CN114080556A - 透镜驱动装置 - Google Patents
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Abstract
第1磁传感器(150)能够在透镜保持部在光轴方向上移动时检测从相对地移动的第1位置检测用磁铁(140)施加的磁场。从光轴方向观察，第1磁传感器(150)的中心和第1位置检测用磁铁(140)的中心在光轴(C)的周向上位于相互错开的位置。
Description
技术领域
本发明涉及透镜驱动装置。
背景技术
作为公开了透镜驱动装置的结构的在先文献，有US2019/0020822号(专利文献1)以及日本特开2015-141329号公报(专利文献2)。
作为实现自动对焦功能的驱动机构，在专利文献1记载的透镜驱动装置具备音圈电机，在专利文献2记载的透镜驱动装置具备压电元件。在专利文献1以及专利文献2记载的透镜驱动装置中，具备用于对透镜的光轴方向上的透镜的位置进行检测的位置检测用磁铁以及磁传感器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：US2019/0020822号
专利文献2：日本特开2015-141329号公报
发明内容
发明要解决的课题
关于透镜驱动装置，要求透镜的光轴方向上的透镜的可动范围大。为了增大透镜的可动范围，需要增大能够对透镜的光轴方向上的透镜的位置进行检测的范围，即，要求增大可从磁传感器得到具有线性的输出的、磁传感器相对于位置检测用磁铁的相对移动范围。在为了增大磁传感器的上述相对移动范围而使位置检测用磁铁大型化的情况下，透镜驱动装置的大小以及重量会增加。
本发明是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种能够在不使位置检测用磁铁大型化的情况下增大透镜的可动范围的透镜驱动装置。
用于解决课题的技术方案
基于本发明的透镜驱动装置具备透镜保持部、驱动机构、第1位置检测用磁铁和第1磁传感器。透镜保持部具有开口部，并保持透镜。驱动机构使透镜保持部在通过上述开口部的中心的透镜的光轴方向上移动。第1磁传感器能够在透镜保持部在透镜的光轴方向上移动时检测从相对地移动的第1位置检测用磁铁施加的磁场。第1位置检测用磁铁以及第1磁传感器中的一者位于透镜保持部的外周侧。第1位置检测用磁铁以及第1磁传感器中的另一者相对于第1位置检测用磁铁以及第1磁传感器中的上述一者在透镜的光轴的径向上隔开间隔进行配置。从透镜的光轴方向观察，第1磁传感器的中心和第1位置检测用磁铁的中心在上述光轴的周向上位于相互错开的位置。
发明效果
根据本发明，能够在透镜驱动装置中在不使位置检测用磁铁大型化的情况下增大透镜的可动范围。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置的结构的立体图。
图2是示出本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置的结构的分解立体图。
图3是示出本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置中的第1位置检测用磁铁和第1磁传感器的位置关系的立体图。
图4是从箭头IV方向对图3的第1位置检测用磁铁以及第1磁传感器进行了观察的部分放大图。
图5是从箭头V方向对图4的第1位置检测用磁铁以及第1磁传感器进行了观察的图。
图6是示出在本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置中从第1位置检测用磁铁施加于第1磁传感器的旋转磁场的相位和第1磁传感器的输出的关系的图表。
图7是示出本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置的第1磁传感器的结构的图。
图8是示出本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置的第1磁传感器的电路结构的图。
图9是将图7的IX部分放大示出的立体图。
图10是从图9的X-X线箭头方向观察的剖视图。
图11是示出比较例涉及的透镜驱动装置中的第1位置检测用磁铁的起磁方向的图。
图12是示出比较例涉及的透镜驱动装置中的、第1位置检测用磁铁和第1磁传感器的位置关系、从第1位置检测用磁铁施加于第1磁传感器的磁场、以及可从第1磁传感器得到具有线性的输出的、第1磁传感器在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁的相对移动范围的图。
图13是示出比较例涉及的透镜驱动装置中的、第1磁传感器在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁的相对移动范围和第1磁传感器的输出的线性误差率的关系的图表。
图14是示出实施例1涉及的透镜驱动装置中的第1位置检测用磁铁的起磁方向的图。
图15是示出实施例1涉及的透镜驱动装置中的、第1位置检测用磁铁和第1磁传感器的位置关系、从第1位置检测用磁铁施加于第1磁传感器的磁场、以及可从第1磁传感器得到具有线性的输出的、第1磁传感器在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁的相对移动范围的图。
图16是示出实施例1涉及的透镜驱动装置中的、第1磁传感器在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁的相对移动范围和第1磁传感器的输出的线性误差率的关系的图表。
图17是示出实施例2涉及的透镜驱动装置中的第1位置检测用磁铁的起磁方向的图。
图18是示出实施例2涉及的透镜驱动装置中的、第1位置检测用磁铁和第1磁传感器的位置关系、从第1位置检测用磁铁施加于第1磁传感器的磁场、以及可从第1磁传感器得到具有线性的输出的、第1磁传感器在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁的相对移动范围的图。
图19是示出实施例3涉及的透镜驱动装置中的、第1位置检测用磁铁和第1磁传感器的位置关系、从第1位置检测用磁铁施加于第1磁传感器的磁场、以及可从第1磁传感器得到具有线性的输出的、第1磁传感器在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁的相对移动范围的图。
图20是示出本发明的实施方式2涉及的透镜驱动装置中的第1位置检测用磁铁、第1磁传感器、第2位置检测用磁铁和第2磁传感器的位置关系的立体图。
图21是示出本发明的实施方式2涉及的透镜驱动装置的第1磁传感器以及第2磁传感器的电路结构的图。
图22是示出本发明的实施方式3涉及的透镜驱动装置中的第1位置检测用磁铁、第1磁传感器、第2位置检测用磁铁和第2磁传感器的位置关系的立体图。
具体实施方式
以下，参照图对本发明的各实施方式涉及的透镜驱动装置进行说明。在以下的实施方式的说明中，对于图中的相同或者相当部分标注相同的附图标记，不再重复其说明。
(实施方式1)
图1是示出本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置的结构的立体图。图2是示出本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置的结构的分解立体图。图3是示出本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置中的第1位置检测用磁铁和第1磁传感器的位置关系的立体图。图4是从箭头IV方向对图3的第1位置检测用磁铁以及第1磁传感器进行了观察的部分放大图。图5是从箭头V方向对图4的第1位置检测用磁铁以及第1磁传感器进行了观察的图。在图3～图5中，未图示透镜保持部。
在图1～图5中，将与后述的透镜的光轴方向平行的方向设为Z轴方向，将与通过后述的第1位置检测用磁铁的中心的光轴的径向平行的方向设为X轴方向，将与X轴方向以及Z轴方向分别正交的方向设为Y轴方向，从而进行图示。另外，所谓光轴的径向，是以光轴为中心的假想圆的径向。
如图1以及图2所示，本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置100具备基板110、透镜保持部120、驱动机构130、第1位置检测用磁铁140和第1磁传感器150。透镜保持部120、驱动机构130、第1位置检测用磁铁140以及第1磁传感器150各自经由未图示的连接机构搭载于基板110。
透镜保持部120具有使去往透镜的光通过的圆形的开口部121，并保持透镜。透镜保持部120具有筒状的形状。从Z轴方向观察，透镜保持部120是以通过开口部121的中心的透镜的光轴C为中心的大致八边形。透镜保持部120的外周面与从Z轴方向观察的大致八边形的各边相连，并沿着Z轴方向延伸。像这样，透镜保持部120具有8个外周面。在透镜保持部120的外周面，设置有从Z轴方向观察为以光轴C为中心的圆环状的槽122。
在与从Z轴方向观察了透镜保持部120的上述八边形中的一边相连的外周面，设置有安装部123。安装部123覆盖槽122的一部分。在安装部123的与内表面相反侧的外表面设置有矩形形状的凹部124，该内表面与槽122对置。另外，透镜保持部120的形状并不限于上述形状，只要具有在内侧配置透镜的开口部121即可。
驱动机构130使透镜保持部120在透镜的光轴方向上移动，该透镜的光轴方向是与通过开口部121的中心的透镜的光轴C平行的方向。在本发明的实施方式1中，驱动机构130包含驱动用线圈131和驱动用磁铁132。驱动机构130为音圈电机。
驱动用线圈131卷绕于透镜保持部120。具体地，驱动用线圈131卷绕于透镜保持部120的槽122的底面。
驱动用磁铁132配置为隔开间隔与驱动用线圈131的外周侧对置。在本发明的实施方式1中，4个驱动用磁铁132配置为与透镜保持部120的外周面对置。
具体地，关于透镜保持部120的8个外周面，在光轴C的周向上，与驱动用磁铁132对置的面和不与驱动用磁铁132对置的面交替地在光轴C的周向上排列。设置有安装部123的外周面是不与驱动用磁铁132对置的面。驱动用磁铁132在光轴C的周向上配置为等间隔。
另外，驱动用磁铁132的数量并不限定于4个，只要有至少一个即可。不过，为了抑制透镜保持部120的倾斜，优选关于光轴C对称地配置有多个驱动用磁铁132。
驱动机构130能够通过电流流过驱动用线圈131时产生的洛伦兹力在透镜的光轴方向上驱动透镜保持部120。另外，驱动机构130并不限于音圈电机，也可以由在透镜的光轴方向上伸缩的压电元件或者形状记忆合金构成。
如图1所示，第1位置检测用磁铁140位于透镜保持部120的外周侧。在本发明的实施方式1中，第1位置检测用磁铁140具有长方体状的形状。第1位置检测用磁铁140嵌入到安装部123的凹部124内。因此，第1位置检测用磁铁140与透镜保持部120一起在透镜的光轴方向上移动。
在本发明的实施方式1中，第1位置检测用磁铁140的起磁方向沿着图4所示的通过第1位置检测用磁铁140的中心140c的光轴C的径向Dd。
如图3以及图4所示，第1磁传感器150相对于第1位置检测用磁铁140在透镜的光轴C的径向上隔开间隔进行配置。第1磁传感器150固定于基板110。
另外，也可以是，第1位置检测用磁铁140和第1磁传感器150的位置关系相反，第1磁传感器150嵌入到透镜保持部120的安装部123的凹部124内，第1磁传感器150与透镜保持部120一起在透镜的光轴方向上移动，第1位置检测用磁铁140固定于基板110。
如图4所示，从透镜的光轴方向观察，第1磁传感器150的中心150c和第1位置检测用磁铁140的中心140c在光轴C的周向上位于相互错开的位置。
在本发明的实施方式1中，从透镜的光轴方向观察，第1磁传感器150的中心150c在光轴C的周向上不与第1位置检测用磁铁140重叠。
不过，只要从透镜的光轴方向观察，第1磁传感器150的中心150c和第1位置检测用磁铁140的中心140c在光轴C的周向上位于相互错开的位置，则第1磁传感器150的中心150c也可以在光轴C的周向上与第1位置检测用磁铁140重叠。
进而，在本发明的实施方式1中，从透镜的光轴方向观察，第1磁传感器150在光轴C的周向上不与第1位置检测用磁铁140重叠。
不过，只要从透镜的光轴方向观察，第1磁传感器150的中心150c和第1位置检测用磁铁140的中心140c在光轴C的周向上位于相互错开的位置，则第1磁传感器150也可以在光轴C的周向上与第1位置检测用磁铁140重叠。
如图5所示，第1磁传感器150能够在透镜保持部120在透镜的光轴方向上移动时检测从相对地移动的第1位置检测用磁铁140施加的旋转磁场。
在本发明的实施方式1中，第1位置检测用磁铁140的起磁方向沿着图4所示的通过第1位置检测用磁铁140的中心140c的光轴C的径向Dd，因此如图5所示，在第1磁传感器150的中心150c以及第1位置检测用磁铁140的中心140c在透镜的光轴方向上处于彼此相同的位置时，从第1位置检测用磁铁140施加于第1磁传感器150的旋转磁场的相位θ成为0°。
在第1磁传感器150的中心150c在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁140的中心140c相对地上升时，从第1位置检测用磁铁140施加于第1磁传感器150的旋转磁场的相位θ成为+α。
图6是示出在本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置中从第1位置检测用磁铁施加于第1磁传感器的旋转磁场的相位和第1磁传感器的输出的关系的图表。在图6中，在纵轴示出了第1磁传感器的输出(Vout)，在横轴示出了从第1位置检测用磁铁施加于第1磁传感器的旋转磁场的相位θ(度)。
如图6所示，第1位置检测用磁铁140的输出(Vout)与从第1位置检测用磁铁140施加于第1磁传感器150的旋转磁场的相位θ之间，满足Vout＝sinθ的关系。
第1磁传感器150的可利用区域成为第1位置检测用磁铁140的输出(Vout)相对于旋转磁场的相位θ具有线性的范围，因此在图6所示的可利用区域1以及可利用区域2所包含的范围内，能够通过第1磁传感器150对旋转磁场的相位θ进行检测。即，在sin曲线中弯曲的顶点部以外的大致直线状倾斜部的范围成为第1磁传感器150的可利用区域。
图7是示出本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置的第1磁传感器的结构的图。图8是示出本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置的第1磁传感器的电路结构的图。在图7中，从与图5相同的方向观察第1磁传感器并进行了图示。
如图7以及图8所示，第1磁传感器150具有构成桥电路的多个磁阻元件。在本发明的实施方式1中，第1磁传感器150具有第1磁阻元件MR1、第2磁阻元件MR2、第3磁阻元件MR3以及第4磁阻元件MR4。
具体地，如图7所示，在第1磁传感器150中，第1磁阻元件MR1、第2磁阻元件MR2、第3磁阻元件MR3以及第4磁阻元件MR4各自设置在传感器基板151的上表面。在传感器基板151上，设置有电源端子Vcc、接地端子GND、第1输出端子V+以及第2输出端子V-。
第1磁阻元件MR1、第2磁阻元件MR2、第3磁阻元件MR3以及第4磁阻元件MR4相互电连接而构成惠斯通桥型的桥电路。另外，第1磁传感器150也可以具有包含第1磁阻元件MR1以及第2磁阻元件MR2的半桥电路。
第1磁阻元件MR1以及第2磁阻元件MR2的串联连接体和第3磁阻元件MR3以及第4磁阻元件MR4的串联连接体在电源端子Vcc与接地端子GND之间并联连接。在第1磁阻元件MR1和第2磁阻元件MR2的连接点连接有第1输出端子V+。在第3磁阻元件MR3和第4磁阻元件MR4的连接点连接有第2输出端子V-。
第1磁阻元件MR1、第2磁阻元件MR2、第3磁阻元件MR3以及第4磁阻元件MR4各自为TMR(Tunnel Magneto Resistance，隧穿磁阻)元件。
第1磁阻元件MR1、第2磁阻元件MR2、第3磁阻元件MR3以及第4磁阻元件MR4各自的外形为大致矩形形状。第1磁阻元件MR1、第2磁阻元件MR2、第3磁阻元件MR3以及第4磁阻元件MR4作为整体是大致正方形形状。第1磁传感器150的中心150c位于该正方形的中心。
图9是将图7的IX部分放大示出的立体图。图10是从图9的X-X线箭头方向观察的剖视图。如图9所示，第1磁阻元件MR1、第2磁阻元件MR2、第3磁阻元件MR3以及第4磁阻元件MR4各自串联地连接多个TMR元件10而构成。多个TMR元件10设置为矩阵状。
具体地，由在X轴方向上层叠并相互串联地连接的多个TMR元件10构成了多层元件10b。由在Z轴方向上排列并相互串联地连接的多个多层元件10b构成了元件列10c。在Y轴方向上排列的多个元件列10c在Z轴方向上的一方和另一方交替地通过引线20进行连接。由此，在第1磁阻元件MR1、第2磁阻元件MR2、第3磁阻元件MR3以及第4磁阻元件MR4的每一个中，多个TMR元件10串联地电连接。
如图9所示，在多层元件10b中位于下侧的TMR元件10的上部电极层18和位于上侧的TMR元件10的下部电极层11一体构成为中间电极层19。即，在多层元件10b内相互相邻的TMR元件10中的上部电极层18和下部电极层11一体构成为中间电极层19。
如图10所示，第1磁阻元件MR1、第2磁阻元件MR2、第3磁阻元件MR3以及第4磁阻元件MR4各自的TMR元件10具有层叠构造，该层叠构造包含下部电极层11、反强磁性层12、第1参考层13、非磁性中间层14、第2参考层15、隧穿阻挡层16、自由层17和上部电极层18。
下部电极层11例如包括包含Ta和Cu的金属层或者金属化合物层。反强磁性层12设置在下部电极层11上，例如包括IrMn、PtMn、FeMn、NiMn、RuRhMn或者CrPtMn等的金属化合物层。第1参考层13设置在反强磁性层12上，例如包括CoFe等的强磁性层。
非磁性中间层14设置在第1参考层13上，例如包括如下的层，即，包含从Ru、Cr、Rh、Ir以及Re中选择的至少一者，或者这些金属中的两者以上的合金。第2参考层15设置在非磁性中间层14上，例如包括CoFe或者CoFeB等的强磁性层。
隧穿阻挡层16设置在第2参考层15上，包括如下的层，即，包含氧化镁等含有Mg、Al、Ti、Zn、Hf、Ge以及Si中的至少一者或者两者以上的氧化物。自由层17设置在隧穿阻挡层16上，包括如下的层，即，例如包含CoFeB或者Co、Fe以及Ni等中的至少一者或者两者以上的合金。上部电极层18设置在自由层17上，例如包括Ta、Ru或者Cu等的金属层。
第1磁阻元件MR1以及第4磁阻元件MR4各自的钉扎层的磁化方向和第2磁阻元件MR2以及第3磁阻元件MR3各自的钉扎层的磁化方向彼此反转180°。
另外，第1磁阻元件MR1、第2磁阻元件MR2、第3磁阻元件MR3以及第4磁阻元件MR4各自也可以代替TMR元件而具有GMR(Giant Magneto Resistance，巨磁阻)元件或AMR(Anisotropic Magneto Resistance，各向异性磁阻)元件等磁阻元件、或者霍尔元件。
在第1磁阻元件MR1、第2磁阻元件MR2、第3磁阻元件MR3以及第4磁阻元件MR4各自为GMR元件或者AMR元件的情况下，在构成第1磁阻元件MR1以及第4磁阻元件MR4各自的磁性体层中，在Z轴方向上延伸存在的多个长边部和在Y轴方向上延伸存在的多个短边部串联地连接，并具有在Z轴方向上延伸的易磁化轴。此外，在构成第2磁阻元件MR2以及第3磁阻元件MR3各自的磁性体层中，在Y轴方向上延伸存在的多个长边部和在Z轴方向上延伸存在的多个短边部串联地连接，具有在Y轴方向上延伸的易磁化轴。
第1磁阻元件MR1、第2磁阻元件MR2、第3磁阻元件MR3以及第4磁阻元件MR4各自包含旋转柱(Barber pole)型电极，由此具有奇函数输入输出特性。具体地，第1磁阻元件MR1、第2磁阻元件MR2、第3磁阻元件MR3以及第4磁阻元件MR4各自通过包含旋转柱型电极，从而被偏置为在相对于磁性体层的磁化方向形成给定的角度的方向上流过电流。
对从第1磁传感器150得到的具有线性的输出进行反馈控制而对流过驱动用线圈131的电流量进行调整，由此能够使透镜保持部120在光轴方向上移动。即，透镜在透镜的光轴方向上的可动范围成为可从第1磁传感器150得到具有线性的输出的、第1磁传感器150在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁140的相对移动范围。
在此，对如下的实验例进行说明，即，通过仿真分析验证了可从第1磁传感器150得到具有线性的输出的、第1磁传感器150在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁140的相对移动范围根据第1位置检测用磁铁140和第1磁传感器150的位置关系、第1位置检测用磁铁140的起磁方向、以及第1磁传感器150的种类而变化。
在本实验例中，对比较例以及实施例1～实施例3这4种透镜驱动装置进行了分析。
图11是示出比较例涉及的透镜驱动装置中的第1位置检测用磁铁的起磁方向的图。图12是示出比较例涉及的透镜驱动装置中的、第1位置检测用磁铁和第1磁传感器的位置关系、从第1位置检测用磁铁施加于第1磁传感器的磁场、以及可从第1磁传感器得到具有线性的输出的、第1磁传感器在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁的相对移动范围的图。
如图11所示，在比较例涉及的透镜驱动装置中，第1位置检测用磁铁140的起磁方向Dm在Z轴方向上延伸，沿着透镜的光轴方向。
在比较例涉及的透镜驱动装置中，作为第1磁传感器150而使用了对磁场强度进行检测的磁传感器。具体地，比较例涉及的第1磁传感器150具有能够对X轴方向上的磁场进行检测的霍尔元件。
在比较例涉及的透镜驱动装置中，第1磁传感器150检测磁场强度，因此为了使从第1位置检测用磁铁140施加于第1磁传感器150的磁场的矢量不旋转，如图12所示，从X轴方向观察，第1磁传感器150的中心150c和第1位置检测用磁铁140的中心140c位于彼此重叠的位置。即，第1磁传感器150的中心150c和第1位置检测用磁铁140的中心140c在光轴C的周向上位于彼此重叠的位置。
可从第1磁传感器150得到具有线性的输出的、第1磁传感器150在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁140的相对移动范围Fs成为图12所示的被点线包围的范围。
图13是示出比较例涉及的透镜驱动装置中的、第1磁传感器在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁的相对移动范围和第1磁传感器的输出的线性误差率的关系的图表。在图13中，在纵轴示出了第1磁传感器的输出的线性误差率(％)，在横轴示出了第1磁传感器在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁的相对移动范围Fs(μm)。
如图13所示，在比较例涉及的透镜驱动装置中，相对移动范围Fs为600μm时的第1磁传感器150的输出的线性误差率为4.1％，若相对移动范围Fs超过600μm，则第1磁传感器150的输出的线性误差率急剧地上升。在比较例涉及的透镜驱动装置中，作为具有线性的阈值的线性误差率成为4.5％的相对移动范围Fs为大约610μm。
在比较例涉及的透镜驱动装置中，相对移动范围Fs为第1位置检测用磁铁140的光轴方向上的长度的大约50％。在比较例涉及的透镜驱动装置中，为了增大相对移动范围Fs，需要使第1位置检测用磁铁140的光轴方向上的长度变长。
图14是示出实施例1涉及的透镜驱动装置中的第1位置检测用磁铁的起磁方向的图。图15是示出实施例1涉及的透镜驱动装置中的、第1位置检测用磁铁和第1磁传感器的位置关系、从第1位置检测用磁铁施加于第1磁传感器的磁场、以及可从第1磁传感器得到具有线性的输出的、第1磁传感器在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁的相对移动范围的图。
在图14中，图示了使第1磁传感器150的中心150c相对于第1位置检测用磁铁140的中心140c错开之前的状态。在图15中，用双点划线示出了使第1磁传感器150的中心150c相对于第1位置检测用磁铁140的中心140c错开之前的状态，用实线示出了使第1磁传感器150的中心150c相对于第1位置检测用磁铁140的中心140c错开之后的状态。
如图14所示，在实施例1涉及的透镜驱动装置中，第1位置检测用磁铁140的起磁方向Dm在X轴方向上延伸，沿着通过第1位置检测用磁铁140的中心140c的光轴C的径向。
在实施例1涉及的透镜驱动装置中，作为第1磁传感器150而使用了对旋转磁场进行检测的磁传感器。具体地，实施例1涉及的第1磁传感器150具有与实施方式1同样的磁阻元件。
在实施例1涉及的透镜驱动装置中，第1磁传感器150U检测旋转磁场，因此如图15所示，从X轴方向观察，第1磁传感器150的中心150c和第1位置检测用磁铁140的中心140c在Y轴方向上位于相互错开的位置。在实施例1中，第1磁传感器150的中心150c相对于第1位置检测用磁铁140的中心140c位于在Y轴方向上错开1mm的位置。即，第1磁传感器150的中心150c和第1位置检测用磁铁140的中心140c在光轴C的周向上位于相互错开的位置。
可从第1磁传感器150得到具有线性的输出的、第1磁传感器150在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁140的相对移动范围Fs成为图15所示的点线所包围的范围。
图16是示出实施例1涉及的透镜驱动装置中的、第1磁传感器在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁的相对移动范围和第1磁传感器的输出的线性误差率的关系的图表。在图16中，在纵轴示出了第1磁传感器的输出的线性误差率(％)，在横轴示出了第1磁传感器在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁的相对移动范围Fs(μm)。
如图16所示，在实施例1涉及的透镜驱动装置中，相对移动范围Fs为1600μm时的第1磁传感器150的输出的线性误差率为4.3％，第1磁传感器150的输出的线性误差率与相对移动范围Fs大致成比例地缓慢地上升。在实施例1涉及的透镜驱动装置中，作为具有线性的阈值的线性误差率成为4.5％的相对移动范围Fs为大约1630μm。
在实施例1涉及的透镜驱动装置中，第1磁传感器150在相对于第1位置检测用磁铁140在光轴C的周向上错开的位置处，检测从第1位置检测用磁铁140呈辐射状扩展的磁场的角度，因此能够确保比第1位置检测用磁铁140的光轴方向上的长度长的相对移动范围Fs。
图17是示出实施例2涉及的透镜驱动装置中的第1位置检测用磁铁的起磁方向的图。图18是示出实施例2涉及的透镜驱动装置中的、第1位置检测用磁铁和第1磁传感器的位置关系、从第1位置检测用磁铁施加于第1磁传感器的磁场、以及可从第1磁传感器得到具有线性的输出的、第1磁传感器在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁的相对移动范围的图。
在图17中，图示了使第1磁传感器150的中心150c相对于第1位置检测用磁铁140的中心140c错开之前的状态。在图18中，用双点划线示出了使第1磁传感器150的中心150c相对于第1位置检测用磁铁140的中心140c错开之前的状态，用实线示出了使第1磁传感器150的中心150c相对于第1位置检测用磁铁140的中心140c错开之后的状态。
如图17所示，在实施例2涉及的透镜驱动装置中，第1位置检测用磁铁140的起磁方向Dm在Y轴方向上延伸，沿着与通过第1位置检测用磁铁140的中心140c的光轴C的径向以及透镜的光轴方向分别正交的方向。
在实施例2涉及的透镜驱动装置中，作为第1磁传感器150而使用了对旋转磁场进行检测的磁传感器。具体地，实施例2涉及的第1磁传感器150具有与实施方式1同样的磁阻元件。
在实施例2涉及的透镜驱动装置中，第1磁传感器150检测旋转磁场，因此如图18所示，从X轴方向观察，第1磁传感器150的中心150c和第1位置检测用磁铁140的中心140c在Y轴方向上位于相互错开的位置。在实施例2中，第1磁传感器150的中心150c相对于第1位置检测用磁铁140的中心140c位于在Y轴方向上错开1mm的位置。即，第1磁传感器150的中心150c和第1位置检测用磁铁140的中心140c在光轴C的周向上位于相互错开的位置。
可从第1磁传感器150得到具有线性的输出的、第1磁传感器150在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁140的相对移动范围Fs成为图18所示的点线所包围的范围。
在实施例2涉及的透镜驱动装置中，第1磁传感器150在相对于第1位置检测用磁铁140在光轴C的周向上错开的位置处，检测从第1位置检测用磁铁140呈辐射状扩展的磁场的角度，因此能够确保比第1位置检测用磁铁140的光轴方向上的长度长的相对移动范围Fs。
如图11所示，在实施例3涉及的透镜驱动装置中，第1位置检测用磁铁140的起磁方向Dm在Z轴方向上延伸，沿着透镜的光轴方向。
图19是示出实施例3涉及的透镜驱动装置中的、第1位置检测用磁铁和第1磁传感器的位置关系、从第1位置检测用磁铁施加于第1磁传感器的磁场、以及可从第1磁传感器得到具有线性的输出的、第1磁传感器在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁的相对移动范围的图。
在图19中，用双点划线示出了使第1磁传感器150的中心150c相对于第1位置检测用磁铁140的中心140c错开之前的状态，用实线示出了使第1磁传感器150的中心150c相对于第1位置检测用磁铁140的中心140c错开之后的状态。
在实施例3涉及的透镜驱动装置中，作为第1磁传感器150而使用了对旋转磁场进行检测的磁传感器。具体地，实施例3涉及的第1磁传感器150具有与实施方式1同样的磁阻元件。
在实施例3涉及的透镜驱动装置中，第1磁传感器150检测旋转磁场，因此如图19所示，从X轴方向观察，第1磁传感器150的中心150c和第1位置检测用磁铁140的中心140c在Y轴方向上位于相互错开的位置。在实施例3中，第1磁传感器150的中心150c相对于第1位置检测用磁铁140的中心140c位于在Y轴方向上错开1mm的位置。即，第1磁传感器150的中心150c和第1位置检测用磁铁140的中心140c在光轴C的周向上位于相互错开的位置。
可从第1磁传感器150得到具有线性的输出的、第1磁传感器150在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁140的相对移动范围Fs成为图19所示的点线所包围的范围。
在实施例3涉及的透镜驱动装置中，第1磁传感器150在相对于第1位置检测用磁铁140在光轴C的周向上错开的位置处，检测从第1位置检测用磁铁140呈辐射状扩展的磁场的角度，因此能够确保比第1位置检测用磁铁140的光轴方向上的长度长的相对移动范围Fs。
另外，在实施例1～实施例3中，在实施例1涉及的透镜驱动装置中，在透镜的光轴方向上第1位置检测用磁铁140和第1磁传感器150的相对位置变化时的、施加于第1磁传感器150的磁场的角度的变动最小，因此相对移动范围Fs变得最大。
通过上述的实验例，能够确认：可从第1磁传感器150得到具有线性的输出的、第1磁传感器150在透镜的光轴方向上相对于第1位置检测用磁铁140的相对移动范围Fs根据第1位置检测用磁铁140和第1磁传感器150的位置关系、第1位置检测用磁铁140的起磁方向、以及第1磁传感器150的种类而变化。
在本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置中，第1磁传感器150能够在透镜保持部120在透镜的光轴方向上移动时检测从相对地移动的第1位置检测用磁铁140施加的旋转磁场，从透镜的光轴方向观察，第1磁传感器150的中心150c和第1位置检测用磁铁140的中心140c在光轴C的周向上位于相互错开的位置。由此，在透镜驱动装置100中，能够在不使第1位置检测用磁铁140大型化的情况下增大相对移动范围Fs，进而能够增大透镜的可动范围。
在本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置中，从透镜的光轴方向观察，第1磁传感器150的中心150c在光轴C的周向上不与第1位置检测用磁铁140重叠。由此，与第1磁传感器150的中心150c在光轴C的周向上与第1位置检测用磁铁140重叠的情况相比较，能够进一步增大相对移动范围Fs，进而能够进一步增大透镜的可动范围。
在本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置中，从透镜的光轴方向观察，第1磁传感器150在光轴C的周向上不与第1位置检测用磁铁140重叠。由此，与第1磁传感器150在光轴C的周向上与第1位置检测用磁铁140重叠的情况相比较，能够更加增大相对移动范围Fs，进而能够更加增大透镜的可动范围。
在本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置中，第1位置检测用磁铁140的起磁方向沿着通过第1位置检测用磁铁140的中心140c的光轴C的径向Dd。由此，能够减小在透镜的光轴方向上第1位置检测用磁铁140和第1磁传感器150的相对位置变化时的、施加于第1磁传感器150的磁场的角度的变动，从而能够增大相对移动范围Fs，进而能够增大透镜的可动范围。
在本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置中，第1磁传感器150具有构成桥电路的多个磁阻元件。由此，能够通过第1磁传感器150简单地对旋转磁场进行检测。
在本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置中，驱动机构130包含驱动用线圈131和驱动用磁铁132。驱动用线圈131卷绕于透镜保持部120。驱动用磁铁132配置为隔开间隔与驱动用线圈131的外周侧对置。由此，能够构成所谓的音圈电机，从而能够在光轴方向上驱动透镜保持部120。
(实施方式2)
以下，参照图对本发明的实施方式2涉及的透镜驱动装置进行说明。本发明的实施方式2涉及的透镜驱动装置与本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置100的不同点主要在于，还具备第2位置检测用磁铁以及第2磁传感器，因此关于与本发明的实施方式1涉及的透镜驱动装置100同样的结构，将不再重复说明。
图20是示出本发明的实施方式2涉及的透镜驱动装置中的第1位置检测用磁铁、第1磁传感器、第2位置检测用磁铁和第2磁传感器的位置关系的立体图。在图20中，从与图3相同的方向观察并进行了图示。在图20中，未图示透镜保持部。
如图20所示，本发明的实施方式2涉及的透镜驱动装置200还具备第2位置检测用磁铁240和第2磁传感器250。第2位置检测用磁铁240位于透镜保持部120的外周侧。在本发明的实施方式2中，第2位置检测用磁铁240具有长方体状的形状。第2位置检测用磁铁240与透镜保持部120一起在透镜的光轴方向上移动。
在本发明的实施方式2中，第2位置检测用磁铁240的起磁方向沿着通过第1位置检测用磁铁140的中心140c的光轴C的径向Dd。第2位置检测用磁铁240具有与第1位置检测用磁铁140同样的结构。
第2磁传感器250相对于第2位置检测用磁铁240在光轴C的径向上隔开间隔进行配置。从透镜的光轴方向观察，第2磁传感器250的中心和第2位置检测用磁铁240的中心在光轴C的周向上位于相互错开的位置。第2磁传感器250具有与第1磁传感器150同样的结构。
第2位置检测用磁铁240以及第2磁传感器250相对于第1位置检测用磁铁140以及第1磁传感器150在光轴C的径向上位于相互相反侧。
第2磁传感器250能够在透镜保持部120在透镜的光轴方向上移动时检测从相对地移动的第2位置检测用磁铁240施加的旋转磁场。
图21是示出本发明的实施方式2涉及的透镜驱动装置的第1磁传感器以及第2磁传感器的电路结构的图。如图21所示，第1磁传感器150的检测值和第2磁传感器250的检测值被差动放大并输出。由此，能够检测透镜保持部120的倾斜。对检测到的透镜保持部120的倾斜进行反馈控制，从而调整流过驱动用线圈131的电流量的分布，由此能够使透镜保持部120的倾斜减轻。
(实施方式3)
以下，参照图对本发明的实施方式3涉及的透镜驱动装置进行说明。本发明的实施方式3涉及的透镜驱动装置与本发明的实施方式2涉及的透镜驱动装置200的不同主要在于，驱动机构的结构，因此关于与本发明的实施方式2涉及的透镜驱动装置200同样的结构，将不再重复说明。
图22是示出本发明的实施方式3涉及的透镜驱动装置中的第1位置检测用磁铁、第1磁传感器、第2位置检测用磁铁和第2磁传感器的位置关系的立体图。在图22中，从与图3相同的方向观察并进行了图示。在图22中，未图示透镜保持部。
如图22所示，在本发明的实施方式3涉及的透镜驱动装置300中，驱动机构330包含一对驱动用线圈331和一对驱动用磁铁332。驱动机构330为所谓的音圈电机。
一对驱动用线圈331安装在透镜保持部120的Y轴方向上的两侧部。一对驱动用磁铁332配置为与一对驱动用线圈331一对一地对应并隔开间隔而对置。在本发明的实施方式3中，两个驱动用磁铁332配置为与透镜保持部120的外周面对置。
通过驱动机构330，也能够使透镜保持部120在透镜的光轴方向上移动。
在上述的实施方式的说明中，也可以将能够组合的结构相互组合。
应认为，此次公开的实施方式在所有的方面均为例示，而不是限制性的。本发明的范围不是由上述的说明示出，而是由权利要求书示出，意图包含与权利要求书等同的意思以及范围内的所有的变更。
附图标记说明
10：TMR元件；10b：多层元件；10c：元件列；11：下部电极层；12：反强磁性层；13：第1参考层；14：非磁性中间层；15：第2参考层；16：隧穿阻挡层；17：自由层；18：上部电极层；19：中间电极层；20：引线；100、200、300：透镜驱动装置；110：基板；120：透镜保持部；121：开口部；122：槽；123：安装部；124：凹部；130、330：驱动机构；131、331：驱动用线圈；132、332：驱动用磁铁；140：第1位置检测用磁铁；140c、150c：中心；150：第1磁传感器；151：传感器基板；240：第2位置检测用磁铁；250：第2磁传感器；2015：日本特开；C：光轴；Dd：径向；Dm：起磁方向；Fs：相对移动范围；GND：接地端子；MR1：第1磁阻元件；MR2：第2磁阻元件；MR3：第3磁阻元件；MR4：第4磁阻元件；V+：第1输出端子；V-：第2输出端子；Vcc：电源端子。
Claims (7)
1.一种透镜驱动装置，具备：
透镜保持部，具有开口部，并保持透镜；
驱动机构，使所述透镜保持部在通过所述开口部的中心的所述透镜的光轴方向上移动；
第1位置检测用磁铁；和
第1磁传感器，能够在所述透镜保持部在所述光轴方向上移动时检测从相对地移动的所述第1位置检测用磁铁施加的磁场，
所述第1位置检测用磁铁以及所述第1磁传感器中的一者位于所述透镜保持部的外周侧，
所述第1位置检测用磁铁以及所述第1磁传感器中的另一者相对于所述第1位置检测用磁铁以及所述第1磁传感器中的所述一者在所述透镜的光轴的径向上隔开间隔进行配置，
从所述光轴方向观察，所述第1磁传感器的中心和所述第1位置检测用磁铁的中心在所述光轴的周向上位于相互错开的位置。
2.根据权利要求1所述的透镜驱动装置，其中，
从所述光轴方向观察，所述第1磁传感器的中心在所述光轴的周向上不与所述第1位置检测用磁铁重叠。
3.根据权利要求2所述的透镜驱动装置，其中，
从所述光轴方向观察，所述第1磁传感器在所述光轴的周向上不与所述第1位置检测用磁铁重叠。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的透镜驱动装置，其中，
所述第1位置检测用磁铁的起磁方向沿着通过所述第1位置检测用磁铁的中心的所述光轴的所述径向。
5.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的透镜驱动装置，其中，
所述第1磁传感器具有构成桥电路的多个磁阻元件。
6.根据权利要求1至权利要求5中的任一项所述的透镜驱动装置，其中，
所述驱动机构包含：
驱动用线圈，卷绕于所述透镜保持部；和
驱动用磁铁，配置为隔开间隔与所述驱动用线圈的外周侧对置。
7.根据权利要求1至权利要求6中的任一项所述的透镜驱动装置，其中，还具备：
第2位置检测用磁铁；和
第2磁传感器，能够在所述透镜保持部在所述光轴方向上移动时检测从相对地移动的所述第2位置检测用磁铁施加的磁场，
所述第2位置检测用磁铁以及所述第2磁传感器中的一者位于所述透镜保持部的外周侧，
所述第2位置检测用磁铁以及所述第2磁传感器中的另一者相对于所述第2位置检测用磁铁以及所述第2磁传感器中的所述一者在所述透镜的光轴的径向上隔开间隔进行配置，
从所述光轴方向观察，所述第2磁传感器的中心和所述第2位置检测用磁铁的中心在所述光轴的周向上位于相互错开的位置，
所述第2位置检测用磁铁以及所述第2磁传感器相对于所述第1位置检测用磁铁以及所述第1磁传感器在所述光轴的径向上位于相互相反侧。
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