729号说明书

发明内容

然而，对于这样的位置检测装置，要求具有更高的位置检测精度。

因此，期望提供一种能够发挥高检测精度的位置检测装置、镜头模组和摄像装置。

作为本发明的一种实施方式的位置检测装置，其具备磁传感器、第一磁场发生部和第二磁场发生部。第一磁场发生部包含以第一磁性材料为主要成分且呈第一形状的第一磁体，并且产生第一磁场。第二磁场发生部包含以第二磁性材料为主要成分且呈第二形状的第二磁体，产生第二磁场，并且设置为对第一磁场发生部和磁传感器可以沿着第一方向移动。磁传感器生成对应于检测对象磁场的方向的检测信号，并且可以检测第二磁场发生部的位置的变化，该检测对象磁场由沿着第一面的第一磁场与沿着第一面的第二磁场合成。

作为本发明的另一种实施方式的位置检测装置，其具备磁传感器、第一磁场发生部和第二磁场发生部。第一磁场发生部包含以第一磁性材料为主要成分且具有第一磁导率的第一磁体，并且产生第一磁场。第二磁场发生部包含以第一磁性材料为主要成分且具有与第一磁导率同一的第二磁导率的第二磁体，产生第二磁场，并且设置为对第一磁场发生部和磁传感器可以沿着第一方向移动。磁传感器生成对应于检测对象磁场的方向的检测信号，并且可以检测第二磁场发生部的位置的变化，该检测对象磁场由所定面内的第一磁场与所定面内的第二磁场合成。

作为本发明的其他实施方式的镜头模组具备上述位置检测装置。作为本发明的其他实施方式的摄像装置具备上述镜头模组。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的具备包括位置检测装置的镜头模组的摄像装置的整体结构例的概略立体图。

图2是图1所示的摄像装置的内部的示意性说明图。

图3是图1所示的位置检测装置的主要部分的示意性说明图。

图4是图1所示的驱动装置的主要部分的示意性说明图。

图5是表示图1所示的驱动装置的主要部分的侧视图。

图6是图1所示的位置检测装置的主要部分的示意性立体图。

图7是表示图1所示的位置检测装置的磁传感器的电路结构的电路图。

图8是表示图7的1个磁检测元件的一部分的立体图。

图9是表示图1所示的位置检测装置的第一磁场、第二磁场和合成磁场的说明图。

图10A是表示作为参考例的位置检测装置的检测误差的特性图。

图10B是表示作为实验例的位置检测装置的检测误差的特性图。

符号说明

100 摄像装置

200 图像传感器

300 镜头模组

1 位置检测装置

3 驱动装置

4 控制部

5 镜头

6 壳体

7 基板

7a 上面

7K 开口部

11 第一磁场发生部

12 第二磁场发生部

13、31A、34A 磁体

14 第一保持部件

15 第二保持部件

16 第一线

17 第二线

20、30 磁传感器

41～46 线圈

150 MR元件

162 下部电极

163 上部电极

151 磁化自由层

152 非磁性层

153 磁化固定层

154 反强磁性层

MF1 第一磁场

MF2 第二磁场

MF 合成磁场

具体实施方式

下面参照附图对用于实施本发明的实施方式进行详细说明。以下说明的实施方式全都表示本发明所优选的一个具体例子。因此，在以下的实施方式中所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态等，仅仅是一个例子，并不旨在限定本发明。因此，对以下的实施方式的构成要素中的、在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，作为任意的构成要素进行说明。再有，各个附图仅是示意图，图示并不一定严密。另外，在各个附图中，对实质上同一的结构附加同一的符号，并且省略或简化重复的说明。再有，说明按以下的顺序进行。

1.一种实施方式

具备镜头模组的摄像装置的例子，该镜头模组具有：产生用于驱动镜头的第一磁场的第一磁场发生部，产生第二磁场且与镜头一体移动的第二磁场发生部，以及用于进行镜头的位置检测的磁传感器。

2.变形例

<1.一种实施方式>

[摄像装置100的结构]

最初参照图1和图2，对作为本发明的一种实施方式的摄像装置100的结构进行说明。

图1是表示摄像装置100的整体结构例的立体图。图2是摄像装置100的内部的示意说明图。再有，在图2中，为了便于理解，以与图1所示的对应的各个构成要素不同的尺寸和配置描写摄像装置100的各个构成要素。

摄像装置100构成例如智能手机用照相机的一部分，该照相机具备光学手抖补正机构和自动聚焦机构。摄像装置100例如具备：使用CMOS等取得图像的作为摄像元件的图像传感器200，以及将来自被拍对象的光导入图像传感器200的镜头模组300。

[镜头模组300的结构]

镜头模组300具有：本发明的一种实施方式的位置检测装置1，驱动装置3，镜头5，壳体6，以及基板7。位置检测装置1是磁式的位置检测装置，在自动地进行入射光的聚焦时检测出镜头5的位置，以使从被拍对象射入的光(以下仅称入射光)在图像传感器200的摄像面上成像。为了进行入射光的聚焦，驱动装置3使镜头5移动。壳体6收纳并保护位置检测装置1和驱动装置3等。基板7具有上面7a。再有，在图1中，省略基板7；在图2中，省略壳体6。

在此，如图1和图2所示，定义U轴、V轴和Z轴。U轴、V轴和Z轴互相正交。在本实施方式中，Z轴与基板7的上面7a垂直，U轴和V轴全都与基板7的上面7a平行。并且，在本实施方式中，将+Z方向作为上方向，将-Z方向作为下方向。

(镜头5)

镜头5以其光轴方向与Z轴一致的姿势配置在基板7上面7a的上方。另外，基板7具有未图示的开口部7K，该开口部7K使透过镜头5的光通过。如图2所示，镜头模组300对图像传感器200定位，以使来自被拍对象的依次通过镜头5和基板7的开口部7K的光射入图像传感器200。

(位置检测装置1和驱动装置3)

其次，参照图2～图5，对本实施方式的位置检测装置1和驱动装置3进行详细说明。图3是表示镜头模组300中的位置检测装置1和驱动装置3的立体图。图4是表示驱动装置3的多个线圈41～46的立体图。图5是表示驱动装置3的主要部分的侧视图。

位置检测装置1具有第一保持部件14、第二保持部件15、多根第一线16和多根第二线17。第二保持部件15保持镜头5。第二保持部件15例如具有筒状的形状，该筒状的形状以在第二保持部件15的内部能够安装镜头5的方式构成。再有，位置检测装置1也可以没有第一线16和第二线17。

第二保持部件15设置为：对第一保持部件14可以沿着镜头5的光轴方向即Z轴方向移动。在本实施方式中，第一保持部件14具有盒状的形状，该盒状的形状以在第一保持部件14的内部能够收纳镜头5和第二保持部件15的方式构成。多根第二线17连接第一保持部件14与第二保持部件15，并且以使第二保持部件15对第一保持部件14能够在Z轴方向上移动的方式支撑第二保持部件15。

第一保持部件14设置为：在基板7上面7a的上方，对基板7可以在U轴方向和V轴方向的双方上移动。多根第一线16连接基板7与第一保持部件14，并且以使第一保持部件14对基板7能够在U轴方向和V轴方向上移动的方式支撑第一保持部件14。如果第一保持部件14相对基板7的位置发生变化，那么第二保持部件15相对基板7的位置也发生变化。

位置检测装置1进一步具有：产生第一磁场MF1的第一磁场发生部11，产生第二磁场MF2的第二磁场发生部12，以及磁传感器20。第一磁场发生部11具有配置在互相不同的位置的2个第一磁体。具体地说，第一磁场发生部11具有作为上述2个第一磁体的磁体31A和磁体34A。第一磁场MF1是磁体31A和磁体34A分别产生的磁场的合成磁场。磁体31A和磁体34A以第一磁性材料为主要成分，并且呈例如长方体形状。作为第一磁性材料，可以列举例如NdFeB(钕铁硼磁体)等钕类磁体材料，详细地说适宜使用例如等级N48H的NdFeB。磁体31A和磁体34A具有第一剩余磁通密度的温度系数。磁体31A和磁体34A被固定在第一保持部件14中。也就是说，第一磁场发生部11由第一保持部件14保持。磁体31A和磁体34A是驱动用磁体，产生使保持镜头5的第二保持部件15沿着Z轴移动的驱动力。并且，磁体31A和磁体34A也可以是用于对磁传感器20施加偏压的偏置磁体。

如图3所示，磁体31A具有位于磁体31A的+U方向的端部的端面31A1。磁体34A具有位于磁体34A的-V方向的端部的端面34A1。

第二磁场发生部12设置为：相对第一磁场发生部11的位置可以发生变化。第二磁场发生部12具有例如磁体13。因此，第二磁场MF2是磁体13产生的磁场。磁体13以与第一磁性材料不同的第二磁性材料为主要成分，并且具有例如与磁体31A和磁体34A同样的长方体形状。但是，磁体13的形状与磁体31A和磁体34A的形状不同。也就是说，磁体13的形状与磁体31A和磁体34A的形状不同，也不相似。作为第二磁性材料，可以列举例如NdFeB等的钕类磁体材料，详细地说适宜使用例如等级N48SH的NdFeB。或者，也可以使用作为第二磁性材料的SmCo(钐钴磁体)。磁体13可以具有第二剩余磁通密度的温度系数。在此，磁体13具有的第二剩余磁通密度的温度系数的绝对值优选地比磁体31A和磁体34A具有的第一剩余磁通密度的温度系数的绝对值小。磁体13是位置检测用磁体，产生用于进行保持镜头5的第二保持部件15的位置检测的第二磁场MF2。

另外，磁体13被以位于磁体31A的端面31A1(图3)和磁体34A的端面34A1(图3)附近的空间的方式固定在第二保持部件15中。也就是说，第二磁场发生部12由第二保持部件15保持。如果第二保持部件15相对第一保持部件14的位置沿着Z轴方向发生变化，那么第二磁场发生部12相对第一磁场发生部11的位置也沿着Z轴方向发生变化。

磁传感器20检测其所配置的所定的检测位置的检测对象磁场，生成对应于检测对象磁场的方向的检测信号。磁传感器20被以位于磁体31A的端面31A1和磁体34A的端面34A1双方的附近的方式固定在基板7上。从磁体31A到磁传感器20的距离优选地与从磁体34A到磁传感器20的距离实质上相等。磁体13例如配置在磁传感器20的上方。

在本实施方式中，所定的检测位置是配置有磁传感器20的位置。如前所述，如果第二磁场发生部12的位置相对第一磁场发生部11的位置发生变化，那么上述所定的检测位置与第二磁场发生部12之间的距离发生变化。检测对象磁场是检测位置的第一磁场MF1与第二磁场MF2的合成磁场MF。磁传感器20通过检测合成磁场MF，可以检测第二磁场发生部12的位置变化。再有，第一磁场MF1和第二磁场MF2由后述的图6表示。合成磁场MF由后述的图9表示。对于第一磁场发生部11、第二磁场发生部12和磁传感器20的位置关系，以及磁传感器20的结构，在后面详述。

驱动装置3以包括磁体31A,31B,32A,32B,33A,33B,34A,34B和线圈41,42,43,44,45,46的方式构成。如图1和图2所示，磁体31A从镜头5看位于-V方向。磁体32A从镜头5看位于+V方向。磁体33A从镜头5看位于-U方向。磁体34A从镜头5看位于+U方向。磁体31B,32B,33B,34B分别位于磁体31A,32A,33A,34A的上方(+Z方向)。另外，磁体31A,31B,32A,32B,33A,33B,34A,34B保持在第一保持部件14中。

如图3所示，磁体31A,31B,32A,32B各自具有以U轴方向为长方向的长方体形状。磁体33A,33B,34A,34B各自具有以V轴方向为长方向的长方体形状。磁体31A,32B的磁化的方向是+V方向。磁体31B,32A的磁化的方向是-V方向。磁体33A,34B的磁化的方向是+U方向。磁体33B,34A的磁化的方向是-U方向。在图5中，磁体31A,31B中的箭头分别表示磁体31A,31B的磁化的方向。

如图1和图2所示，线圈41配置在磁体31A与基板7之间。线圈42配置在磁体32A与基板7之间。线圈43配置在磁体33A与基板7之间。线圈44配置在磁体34A与基板7之间。线圈45配置在磁体31A,31B与镜头5之间。线圈46配置在磁体32A,32B与镜头5之间。另外，线圈41,42,43,44各自固定在基板7上。线圈45,46各自固定在第二保持部件15中。

对于线圈41，主要施加有从磁体31A产生的磁场。对于线圈42，主要施加有从磁体32A产生的磁场。对于线圈43，主要施加有从磁体33A产生的磁场。对于线圈44，主要施加有从磁体34A产生的磁场。

另外，如图2、图4和图5所示，线圈45包括：沿着磁体31A延伸的U轴延伸的第一导体部45A，沿着磁体31B延伸的U轴延伸的第二导体部45B，以及连接第一导体部45A与第二导体部45B的2个第三导体部45C,45D。另外，如图4所示，线圈46包括：沿着磁体32A延伸的U轴延伸的第一导体部46A，沿着磁体32B延伸的U轴延伸的第二导体部46B，以及连接第一导体部46A与第二导体部46B的2个第三导体部46C,46D。

对于线圈45的第一导体部45A，主要施加有从磁体31A产生的磁场的+V方向的分量。对于线圈45的第二导体部45B，主要施加有从磁体31B产生的磁场的-V方向的分量。对于线圈46的第一导体部46A，主要施加有从磁体32A产生的磁场的-V方向的分量。对于线圈46的第二导体部46B，主要施加有从磁体32B产生的磁场的+V方向的分量。

驱动装置3在线圈41～44的内侧进一步分别具有固定在基板7上的4个磁传感器30。如后所述，4个磁传感器30在为了减少手抖的影响而改变镜头5的位置时使用。

位于线圈41内侧的磁传感器30检测从磁体31A产生的磁场，生成对应于磁体31A的位置的信号。位于线圈42内侧的磁传感器30检测从磁体32A产生的磁场，生成对应于磁体32A的位置的信号。位于线圈43内侧的磁传感器30检测从磁体33A产生的磁场，生成对应于磁体33A的位置的信号。位于线圈44内侧的磁传感器30检测从磁体34A产生的磁场，生成对应于磁体34A的位置的信号。磁传感器30例如能够由霍尔元件等检测磁场的元件构成。再有，驱动装置3也可以仅具有位于线圈41内侧的磁传感器30或位于线圈42内侧的磁传感器30的任何一个。同样，驱动装置3也可以仅具有位于线圈43内侧的磁传感器30或位于线圈44内侧的磁传感器30的任何一个。

其次，参照图3和图6，对第一磁场发生部11、第二磁场发生部12和磁传感器20的位置关系进行详细说明。图6是表示位置检测装置1的主要部分的立体图。在此，如图6所示，定义+X方向和+Y方向。+X方向和+Y方向全都是与基板7的上面7a(参照图2)平行的方向。+X方向是从+U方向朝着+V方向旋转45°的方向。+Y方向是从+V方向朝着-U方向旋转45°的方向。另外，将与+X方向相反的方向作为-X方向，将与+Y方向相反的方向作为-Y方向。

在图6中，付有符号MF1的箭头表示检测位置的第一磁场MF1。在本实施方式中，第一磁场发生部11和磁传感器20设置为：检测位置的第一磁场MF1的方向为-Y方向。检测位置的第一磁场MF1的方向例如能够根据磁体31A,34A相对磁传感器20的位置和磁体31A,34A对磁传感器20的姿势进行调整。磁体31A,34A优选地以对包括检测位置的YZ平面对称的方式配置。

在图6中，付有符号MF2的箭头表示检测位置的第二磁场MF2，磁体13内的箭头表示磁体13的磁化。另外，在检测位置，将第二磁场MF2的方向对第一磁场MF1的方向所呈的相对角度用记号θ表示。相对角度θ用0°～180°的范围内的值表示。

在本实施方式中，第一磁场发生部11、第二磁场发生部12和磁传感器20设置为相对角度θ大于90°且小于180°。相对角度θ例如能够根据磁体13的姿势进行调整。在图6中，表示相对角度θ为135°的例子。在本例中，磁体13以磁体13的磁化的方向为从-X方向朝着-Y方向仅旋转45°的方向的姿势配置。

其次，参照图7，对磁传感器20的结构进行说明。图7是表示磁传感器20的结构的电路图。在本实施方式中，磁传感器20以如下方式构成：生成对应于合成磁场MF的方向对基准方向所呈的角度的检测信号，作为对应于检测对象磁场的方向的检测信号。基准方向是第一磁场MF1的方向即-Y方向。

如图7所示，磁传感器20具有惠斯通电桥电路21和差分检测器22。惠斯通电桥电路21包括电源端口V、接地端口G、2个输出端口E1,E2、串联的第一对磁检测元件R1,R2和串联的第二对磁检测元件R3,R4。磁检测元件R1,R3各自的一端连接于电源端口V。磁检测元件R1的另一端连接于磁检测元件R2的一端与输出端口E1。磁检测元件R3的另一端连接于磁检测元件R4的一端与输出端口E2。磁检测元件R2,R4各自的另一端连接于接地端口G。对电源端口V施加所定大小的电源电压。接地端口G接地。

在本实施方式中，磁检测元件R1～R4各自包括串联的多个磁阻效应元件(MR元件)。多个MR元件各自是例如自旋阀型MR元件。该自旋阀型MR元件具有：磁化方向固定的磁化固定层，对应检测对象磁场的方向而磁化的方向发生变化的磁性层即自由层，以及配置在磁化固定层与自由层之间的非磁性层。自旋阀型MR元件可以是TMR元件，也可以是GMR元件。在TMR元件中，非磁性层是隧道阻挡层。在GMR元件中，非磁性层是非磁性导电层。在自旋阀型MR元件中，对应自由层的磁化的方向对磁化固定层的磁化的方向所呈的角度而电阻值发生变化，在该角度为0°时电阻值最小，在该角度为180°时电阻值最大。在图7中，黑色的箭头表示MR元件的磁化固定层的磁化的方向，白色的箭头表示MR元件的自由层的磁化的方向。

包含在磁检测元件R1,R4中的多个MR元件的磁化固定层的磁化的方向是-Y方向，包含在磁检测元件R2,R3中的多个MR元件的磁化固定层的磁化的方向是+Y方向。在这种情况下，对应合成磁场MF的方向对-Y方向所呈的角度的余弦，输出端口E1,E2的电位差发生变化。差分检测器22将对应于输出端口E1,E2的电位差的信号作为检测信号输出。因此，磁传感器20检测合成磁场MF，生成对应于合成磁场MF的方向对-Y方向所呈的角度的余弦的检测信号。

再有，鉴于MR元件的制作精度等，即使多个MR元件的磁化固定层的磁化的方向从上述方向稍微偏离也可。

在此，参照图8，对磁检测元件的结构的一例进行说明。图8是表示图7所示的磁传感器20的1个磁检测元件的一部分的立体图。在本例中，1个磁检测元件具有多个下部电极162、多个磁阻效应(MR)元件150和多个上部电极163。多个下部电极162配置在未图示的基板上。各个下部电极162具有细长的形状。在下部电极162的长方向上邻接的2个下部电极162之间，形成有间隙。如图8所示，在下部电极162的上面上的长方向的两端附近，各自配置有MR元件150。MR元件150例如包括从下部电极162侧依次层积的磁化自由层151、非磁性层152、磁化固定层153和反强磁性层154。磁化自由层151与下部电极162电连接。反强磁性层154以包含反强磁性材料的方式构成，并且在与磁化固定层153之间产生交换连接来固定磁化固定层153的磁化的方向。多个上部电极163配置在多个MR元件150上。各个上部电极163具有细长的形状，并且用于使邻接的2个MR元件150的反强磁性层154彼此电连接，该2个MR元件150配置在下部电极162的长方向上邻接的2个下部电极162上。由于这样的结构，图8所示的磁检测元件具有多个MR元件150，该多个MR元件150通过多个下部电极162与多个上部电极163串联。再有，MR元件150的磁化自由层151、非磁性层152、磁化固定层153和反强磁性层154的配置也可以与图8所示的配置上下相反。

其次，参照图1～图5，对驱动装置3的动作进行说明。最初，简单说明光学手抖补正机构和自动聚焦机构。驱动装置3构成光学手抖补正机构和自动聚焦机构的一部分。驱动装置3、光学手抖补正机构和自动聚焦机构由设置在摄像装置100外部的控制部4(参照图1)控制。

光学手抖补正机构例如构成为：能够通过摄像装置100外部的陀螺传感器等检测手抖。如果光学手抖补正机构检出手抖，那么控制部4控制驱动装置3，以便根据手抖的样态改变镜头5相对基板7的位置。由此，能够使镜头5的绝对位置稳定化，从而减少手抖的影响。再有，镜头5相对基板7的位置根据手抖的样态在平行于U轴的方向或平行于V轴的方向上变化。

自动聚焦机构例如构成为：能够通过图像传感器200或自动聚焦传感器等，检测对被拍对象的聚焦状态。控制部4通过驱动装置3，使镜头5相对基板7的位置沿着Z轴变化，以对被拍对象聚焦。由此，能够自动地进行对被拍对象的聚焦。

其次，对关联光学手抖补正机构的驱动装置3的动作进行说明。如果通过控制部4使电流流过线圈41,42；那么由于从磁体31A,32A产生的磁场与从线圈41,42产生的磁场相互作用，固定有磁体31A,32A的第一保持部件14沿着V轴移动。其结果是，镜头5也沿着V轴移动。另外，如果通过控制部4使电流流过线圈43,44；那么由于从磁体33A,34A产生的磁场与从线圈43,44产生的磁场相互作用，固定有磁体33A,34A的第一保持部件14沿着U轴移动。其结果是，镜头5也沿着U轴移动。控制部4通过测定信号，来检测镜头5的位置，该信号由磁传感器30生成且对应于磁体31A,32A,33A,34A的位置。

其次，对关联自动聚焦机构的驱动装置3的动作进行说明。在使镜头5相对基板7的位置沿着Z轴移动的情况下，控制部4使电流流过线圈45，以使在第一导体部45A有+U方向的电流流动，在第二导体部45B有-U方向的电流流动。控制部4进一步使电流流过线圈46，以使在第一导体部46A有-U方向的电流流动，在第二导体部46B有+U方向的电流流动。通过这些电流和从磁体31A,31B,32A,32B产生的磁场，对线圈45的第一导体部45A和第二导体部45B以及线圈46的第一导体部46A和第二导体部46B施加+Z方向的洛伦兹力。由此，固定有线圈45,46的第二保持部件15向+Z方向移动。其结果是，镜头5也向+Z方向移动。

在使镜头5相对基板7的位置向-Z方向移动的情况下，控制部4使电流流过线圈45,46，此时的电流方向与向+Z方向移动的情况的电流方向相反。

[摄像装置100的作用效果]

其次，对本实施方式的位置检测装置1和具备位置检测装置1的摄像装置100的作用和效果进行说明。本实施方式的位置检测装置1用于检测镜头5的位置。在本实施方式中，如果镜头5相对基板7的位置发生变化，那么第二保持部件15相对基板7和第一保持部件14的位置也发生变化。如前所述，第一保持部件14保持第一磁场发生部11，第二保持部件15保持第二磁场发生部12。因此，如果如上所述镜头5的相对位置发生变化，那么第二磁场发生部12相对第一磁场发生部11的位置也发生变化。以下，将第二磁场发生部12相对第一磁场发生部11的位置称为“相对位置”。在本实施方式中，相对位置变化的方向是与镜头5的光轴方向即Z轴平行的方向。

如果相对位置发生变化；那么虽然第一磁场发生部11相对基板7的位置没有变化，但是第二磁场发生部12相对基板7的位置发生变化。为此，如果相对位置发生变化；那么虽然检测位置的第一磁场MF1的强度和方向与检测位置的第二磁场MF2的方向没有变化，但是检测位置的第二磁场MF2的强度发生变化。如果检测位置的第二磁场MF2的强度发生变化，那么检测对象磁场即合成磁场MF的方向和强度也发生变化，随之，磁传感器20生成的检测信号的值也发生变化。磁传感器20生成的检测信号的值依存于相对位置而变化。控制部4通过测定检测信号，来检测相对位置。

在此，参照图9，对检测位置的第一磁场MF1、第二磁场MF2和合成磁场MF的强度和方向进行说明。以下，将检测位置与第二磁场发生部12之间的距离相对大的情况的检测位置的第二磁场MF2的磁场作为MF2a，将检测位置与第二磁场发生部12之间的距离相对小的情况的检测位置的第二磁场MF2的磁场作为MF2b。在图9中，用付有符号MF2a的箭头的方向表示磁场MF2a的方向，用付有符号MF2a的箭头的长度表示磁场MF2a的强度。同样，用付有符号MF2b的箭头的方向表示磁场MF2b的方向，用付有符号MF2b的箭头的长度表示磁场MF2b的强度。如图9所示，磁场MF2b的强度比磁场MF2a的强度大。磁场MF2a的方向与磁场MF2b的方向相同。

再有，在图9中，表示图6所示的相对角度θ为135°的情况的例子。在本例中，磁场MF2a的方向对检测位置的第一磁场MF1的方向所呈的角度和磁场MF2b的方向对检测位置的第一磁场MF1的方向所呈的角度全都是135°。

另外，用符号MFa表示检测位置的第一磁场MF1与磁场MF2a的合成磁场，用符号MFb表示检测位置的第一磁场MF1与磁场MF2b的合成磁场，用记号θa表示合成磁场MFa的方向对基准方向即-Y方向所呈的角度，用记号θb表示合成磁场MFb的方向对基准方向即-Y方向所呈的角度。如图9所示，角度θb比角度θa大(θb＞θa)。像这样，合成磁场MF的方向对基准方向(-Y方向)所呈的角度依存于第二磁场MF2的强度而变化。另外，第二磁场MF2的强度依存于检测位置与第二磁场发生部12之间的距离而变化。因此，合成磁场MF的方向对基准方向(-Y方向)所呈的角度依存于检测位置与第二磁场发生部12之间的距离而变化。

在本实施方式中，磁传感器20生成对应于合成磁场MF的方向对基准方向所呈的角度的检测信号，来作为对应于检测对象磁场的方向的检测信号。根据本实施方式，通过检测信号，能够求得检测位置与第二磁场发生部12之间的距离，由此，能够检出相对位置。

另外，在本实施方式中，使图6所示的相对角度θ在大于90°且小于180°的范围内。由此，根据本实施方式，相比相对位置的变化量，使合成磁场MF的方向对基准方向所呈的角度的变化量更大，从而提高位置检测的灵敏度。

另外，在本实施方式中，使磁体31A,34A的形状与磁体13的形状不同。为此，能够使第一磁场发生部11的磁体31A,34A具有适宜作为用于使镜头5沿着Z轴移动的驱动源的形状，并且能够使第二磁场发生部12的磁体13具有适宜磁传感器20检测磁体13的沿着Z轴的位置的形状。而且，在本实施方式中，使第一磁场发生部11的磁体31A,34A的主要成分即第一磁性材料与第二磁场发生部12的磁体13的主要成分即第二磁性材料不同。因此，即使第一磁场发生部11的磁体31A,34A的形状与第二磁场发生部12的磁体13的形状不同，也能够使磁体31A,34A的热退磁率与磁体13的热退磁率接近。因此，在摄像装置100中，即使设置有位置检测装置1的环境的温度发生变化，第二磁场发生部12相对第一磁场发生部11和磁传感器20的位置也不易产生变动。也就是说，环境温度的变化的影响不易波及由磁传感器20进行的镜头5的位置检测的精度，能够降低由磁传感器20进行的镜头5的位置检测的精度的温度依存性。其结果是：根据本实施方式的摄像装置100，能够更加正确地改变镜头5的位置，从而能够取得更良好的图像。

另外，在本实施方式中，通过使磁体13具有的第二剩余磁通密度的温度系数的绝对值比磁体31A和磁体34A具有的第一剩余磁通密度的温度系数的绝对值小，能够更加减少伴随环境温度的变化的由磁传感器20进行的镜头5的位置检测的偏差。

在此，在图10A中，表示作为参考例的位置检测装置的温度特性。在图10A中，横轴表示沿着Z轴的镜头5的实际的位移量[μm]，纵轴表示：在环境温度从25℃变动至65℃时，对于沿着Z轴的镜头5的实际的位移量，由位置检测装置检测的测定值的最大误差[μm]。再有，横轴的位移量[μm]以基准位置为0，并且用正值表示+Z方向的位移量，用负值表示-Z方向的位移量。在该参考例中，作为磁体31A,34A的构成材料使用等级N48SH的NdFeB，作为磁体13的构成材料使用等级N48H的NdFeB。在本参考例中，进一步使磁体31A,34A各自的形状为长度7mm×宽度1mm×厚度0.5mm的长方体，使磁体13的形状为长度1mm×宽度0.8mm×厚度0.5mm的长方体。其结果是：磁体31A,34A的热退磁率为-3.5％，而磁体13的热退磁率为-4.51％。如图10A所示，在作为参考例的位置检测装置中，可知在镜头5沿着Z轴在从-400μm到+400μm的范围产生位移时，最大会产生6μm的误差。

在图10B中，表示本实施方式的位置检测装置1的实验例的温度特性。在图10B中，横轴表示沿着Z轴的镜头5的实际的位移量[μm]，纵轴表示：在环境温度从25℃变动至65℃时，对于沿着Z轴的镜头5的实际的位移量，由位置检测装置检测的测定值的最大误差[μm]。再有，横轴的位移量[μm]与图10A同样，以基准位置为0，并且用正值表示+Z方向的位移量，用负值表示-Z方向的位移量。在该实验例中，作为磁体31A,34A的构成材料使用等级N48SH的NdFeB，作为磁体13的构成材料使用SmCo。在本实验例中，进一步使磁体31A,34A各自的形状为长度7mm×宽度1mm×厚度0.5mm的长方体，使磁体13的形状为长度1mm×宽度0.8mm×厚度0.5mm的长方体。其结果是：磁体31A,34A的热退磁率为-3.5％，而磁体13的热退磁率也为-3.5％。如图10B所示，在本实验例中，可知在镜头5沿着Z轴在从-400μm到+400μm的范围产生位移时，能够将最大误差控制为0.6μm。

<2.变形例>

以上，虽然列举实施方式说明了本发明，但是本发明并不限定于上述实施方式，可以做出各种变化。例如在上述实施方式中，虽然在磁传感器中，使用4个磁检测元件形成了全桥电路；但是在本发明中，也可以例如使用2个磁检测元件形成半桥电路。另外，多个磁阻效应元件的形状和尺寸可以彼此相同，也可以不同。另外，各个构成要素的尺寸、各个构成要素的设计等仅是示例，并不限定于此。

另外，本发明的位置检测装置并不限定于用于进行镜头的位置检测的装置，也可以进行镜头以外的其他物体的空间上的位置检测。

另外，在上述实施方式中，虽然第一磁体产生第一磁场，并且该第一磁场被作为用于对镜头和保持镜头的第二保持部件进行驱动的驱动源使用，但是本发明并不限定于此。在本发明中，也可以作为例如对磁传感器的磁阻效应元件施加偏压的偏置磁体，使用第一磁体。

另外，在上述实施方式的位置检测装置1中，通过使作为第一磁体的主要成分的第一磁性材料与作为第二磁体的主要成分的第二磁性材料不同，并且使第一磁体的形状与第二磁体的形状不同，从而使第一磁体的热退磁率与第二磁体的热退磁率接近。然而，本发明并不限定于此。例如，也可以使第一磁体的主要成分和第二磁体的主要成分全都是同样的磁性材料(例如第一磁性材料)，并且使第一磁体的磁导率(为了方便起见，称作第一磁导率。)与第二磁体的磁导率(为了方便起见，称作第二磁导率。)实质上相同。在这种情况下，例如可以使第一磁体的形状与第二磁体的形状相同或相似。即使在这种情况下，也能够使第一磁体的热退磁率与第二磁体的热退磁率接近。因此，第一磁体的温度特性与第二磁体的温度特性近似，能够降低位置检测精度的误差。

根据作为本发明的一种实施方式的位置检测装置、镜头模组和摄像装置，能够发挥高检测精度。

再有，本技术也能够采用以下结构。

(1)

一种位置检测装置，具备：

磁传感器；

第一磁场发生部，包含第一磁体，并且产生第一磁场，所述第一磁体以第一磁性材料为主要成分且呈第一形状；以及

第二磁场发生部，包含第二磁体，产生第二磁场，并且设置为对所述第一磁场发生部和所述磁传感器可以沿着第一方向移动，所述第二磁体以第二磁性材料为主要成分且呈第二形状，

所述磁传感器生成对应于检测对象磁场的方向的检测信号，并且可以检测所述第二磁场发生部的位置的变化，所述检测对象磁场由沿着第一面的所述第一磁场与沿着所述第一面的所述第二磁场合成。

(2)

所述(1)所述的位置检测装置，其中，

所述第二磁体的第二剩余磁通密度的温度系数的绝对值比所述第一磁体的第一剩余磁通密度的温度系数的绝对值小。

(3)

所述(1)或所述(2)所述的位置检测装置，其中，

所述第一磁性材料包含NdFeB，

所述第二磁性材料包含SmCo。

(4)

所述(1)至所述(3)中的任一项所述的位置检测装置，其中，

所述第一面与所述第一方向垂直。

(5)

所述(1)至所述(4)中的任一项所述的位置检测装置，其中，

进一步具备第一保持部件和第二保持部件，

所述第一保持部件保持所述第一磁场发生部，

所述第二保持部件设置为对所述第一保持部件可以沿着所述第一方向移动，并且保持所述第二磁场发生部。

(6)

所述(5)所述的位置检测装置，其中，

所述第二保持部件可以保持镜头，所述镜头具有沿着所述第一方向的光轴。

(7)

一种位置检测装置，具备：

磁传感器；

第一磁场发生部，包含第一磁体，并且产生第一磁场，所述第一磁体以第一磁性材料为主要成分且具有第一磁导率；以及

第二磁场发生部，包含第二磁体，产生第二磁场，并且设置为对所述第一磁场发生部和所述磁传感器可以沿着第一方向移动，所述第二磁体以所述第一磁性材料为主要成分且具有与所述第一磁导率同一的第二磁导率，

所述磁传感器生成对应于检测对象磁场的方向的检测信号，并且可以检测所述第二磁场发生部的位置的变化，所述检测对象磁场由所定面内的所述第一磁场与所述所定面内的所述第二磁场合成。

(8)

一种镜头模组，具备：

磁传感器；

第一磁场发生部，包含第一磁体，并且产生第一磁场，所述第一磁体以第一磁性材料为主要成分且呈第一形状；

第二磁场发生部，包含第二磁体，产生第二磁场，并且设置为对所述第一磁场发生部和所述磁传感器可以沿着第一方向移动，所述第二磁体以第二磁性材料为主要成分且呈第二形状；以及

镜头，设置为可以以与所述第二磁场发生部联动的方式对所述第一磁场发生部和所述磁传感器沿着所述第一方向移动，

所述磁传感器生成对应于检测对象磁场的方向的检测信号，并且可以检测所述第二磁场发生部的位置的变化，所述检测对象磁场由沿着第一面的所述第一磁场与沿着所述第一面的所述第二磁场合成。

(9)

所述(8)所述的镜头模组，其中，

进一步具备第一保持部件和第二保持部件，

所述第一保持部件保持所述第一磁场发生部，

所述第二保持部件设置为对所述第一保持部件可以沿着所述第一方向移动，并且保持所述第二磁场发生部和所述镜头。

(10)

一种镜头模组，具备：

磁传感器；

第一磁场发生部，包含第一磁体，并且产生第一磁场，所述第一磁体以第一磁性材料为主要成分且具有第一磁导率；

第二磁场发生部，包含第二磁体，产生第二磁场，并且设置为对所述第一磁场发生部和所述磁传感器可以沿着第一方向移动，所述第二磁体以所述第一磁性材料为主要成分且具有与所述第一磁导率同一的第二磁导率；以及

镜头，设置为可以以与所述第二磁场发生部联动的方式对所述第一磁场发生部和所述磁传感器沿着所述第一方向移动，

所述磁传感器生成对应于检测对象磁场的方向的检测信号，并且可以检测所述第二磁场发生部的位置的变化，所述检测对象磁场由所定面内的所述第一磁场与所述所定面内的所述第二磁场合成。

(11)

一种摄像装置，具备摄像元件和镜头模组，

所述镜头模组具有：

磁传感器；

第一磁场发生部，包含第一磁体，并且产生第一磁场，所述第一磁体以第一磁性材料为主要成分且呈第一形状；

第二磁场发生部，包含第二磁体，产生第二磁场，并且设置为对所述第一磁场发生部和所述磁传感器可以沿着第一方向移动，所述第二磁体以第二磁性材料为主要成分且呈第二形状；以及

镜头，设置为可以以与所述第二磁场发生部联动的方式对所述第一磁场发生部和所述磁传感器沿着所述第一方向移动，

所述磁传感器生成对应于检测对象磁场的方向的检测信号，并且可以检测所述第二磁场发生部的位置的变化，所述检测对象磁场由沿着第一面的所述第一磁场与沿着所述第一面的所述第二磁场合成。

(12)

一种摄像装置，具备摄像元件和镜头模组，

所述镜头模组具有：

磁传感器；

第一磁场发生部，包含第一磁体，并且产生第一磁场，所述第一磁体以第一磁性材料为主要成分且具有第一磁导率；

第二磁场发生部，包含第二磁体，产生第二磁场，并且设置为对所述第一磁场发生部和所述磁传感器可以沿着第一方向移动，所述第二磁体以所述第一磁性材料为主要成分且具有与所述第一磁导率同一的第二磁导率；以及

镜头，设置为可以以与所述第二磁场发生部联动的方式对所述第一磁场发生部和所述磁传感器沿着所述第一方向移动，

所述磁传感器生成对应于检测对象磁场的方向的检测信号，并且可以检测所述第二磁场发生部的位置的变化，所述检测对象磁场由所定面内的所述第一磁场与所述所定面内的所述第二磁场合成。

本公开含有涉及在2020年2月14日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2020-023517中公开的主旨，其全部内容包括在此，以供参考。

本领域的技术人员应该理解，虽然根据设计要求和其他因素可能出现各种修改，组合，子组合和可替换项，但是它们均包含在附加的权利要求或它的等同物的范围内。

Claims (12)

1.一种位置检测装置，具备：

磁传感器；

第一磁场发生部，包含第一磁体，并且产生第一磁场，所述第一磁体以第一磁性材料为主要成分且呈第一形状并且具有第一热退磁率；以及

第二磁场发生部，包含第二磁体，产生第二磁场，并且设置为对所述第一磁场发生部和所述磁传感器沿着第一方向移动，所述第二磁体以与所述第一磁性材料不同的第二磁性材料为主要成分且呈与所述第一形状不同的第二形状并且具有与所述第一热退磁率接近的第二热退磁率，

所述磁传感器生成对应于检测对象磁场的方向的检测信号，并且检测所述第二磁场发生部的位置的变化，所述检测对象磁场由沿着第一面的所述第一磁场与沿着所述第一面的所述第二磁场合成。

2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中，

所述第二磁体的第二剩余磁通密度的温度系数的绝对值比所述第一磁体的第一剩余磁通密度的温度系数的绝对值小。

3.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中，

所述第一磁性材料包含NdFeB，

所述第二磁性材料包含SmCo。

4.根据权利要求2所述的位置检测装置，其中，

所述第一磁性材料包含NdFeB，

所述第二磁性材料包含SmCo。

5.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的位置检测装置，其中，

所述第一面与所述第一方向垂直。

6.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的位置检测装置，其中，

进一步具备第一保持部件和第二保持部件，

所述第一保持部件保持所述第一磁场发生部，

所述第二保持部件设置为对所述第一保持部件沿着所述第一方向移动，并且保持所述第二磁场发生部。

7.根据权利要求5所述的位置检测装置，其中，

进一步具备第一保持部件和第二保持部件，

所述第一保持部件保持所述第一磁场发生部，

所述第二保持部件设置为对所述第一保持部件沿着所述第一方向移动，并且保持所述第二磁场发生部。

8.根据权利要求6所述的位置检测装置，其中，

所述第二保持部件保持镜头，所述镜头具有沿着所述第一方向的光轴。

9.根据权利要求7所述的位置检测装置，其中，

所述第二保持部件保持镜头，所述镜头具有沿着所述第一方向的光轴。

10.一种镜头模组，具备：

磁传感器；

第一磁场发生部，包含第一磁体，并且产生第一磁场，所述第一磁体以第一磁性材料为主要成分且呈第一形状并且具有第一热退磁率；

第二磁场发生部，包含第二磁体，产生第二磁场，并且设置为对所述第一磁场发生部和所述磁传感器沿着第一方向移动，所述第二磁体以与所述第一磁性材料不同的第二磁性材料为主要成分且呈与所述第一形状不同的第二形状并且具有与所述第一热退磁率接近的第二热退磁率；以及

镜头，设置为以与所述第二磁场发生部联动的方式对所述第一磁场发生部和所述磁传感器沿着所述第一方向移动，

所述磁传感器生成对应于检测对象磁场的方向的检测信号，并且检测所述第二磁场发生部的位置的变化，所述检测对象磁场由沿着第一面的所述第一磁场与沿着所述第一面的所述第二磁场合成。

11.根据权利要求10所述的镜头模组，其中，

进一步具备第一保持部件和第二保持部件，

所述第一保持部件保持所述第一磁场发生部，

所述第二保持部件设置为对所述第一保持部件沿着所述第一方向移动，并且保持所述第二磁场发生部和所述镜头。

12.一种摄像装置，具备摄像元件和镜头模组，

所述镜头模组具有：

磁传感器；

第一磁场发生部，包含第一磁体，并且产生第一磁场，所述第一磁体以第一磁性材料为主要成分且呈第一形状并且具有第一热退磁率；

第二磁场发生部，包含第二磁体，产生第二磁场，并且设置为对所述第一磁场发生部和所述磁传感器沿着第一方向移动，所述第二磁体以与所述第一磁性材料不同的第二磁性材料为主要成分且呈与所述第一形状不同的第二形状并且具有与所述第一热退磁率接近的第二热退磁率；以及

镜头，设置为以与所述第二磁场发生部联动的方式对所述第一磁场发生部和所述磁传感器沿着所述第一方向移动，

所述磁传感器生成对应于检测对象磁场的方向的检测信号，并且检测所述第二磁场发生部的位置的变化，所述检测对象磁场由沿着第一面的所述第一磁场与沿着所述第一面的所述第二磁场合成。