CN114199114A - 位置检测装置、镜头模组和摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的位置检测装置具备磁传感器和第一磁场产生部。第一磁场产生部在第一轴向上与磁传感器分开对置,并且产生波及磁传感器的第一磁场。第一磁场产生部具有第一多极磁体,第一多极磁体分别包括多个沿着与第一轴向正交的平面相邻的N极和S极。另外,磁传感器和第一磁场产生部设置为可以沿着第二轴向相对移动,第二轴向与第一轴向正交。第三轴向的磁传感器的中心位置与在第三轴向上相邻的N极与S极的交界的第三轴向的位置不同,第三轴向与第一轴向和第二轴向的双方正交。

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2019-082445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,其具备磁传感器和第一磁场产生部。第一磁场产生部在第一轴向上与磁传感器分开对置,并且产生波及磁传感器的第一磁场。第一磁场产生部具有第一多极磁体,第一多极磁体分别包括多个沿着与第一轴向正交的平面相邻的N极和S极。另外,磁传感器和第一磁场产生部设置为可以沿着第二轴向相对移动,第二轴向与第一轴向正交。第三轴向的磁传感器的中心位置与在第三轴向上相邻的N极与S极的交界的第三轴向的位置不同,第三轴向与第一轴向和第二轴向的双方正交。再有,正交是几何学上严密的90°的概念,另外也包括起因于制造误差的例如90°±5°左右的概念。
作为本发明的另一种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是表示本发明的一种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侧视图。
图3是图1所示的摄像装置的内部的示意性正视图。
图4A是表示图1所示的位置检测装置的结构例的放大立体图。
图4B是用于说明图1所示的第一磁体与磁传感器的位置关系的模式图。
图5A是表示图1所示的驱动装置的一部分的放大立体图。
图5B是表示图1所示的驱动装置的其他一部分的放大立体图。
图6A是表示图1所示的驱动装置的一部分的放大侧视图。
图6B是表示图1所示的驱动装置的其他一部分的放大侧视图。
图7是施加在图1所示的磁传感器上的第一磁场和第二磁场的示意性立体图。
图8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9是表示从图1所示的磁传感器获得的输出电压特性的特性图。
图10是表示图8的1个电阻部的一部分的立体图。
图11A是表示在图1所示的摄像装置中,伴随第一磁体的移动施加在磁传感器上的磁场的强度变化的特性图。
图11B是表示在图1所示的摄像装置中,伴随第一磁体的移动从磁传感器获得的输出电压的变化的特性图。
图11C是表示对第一磁体的行程量的合成磁场的方向的角度变化的特性图。
图12A是作为参考例的具有磁体的位置检测装置的结构例的放大立体图。
图12B是用于说明作为图12A所示的参考例的位置检测装置的磁体与磁传感器的位置关系的模式图。
图13A是表示作为图12A所示的参考例的位置检测装置的磁体的行程量与磁场强度的关系的特性图。
图13B是表示作为图12A所示的参考例的位置检测装置的磁体的行程量与磁场强度的变动率的关系的特性图。
图14A是表示图4A所示的位置检测装置的第一磁体的行程量与磁场强度的关系的第一特性图。
图14B是表示图4A所示的位置检测装置的第一磁体的行程量与磁场强度的关系的第二特性图。
图14C是表示图4A所示的位置检测装置的第一磁体的行程量与合成磁场的方向的角度关系的特性图。
图14D是表示图4A所示的位置检测装置的第一磁体的行程量与合成磁场的方向的角度变动率的关系的特性图。
图15是表示作为本发明的一种实施方式的第一变形例的第一磁体的结构例的放大立体图。
图16是表示作为本发明的一种实施方式的第二变形例的镜头模组的结构例的立体图。
图17是表示作为本发明的一种实施方式的第三变形例的镜头模组的结构例的立体图。
图18是表示作为本发明的一种实施方式的第四变形例的镜头模组的结构例的立体图。
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
10 第一磁体
11 第一区域部分
12 第二区域部分
11S、12S S极
11N、12N N极
11K、12K 交界
13、19 中性区
14 第一保持部件
15 第二保持部件
16 线
17 弹簧
18 第三区域部分
20、30 磁传感器
31、32 第二磁体
41~47 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
P10 位置
P20 中心位置
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:产生第一磁场且与镜头一体移动的第一磁场产生部,产生用于驱动镜头的第二磁场的第二磁场产生部,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~图3,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是从侧面看摄像装置100的内部的示意说明图。图3是从被摄体侧看摄像装置100的内部的示意说明图。再有,在图1~图3中,摄像装置100的各个构成要素的尺寸和配置位置不一定一致。另外,图1~图3所示的摄像装置100是示例,在本实施方式中,构成摄像装置100的各个构成要素及其尺寸、形状和配置位置不限定于图1~图3所示的内容。
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,以及将来自被摄体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,以使从被摄体射入的光(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2中,省略壳体6。
在此,分别如图1~图3所示,定义X轴、Y轴和Z轴。X轴、Y轴和Z轴互相正交。在本实施方式中,X轴与基板7的上面7A垂直,Y轴和Z轴全都与基板7的上面7A平行。并且,在本实施方式中,将+X方向作为上方向,将-X方向作为下方向。
另外,本实施方式的+Z方向和-Z方向即平行于Z轴的方向是对应于本发明的“第一轴向”的一个具体例子。本实施方式的+X方向和-X方向即平行于X轴的方向是对应于本发明的“第二轴向”的一个具体例子。并且,本实施方式的+Y方向和-Y方向即平行于Y轴的方向是对应于本发明的“第三轴向”的一个具体例子。
(镜头5)
镜头5以其光轴方向与X轴一致的姿势配置在基板7上面7A的上方。另外,如图2所示,基板7具有开口部7K,该开口部7K使透过镜头5的光通过。镜头模组300对图像传感器200定位,以使来自被摄体的依次通过镜头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)
其次,对本实施方式的位置检测装置1进行详细说明。
位置检测装置1具有第一保持部件14(参照图2)、第二保持部件15、多根线16和多个弹簧17。第一保持部件14保持第一磁体10(后述)和镜头5。第一保持部件14例如具有筒状的形状,该筒状的形状以在第一保持部件14的内部能够安装镜头5的方式构成。再有,位置检测装置1也可以没有线16和弹簧17。
第一保持部件14设置为:对第二保持部件15可以沿着镜头5的光轴方向即X轴方向移动。在本实施方式中,第二保持部件15例如具有盒形的形状,该盒形的形状以在第二保持部件15的内部能够收纳镜头5和第一保持部件14的方式构成。多个弹簧17连接第一保持部件14与第二保持部件15,并且以使第一保持部件14对第二保持部件15能够在X轴方向上移动的方式支撑第一保持部件14。
第二保持部件15设置为:在基板7上面7A的上方,对基板7可以在Y轴方向和Z轴方向的双方上移动。多根线16连接基板7与第二保持部件15,并且以使第二保持部件15对基板7能够在Y轴方向和Z轴方向上移动的方式支撑第二保持部件15。如果第二保持部件15相对基板7的位置发生变化,那么第一保持部件14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:作为产生第一磁场MF1的第一磁场产生部的第一磁体10,以及磁传感器20。因此,第一磁场MF1是第一磁体10形成的磁场。第一磁场MF1包含沿着X轴方向的磁场分量Hsx和沿着Y轴方向的磁场分量Hsy。磁场分量Hsx是对应于本发明的“第一磁场分量”的一个具体例子,磁场分量Hsy是对应于与磁场分量Hsx具有相位差的“第二磁场分量”的一个具体例子。第一磁体10由第一保持部件14保持,并且设置为:相对作为产生第二磁场MF2的第二磁场产生部的第二磁体31,32的位置可以发生变化。另外,磁传感器20与第一磁体10设置为:在Z轴方向上维持互相重叠的状态,并且可以沿着X轴方向相对移动。第一磁体10具有例如以X轴方向为长方向的大致长方体形状的外观。第一磁体10以第一磁性材料为主要成分。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,详细地说适用例如等级N48SH的NdFeB。或者,也可以使用作为第一磁性材料的SmCo(钐钴磁体)。第一磁体10是位置检测用磁体,产生用于进行保持镜头5的第一保持部件14的位置检测的第一磁场MF1。
另外,第一磁体10被以在Y轴方向上位于第二磁体31与第二磁体32之间的方式固定在第一保持部件14中。也就是说,第一磁体10由第一保持部件14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X轴方向发生变化,那么第二磁体31,32相对第一磁体10的位置也沿着X轴方向发生变化。
磁传感器20检测合成磁场MF,并且生成对应于合成磁场MF的方向的检测信号,合成磁场MF作为配置有磁传感器20的所定的检测位置的检测对象磁场。磁传感器20在Y轴方向上位于第二磁体31与第二磁体32之间,并且在Z轴方向上夹着第一磁体10位于镜头5的相反侧。磁传感器20与第二磁体31,32一起被固定在第二保持部件15中。因此,第一磁体10以对磁传感器20可以向X轴方向移动的方式构成。
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,如果作为第二磁场产生部的第二磁体31,32的X轴方向的位置相对作为第一磁场产生部的第一磁体10的位置发生变化,那么上述所定的检测位置与第二磁体31,32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生成对应于合成磁场MF的方向的检测信号,可以检测第一磁体10的位置变化即镜头5的位置变化。
图4A是表示位置检测装置1的第一磁体10和磁传感器20的放大立体图。图4B是在+Z方向上看磁传感器20和第一磁体10的状态的一例的示意图。再有,如上所述,第一磁体10设置为对磁传感器20可以在X轴方向上移动。如图4A和图4B所示,第一磁体10例如在Z轴方向上与磁传感器20分开对置。第一磁体10是包括多个N极11N,12N和多个S极11S,12S的多极磁体,多个N极11N,12N和多个S极11S,12S沿着与Z轴方向正交的X-Y平面相邻。第一磁体10例如包括:在+Y方向上着磁的第一区域部分11,在与+Y方向相反的-Y方向上着磁的第二区域部分12,以及被夹持在第一区域部分11与第二区域部分12之间的中性区13。在图4A中,第一区域部分11和第二区域部分12中的箭头分别表示第一区域部分11和第二区域部分12的磁化方向。第一区域部分11与第二区域部分12在第一磁体10的移动方向即X轴方向上夹着中性区13相邻。第一区域部分11包括沿着Y轴方向相邻的N极11N与S极11S。第二区域部分12包括沿着Y轴方向相邻的N极12N与S极12S。在此,N极11N与S极12S在X轴方向上夹着中性区13相邻配置,N极12N与S极11S在X轴方向上夹着中性区13相邻配置。
中性区13例如沿着Y轴方向延伸。中性区13是第一磁体10中没有着磁的无着磁部分。
如图4B所示,在Y轴方向上相邻的N极11N与S极11S的交界11K和在Y轴方向上相邻的N极12N与S极12S的交界12K全都例如沿着X-Z平面延伸。在此,Y轴方向的磁传感器20的中心位置P20与交界11K,12K的Y轴方向的位置P10不同。在图4B中,示例了中心位置P20对位置P10向+Y方向偏离的情况,中心位置P20对位置P10也可以向-Y方向偏离。再有,交界11K,12K的Y轴方向的位置P10也可以是第一磁体10的Y轴方向的中心位置。
(驱动装置3)
其次,对本实施方式的驱动装置3进行详细说明。
驱动装置3具有在不同的位置分开配置的2个第二磁体31,32,2个第二磁体31,32作为产生第二磁场MF2的第二磁场产生部。第二磁体31,32固定在第二保持部件15中。因此,第二磁体31,32对磁传感器20不移动。作为第一磁场产生部的第一磁体10设置为:对磁传感器20和作为第二磁场产生部的第二磁体31,32可以沿着X轴方向移动。
如图1~图3所示,第二磁体31从镜头5看位于+Y方向。第二磁体32从镜头5看位于-Y方向。也就是说,在驱动装置3中,在形成例如沿着基板7上面7A的正方形或长方形的区域的4边中的相对的2边上分别配置有第二磁体31和第二磁体32。
第二磁体31和第二磁体32具有例如以Z轴方向为长方向的大致长方体形状。第二磁体31与第二磁体32在与Z轴方向正交的Y轴方向上夹着镜头5对置。第二磁场MF2是第二磁体31和第二磁体32各自产生的磁场合成的磁场,包含沿着X轴方向的磁场分量Hdx和沿着Y轴方向的磁场分量Hdy。第二磁体31和第二磁体32以第二磁性材料为主要成分。作为第二磁性材料,可以列举例如NdFeB等钕类磁体材料,详细地说适用例如等级N48H的NdFeB。第二磁体31和第二磁体32固定在第二保持部件15中。也就是说,第二磁场产生部由第二保持部件15保持。第二磁体31和第二磁体32是驱动用磁体,产生使保持镜头5的第一保持部件14沿着Z轴移动的驱动力。并且,第二磁体31和第二磁体32也可以是用于对磁传感器20施加偏压的偏置磁体。
图5A是表示驱动装置3中的第二磁体31附近的放大立体图。图5B是表示驱动装置3中的第二磁体32附近的放大立体图。如图5A和图5B所示,第二磁体31和第二磁体32也可以全都是例如多极磁体。
如图5A所示,第二磁体31例如包括:在+Y方向上着磁的第一区域部分311,在-Y方向上着磁的第二区域部分312,以及被夹持在第一区域部分311与第二区域部分312之间的中性区313。在图5A中,第一区域部分311和第二区域部分312中的箭头分别表示第一区域部分311和第二区域部分312的磁化方向。第一区域部分311和第二区域部分312各自具有例如以Z轴方向为长方向的大致长方体形状。第一区域部分311与第二区域部分312在X轴方向上夹着中性区313相邻。第一区域部分311包括沿着Y轴方向相邻的N极311N与S极311S。第二区域部分312包括沿着Y轴方向相邻的N极312N与S极312S。在此,N极311N与S极312S在X轴方向上夹着中性区313相邻配置,N极312N与S极311S在X轴方向上夹着中性区313相邻配置。
如图5B所示,第二磁体32例如包括:在-Y方向上着磁的第一区域部分321,在+Y方向上着磁的第二区域部分322,以及被夹持在第一区域部分321与第二区域部分322之间的中性区323。在图5B中,第一区域部分321和第二区域部分322中的箭头分别表示第一区域部分321和第二区域部分322的磁化方向。第一区域部分321和第二区域部分322各自具有例如以Z轴方向为长方向的大致长方体形状。第一区域部分321与第二区域部分322在X轴方向上夹着中性区323相邻。第一区域部分321包括沿着Y轴方向相邻的N极321N与S极321S。第二区域部分322包括沿着Y轴方向相邻的N极322N与S极322S。在此,N极321N与S极322S在X轴方向上夹着中性区323相邻配置,N极322N与S极321S在X轴方向上夹着中性区323相邻配置。
驱动装置3除了具有第二磁体31,32之外,进一步具有线圈41,42,45,46。
如图1和图2所示,线圈41配置在第二磁体31与基板7之间,线圈42配置在第二磁体32与基板7之间。另外,线圈45配置在第二磁体31与镜头5之间,线圈46配置在第二磁体32与镜头5之间。线圈41,42各自固定在基板7上。线圈45,46各自固定在第一保持部件14中。
对于线圈41,主要施加有从第二磁体31产生的磁场。对于线圈42,主要施加有从第二磁体32产生的磁场。
另外,如图2所示,线圈45包括:沿着第二磁体31的第一区域部分311延伸的第一导体部45A,以及沿着第二磁体31的第二区域部分312延伸的第二导体部45B。另外,如图2所示,线圈46包括:沿着第二磁体32的第一区域部分321延伸的第一导体部46A,以及沿着第二磁体32的第二区域部分322延伸的第二导体部46B。
图6A是表示驱动装置3的第二磁体31和线圈45的放大侧视图。另外,图6B是表示驱动装置3的第二磁体32和线圈46的放大侧视图。如图6A所示,对于线圈45的第一导体部45A,主要施加有从第二磁体31的第一区域部分311产生的磁场的+Y方向的分量。对于线圈45的第二导体部45B,主要施加有从第二磁体31的第二区域部分312产生的磁场的-Y方向的分量。如图6B所示,对于线圈46的第一导体部46A,主要施加有从第二磁体32的第一区域部分321产生的磁场的-Y方向的分量。对于线圈46的第二导体部46B,主要施加有从第二磁体32的第二区域部分322产生的磁场的+Y方向的分量。
如图6A和图6B所示,驱动装置3进一步具有磁传感器30A和磁传感器30B。磁传感器30A,30B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30A检测从第二磁体31产生的磁场,生成对应于第二磁体31的位置的信号。位于线圈42内侧的磁传感器30B检测从第二磁体32产生的磁场,生成对应于第二磁体32的位置的信号。磁传感器30A,30B例如能够由磁阻效应元件、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30A或位于线圈42内侧的磁传感器30B的任何一个。
图7是表示位置检测装置1的主要部分的立体图。在图7中,付有符号MF1的箭头表示波及磁传感器20的第一磁场MF1。如上所述,第一磁场MF1包含沿着X轴方向的磁场分量Hsx和沿着Y轴方向的磁场分量Hsy。
其次,参照图8,对磁传感器20的结构进行说明。图8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即合成磁场MF的方向的检测信号。
如图8所示,磁传感器20具有惠斯通电桥电路21。惠斯通电桥电路21包括电源端V、接地端口G、2个输出端口E1,E2、串联的第一电阻部R1和第二电阻部R2、串联的三电阻部R3和第四电阻部R4。第一电阻部R1的第一端部和第三电阻部R3的第一端部各自连接于电源端口V。第一电阻部R1的第二端部分别连接于第二电阻部R2的第一端部与输出端口E1。第三电阻部R3的第二端部分别连接于第四电阻部R4的第一端部与输出端口E2。第二电阻部R2的第二端部和第四电阻部R4的第二端部各自连接于接地端口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。输出端口E1,E2各自连接于控制部4(图1)。
在本实施方式中,第一~第四电阻部R1~R4各自包括串联的多个磁阻效应元件(MR元件)。多个MR元件各自也可以是例如自旋阀型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元件可以是隧道磁电阻效应元件(TMR元件),也可以是巨磁电阻效应元件(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,对应自由层的磁化方向对磁化固定层的磁化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8中,黑色的箭头表示MR元件的磁化固定层的磁化方向,白色的箭头表示MR元件的自由层的磁化方向。
在下文中,将包含在第一电阻部R1中的多个MR元件的磁化固定层的磁化方向仅称为第一电阻部R1的引脚(Pin)方向,并且将包含在第二电阻部R2中的多个MR元件的磁化固定层的磁化方向仅称为第二电阻部R2的引脚方向。另外,将包含在第三电阻部R3中的多个MR元件的磁化固定层的磁化方向仅称为第三电阻部R3的引脚方向,并且将包含在第四电阻部R4中的多个MR元件的磁化固定层的磁化方向仅称为第四电阻部R4的引脚方向。如图8所示,第一电阻部R1的引脚方向与第二电阻部R2的引脚方向是相反的方向。另外,第三电阻部R3的引脚方向与第四电阻部R4的引脚方向是相反的方向。并且,第一电阻部R1的引脚方向和第二电阻部R2的引脚方向与第三电阻部R3的引脚方向和第四电阻部R4的引脚方向正交。因此,如图9所示,当输出至输出端口E1的电压Vout1对应合成磁场MF的方向与基准方向之间的角度θ的变化呈余弦曲线时,输出至输出端口E2的电压Vout2对应角度θ的变化呈正弦曲线。也就是说,电压Vout1与电压Vout2对角度θ互相具有90°的相位差。也可以将对应于输出端口E1,E2的电位差的信号作为检测信号从差分检测器输出。该检测信号依存于输出端口E1的电位、输出端口E2的电位和输出端口E1,E2的电位差。该检测信号对应检测对象磁场即合成磁场MF的方向而变化。
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方向从上述方向稍微偏离也可。
在此,参照图10,对第一~第四电阻部R1~R4的结构的一例进行说明。图10是表示图8所示的磁传感器20的1个电阻部的一部分的立体图。在本例中,1个电阻部具有多个下部电极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10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10所示的电阻部具有多个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10所示的配置上下相反。
其次,参照图1~图6B,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。控制部4具有由例如CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)和RAM(Random Access Memory)等构成的电路。CPU是运算处理元件,ROM是储存CPU所使用的程序、演算参数等的存储元件,RAM是暂时储存在执行CPU时适宜变化的参数等的存储元件。
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Y轴的方向或平行于Z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,检测对被摄体的聚焦状态。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,以对被摄体聚焦。由此,能够自动地进行对被摄体的聚焦。
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;那么由于从第二磁体31,32产生的磁场与从线圈41,42产生的磁场相互作用,固定有第二磁体31,32的第二保持部件15沿着Z轴移动。其结果是镜头5也沿着Z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30A,30B生成且对应于第二磁体31,32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X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+Y方向的电流流动,在第二导体部45B有-Y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-Y方向的电流流动,在第二导体部46B有+Y方向的电流流动。通过这些电流和从第二磁体31,32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+X方向的洛伦兹力。由此,固定有线圈45,46的第一保持部件14向+X方向移动。其结果是镜头5也向+X方向移动。
在使镜头5相对基板7的位置向-X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+X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,那么第一保持部件14相对基板7和第二保持部件15的位置也发生变化。如前所述,第一保持部件14保持作为第一磁场产生部的第一磁体10和镜头5,第二保持部件15保持作为第二磁场产生部的第二磁体31,32和磁传感器20。因此,如果如上所述镜头5的相对位置发生变化,那么第一磁体10相对第二磁体31,32和磁传感器20的位置也发生变化。在本实施方式中,第一磁体10相对第二磁体31,32和磁传感器20的位置变化的方向是镜头5的光轴方向即与X轴平行的方向。
虽然第一磁体10相对第二磁体31,32和磁传感器20的位置发生变化,但是第二磁体31,32相对磁传感器20的位置没有变化。为此,如果第一磁体10相对第二磁体31,32和磁传感器20的位置发生变化;那么虽然第二磁场MF2的强度和方向没有变化,但是第一磁场MF1的强度和方向发生变化。如果第一磁场MF1的强度和方向发生变化,那么合成磁场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。也就是说,磁传感器20生成的检测信号的值依存于第一磁体10相对基板7的位置而变化。控制部4通过从伴随沿着X轴方向的磁场分量Hsx和沿着Y轴方向的磁场分量Hsy等变动的磁传感器20的检测信号进行演算处理,求得合成磁场MF的方向的角度θ。第一磁体10相对基板7的位置表示镜头5相对基板7的位置。
如上所述,磁传感器20具有包括例如第一~第四电阻部R1~R4的惠斯通电桥电路21,第一~第四电阻部R1~R4的各个引脚方向为互相反平行或互相正交的方向。因此,磁传感器20能够检测例如合成磁场MF中的X轴方向的磁场Hx和Y轴方向的磁场Hy。
合成磁场MF的方向的角度θ由下式(1)定义。
θ=arctan2(Hsx+Hdx,Hsy+Hdy)……(1)
其中,Hsx是第一磁场MF1中沿着X轴方向的磁场分量,Hdx是第二磁场MF2中沿着X轴方向的磁场分量,Hsy是第一磁场MF1中沿着Y轴方向的磁场分量,Hdy是第二磁场MF2中沿着Y轴方向的磁场分量。
在此,波及磁传感器20的磁场分量Hdx和磁场分量Hdy相比波及磁传感器20的磁场分量Hsx和磁场分量Hsy,极为弱小。因此,因为在求得合成磁场MF的方向的角度θ时,磁场分量Hdx和磁场分量Hdy实质上可以忽视,所以波及磁传感器20的合成磁场MF的方向的角度θ能够由式(2)表示。
θ≈arctan2(Hsx,Hsy)……(2)
也就是说,角度θ根据磁场分量Hsx和磁场分量Hsy变动。在摄像装置100中,伴随第一磁体10对磁传感器20沿着X轴方向移动,对磁传感器20施加第一磁场MF1,第一磁场MF1包括像图11A所示的那样变化的沿着X轴方向的磁场分量Hsx和沿着Y轴方向的磁场分量Hsy。这时,在磁传感器20中,分别检出像图11B所示的那样变化的电压Vout1,Vout2。在图11A中,横轴表示第一磁体10的行程量[μm]即X轴方向的第一磁体10相对基准位置的位置,纵轴表示由磁传感器20检出的磁场强度[mT]。另外,在图11B中,横轴表示第一磁体10的行程量[μm],纵轴表示从磁传感器20输出的电压[mV/V]。在控制部4中,将电压Vout1和电压Vout2分别作为关于合成磁场MF的方向的角度θ的余弦曲线(V×cosθ)和正弦曲线(V×sinθ)处理,并且根据θ[deg.]=arctan(T×(V×sinθ)/(V×cosθ)),算出对应第一磁体10的X轴方向的位置而变化的角度θ(参照图11C)。在图11C中,横轴表示第一磁体10的行程量[μm],纵轴表示角度θ[deg.]。如图11C所示,对于第一磁体10的行程量,角度θ呈大致线形变化。因此,通过求得角度θ,第一磁体10的X轴方向的位置(行程量)被唯一地确定。再有,上式的定数T是用于提高线性的补正因子。
在此,为了明确本发明的技术意义,作为参考例,对使用磁体110代替多极磁体即第一磁体10并求得磁体110的行程量的情况进行说明,磁体110仅具有如图12A和图12B所示的一对N极和S极。再有,在该参考例中,除了使用磁体110代替第一磁体10以及使磁体110的Y轴方向的中心位置P110与磁传感器20的Y轴方向的中心位置P20一致之外,其他结构与本实施方式的结构相同。图12A是作为参考例的位置检测装置101的示意立体图,相当于表示本实施方式的位置检测装置1的图4A。
磁体110具有N极110N与S极110S,在用箭头Y110表示的方向上着磁。在此,通过模拟求得了:在使X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的各个尺寸分别是1.3mm、0.8mm和0.5mm且材质是N48SH的磁体110在X轴方向上移动时,在具有TMR元件的磁传感器20中检出的Z轴方向的磁场Hz的强度。并且用图13A表示该模拟结果。在图13A中,横轴表示磁体110的行程量[μm]即X轴方向的磁体110相对基准位置的位置,纵轴表示由磁传感器20检出的磁场Hz的强度[mT]。在图13A中,分别表示磁传感器20与磁体110在Z轴方向上的距离为400μm、450μm和500μm的情况下的磁场Hz的强度的变化。如图13A所示,可知在参考例中,对于磁体110的行程量,磁场Hz的强度呈大致线形变化。然而,在参考例中,磁场Hz的强度对磁体110的X轴方向的行程量的变化的倾斜度根据磁传感器20与磁体110在Z轴方向上的距离(间隙)而不同。因此,如图13B所示,磁体110的X轴方向的行程量的绝对值越增大,起因于磁传感器20与磁体110在Z轴方向上的距离不同而产生的磁场Hz的强度的变动率[%]的绝对值也越增大。在作为参考例的位置检测装置101中,产生10~14%左右的变动率。再有,在图13B中,实线表示:在以磁传感器20与磁体110在Z轴方向上的距离为450μm的情况下的磁场Hz的强度为基准时,磁传感器20与磁体110在Z轴方向上的距离为400μm的情况下的磁场Hz的强度的误差的比例(也就是变动率[%])。在图13B中,虚线表示:在以磁传感器20与磁体110在Z轴方向上的距离为450μm的情况下的磁场Hz的强度为基准时,磁传感器20与磁体110在Z轴方向上的距离为500μm的情况下的磁场Hz的强度的误差的比例(也就是变动率[%])。图13B的结果意味着:虽然如果磁体110能够维持与磁传感器20在Z轴方向上的距离为一定,并且能够在X轴方向上移动,那么能够求得对应行程量的正确的磁场Hz的强度;但是如果在磁体110在X轴方向上移动时,磁传感器20与磁体110在Z轴方向上的距离有变动,那么不易求得对应行程量的正确的磁场Hz的强度。实际上,伴随X轴方向的磁体110的移动,磁传感器20与磁体110在Z轴方向上的距离不可避免地包含±50μm左右的误差。
图14A是表示本实施方式的位置检测装置1的第一磁体10的X轴方向的行程量与施加于磁传感器20的X轴方向的磁场分量Hsx的强度的关系的特性图。另外,图14B是表示本实施方式的位置检测装置1的第一磁体10的X轴方向的行程量与施加于磁传感器20的Y轴方向的磁场分量Hsy的强度的关系的特性图。图14A和图14B的各个特性图全都通过模拟求得。在图14A和图14B中,分别表示磁传感器20与第一磁体10在Z轴方向上的距离为350μm、400μm和450μm的情况下各自的磁场分量Hsx,Hsy的强度的变化。如图14A和图14B所示,可知由于磁传感器20与第一磁体10在Z轴方向上的距离不同,磁场分量Hsx,Hsy的强度产生变动。再有,图14A和图14B的模拟结果是使用X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的各个尺寸分别是1.2mm、1.0mm和0.5mm且材质是N48SH的第一磁体10的情况下的结果。另外,使磁传感器20的中心位置P20相对交界11K,12K的Y轴方向的位置P10在+Y方向上偏离0.25mm。使交界11K,12K的Y轴方向的位置P10为第一磁体10的Y轴方向的中心位置。
然而,在本实施方式的位置检测装置1中,如图14C所示,可知从磁场分量Hsx和磁场分量Hsy求得的角度θ的数值对第一磁体10的行程量的变化不易受到磁传感器20与第一磁体10在Z轴方向上的距离的影响。图14C是表示从磁场分量Hsx和磁场分量Hsy求得的合成磁场MF的方向的角度θ对X轴方向的第一磁体10的行程量的变化的特性图。因此,如图14D所示,即使第一磁体10的X轴方向的行程量的绝对值增大,也可以抑制起因于磁传感器20与第一磁体10在Z轴方向上的距离不同而产生的角度θ的变动率[%]的绝对值的增大。在位置检测装置1中,能够抑制为1~2%左右的变动率。再有,在图14D中,实线表示:在以磁传感器20与第一磁体10在Z轴方向上的距离为400μm的情况下的角度θ为基准时,磁传感器20与第一磁体10在Z轴方向上的距离为350μm的情况下的角度θ的误差的比例(也就是变动率[%])。在图14D中,虚线表示:在以磁传感器20与第一磁体10在Z轴方向上的距离为400μm的情况下的角度θ为基准时,磁传感器20与第一磁体10在Z轴方向上的距离为450μm的情况下的角度θ的误差的比例(也就是变动率[%])。图14D的结果意味着:即使在第一磁体10在X轴方向上移动时磁传感器20与第一磁体10在Z轴方向上的距离产生变动的情况下,例如该距离产生±50μm左右的误差的情况下,也能够求得对应第一磁体10的行程量的正确的角度θ。也就是说,意味着:根据位置检测装置1,能够从由磁场分量Hsx和磁场分量Hsy算出的角度θ正确地求得第一磁体10的行程量。
像这样,根据本实施方式的位置检测装置1,将第一磁体10作为多极磁体,第一磁体10在Z轴方向上与磁传感器20分开相对且可以在X轴方向上移动。因此,能够对磁传感器20施加具有相位差(例如90°的相位差)的X轴方向的磁场分量Hsx和Y轴方向的磁场分量Hsy。并且,在位置检测装置1中,Y轴方向的磁传感器20的中心位置P20和在Y轴方向上相邻的N极与S极的交界11K,12K的Y轴方向的位置P10不同。因此,可以对磁传感器20充分施加磁场分量Hsx。因此,根据本实施方式的位置检测装置1,使用由磁传感器20检出的磁场分量Hsx和磁场分量Hsy,能够高精度地检测对应第一磁体10的行程量的合成磁场MF的方向的角度θ。在此,磁场分量Hsx的强度和磁场分量Hsy的强度各自对应第一磁体10与磁传感器20的距离而变动。然而,通过使用对应于磁场分量Hsx的强度的电压Vout1和对应于磁场分量Hsy的强度的电压Vout2的比的角度演算来求得角度θ,由此能够降低第一磁体10与磁传感器20的距离的变动对角度θ的影响。另外,在位置检测装置1中,因为通过使用对应于磁场分量Hsx的强度的电压Vout1和对应于磁场分量Hsy的强度的电压Vout2的比的角度演算求得了合成磁场MF的方向的角度θ,所以能够抑制伴随环境温度的变化的第一磁体10的行程量的检测精度的降低。一般来说,虽然伴随温度的上下,磁体形成的磁场的强度也产生变动,但是第一磁体10的磁场分量Hsx的强度的温度依存性与第一磁体10的磁场分量Hsy的强度的温度依存性一致。因此,不管环境温度如何,通过利用磁场分量Hsx的强度与磁场分量Hsy的强度的比算出的角度θ大致一定。因此,根据位置检测装置1,能够从由磁场分量Hsx和磁场分量Hsy算出的角度θ正确地求得第一磁体10的行程量。
另外,在本实施方式中,磁传感器20的例如TMR元件的磁敏感面可以与第一磁体10的着磁方向实质上平行。这是因为这样磁传感器20和第一磁体10的安装变得容易。
<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个电阻部形成了全桥电路;但是在本发明中,也可以例如使用2个电阻部形成半桥电路。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,电阻部也可以包括例如磁检测元件。在此,磁检测元件是指具有检测磁场的功能的任意的元件,不限定于自旋阀型MR元件,是包括各向异性磁电阻效应元件(AMR元件)、霍尔元件等(例如平面霍尔元件、垂直霍尔元件)的概念。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,虽然在上述实施方式中,第一磁体10包括2个N极11N,12N和2个S极11S,12S,但是本发明的第一多极磁体并不限定于此,也可以是如图15所示的作为第一变形例的第一磁体10A。第一磁体10包括第一区域部分11和第二区域部分12的2个区域部分,对此第一磁体10A除了包括第一区域部分11和第二区域部分12之外,进一步包括第三区域部分18。在第二区域部分12与第三区域部分18之间设置有中性区19。
另外,虽然在上述实施方式中,将第二磁体31,32作为多极磁体,第二磁体31,32作为产生使第一磁体10、线圈45,46和镜头5在X轴方向上移动的驱动力的驱动磁体,但是本发明并不限定于此。也可以像如图16所示的作为本发明的第二变形例的镜头模组300A那样,具有各自包括1个N极和1个S极的第二磁体31A,32A。另外,也可以像图17所示的作为本发明的第三变形例的镜头模组300B那样,具有各自包括1个N极和1个S极的4个第二磁体31B~34B。再有,在图16和图17的镜头模组300A,300B中,作为线圈45,46的替代,设置有沿着Y-Z平面环绕镜头5的线圈47。
另外,虽然在上述实施方式和变形例中,分别在沿着基板7上面7A的正方形或长方形的区域的2边或4边上配置有第二磁体,但是本发明并不限定于此。也可以像如图18所示的作为本发明的第四变形例的镜头模组300C那样,在壳体6的四角配置有4个驱动磁体31C~34C。再有,在图18中,省略线圈47、基板7的记载。
另外,虽然在上述实施方式和变形例中,例示了作为第一磁场产生部的多极磁体即第一磁体10,但是本发明的第一磁场产生部也可以包括多个2极磁体,也可以包括多个多极磁体。这些多个2极磁体可以互相接触,也可以互相分离。同样,多个多极磁体可以互相接触,也可以互相分离。进一步说,第一磁场产生部也可以包括2极磁体与多极磁体的双方。
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;以及
第一磁场产生部,在第一轴向上与所述磁传感器分开对置,具有第一多极磁体,并且产生波及所述磁传感器的第一磁场,所述第一多极磁体分别包括多个N极和S极,所述多个N极和S极沿着与所述第一轴向正交的平面相邻,
所述磁传感器和所述第一磁场产生部设置为可以沿着第二轴向相对移动,所述第二轴向与所述第一轴向正交,
第三轴向的所述磁传感器的中心位置与在所述第三轴向上相邻的所述N极与所述S极的交界的所述第三轴向的位置不同,所述第三轴向与所述第一轴向和所述第二轴向的双方正交。
(2)
所述(1)所述的位置检测装置,其中,
所述第一磁场包含第一磁场分量和第二磁场分量,所述第二磁场分量与所述第一磁场分量具有相位差,
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一磁场产生部的位置的变化,所述检测对象磁场在所述平面上由所述第一磁场分量与所述第二磁场分量合成。
(3)
所述(1)或所述(2)所述的位置检测装置,其中,
所述第一多极磁体包括作为多个所述N极的第一N极和第二N极,并且包括作为多个所述S极的第一S极和第二S极,
所述第一N极与所述第一S极相邻配置在所述第三轴向上,
所述第二N极与所述第二S极相邻配置在所述第三轴向上,
所述第一N极与所述第二S极相邻配置在所述第二轴向上,
所述第二N极与所述第一S极相邻配置在所述第二轴向上。
(4)
所述(1)至所述(3)中的任一项所述的位置检测装置,其中,
所述第一多极磁体包括第一区域部分和第二区域部分,
所述第一区域部分在沿着所述第三轴向的第一方向上着磁,
所述第二区域部分在沿着所述第三轴向的与所述第一方向相反的第二方向上着磁。
(5)
所述(4)所述的位置检测装置,其中,
所述第一多极磁体在所述第一区域部分与所述第二区域部分之间进一步包括中性区。
(6)
所述(5)所述的位置检测装置,其中,
所述中性区沿着所述第三轴向延伸。
(7)
所述(1)至所述(6)中的任一项所述的位置检测装置,其中,
所述第一多极磁体具有沿着所述第二轴向的长方向。
(8)
所述(1)至所述(7)中的任一项所述的位置检测装置,其中,
所述交界沿着所述第二轴向延伸。
(9)
所述(1)至所述(8)中的任一项所述的位置检测装置,其中,
所述磁传感器与所述第一多极磁体设置为:在所述第一轴向上维持互相重叠的状态,并且可以沿着所述第二轴向相对移动。
(10)
所述(1)至所述(9)中的任一项所述的位置检测装置,其中,
进一步具备第二磁场产生部,
所述第二磁场产生部产生第二磁场,
所述第一磁场产生部设置为:通过所述第二磁场,对所述磁传感器和所述第二磁场产生部可以沿着所述第二轴向移动。
(11)
所述(10)所述的位置检测装置,其中,
所述第二磁场产生部具有第二多极磁体,
所述第二多极磁体分别包括多个N极和S极。
(12)
所述(11)所述的位置检测装置,其中,
所述第二磁场产生部具有一对所述第二多极磁体,所述一对第二多极磁体各自沿着所述第一轴向延伸且在所述第三轴向上互相对置,
所述磁传感器在所述第三轴向上配置在所述一对第二多极磁体之间。
(13)
所述(10)至所述(12)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,
所述第一保持部件保持所述第一磁场产生部,
所述第一保持部件通过所述第二磁场在所述第二轴向上移动。
(14)
所述(13)所述的位置检测装置,其中,
所述第一保持部件可以保持镜头,所述镜头具有沿着所述第二轴向的光轴。
(15)
所述(10)至所述(14)中的任一项所述的位置检测装置,其中,
进一步具备第二保持部件,
所述第二保持部件保持所述磁传感器和所述第二磁场产生部。
(16)
所述(1)至所述(15)中的任一项所述的位置检测装置,其中,
所述磁传感器可以分别检出沿着所述第二轴向的第一磁场分量的强度和沿着所述第三轴向的第二磁场分量的强度。
(17)
所述(1)至所述(15)中的任一项所述的位置检测装置,其中,
所述磁传感器可以检出沿着所述第二轴向的第一磁场分量与沿着所述第三轴向的第二磁场分量的合成磁场的方向。
(18)
一种镜头模组,具备:
磁传感器;
第一磁场产生部,在第一轴向上与所述磁传感器分开对置,具有第一多极磁体,并且产生波及所述磁传感器的第一磁场,所述第一多极磁体分别包括多个N极和S极,所述多个N极和S极沿着与所述第一轴向正交的平面相邻;
第二磁场产生部,产生第二磁场;以及
镜头,
所述第一磁场产生部和所述镜头设置为对所述磁传感器和所述第二磁场产生部可以沿着第二轴向相对移动,所述第二轴向与所述第一轴向正交,
第三轴向的所述磁传感器的中心位置与在所述第三轴向上相邻的所述N极与所述S极的交界的所述第三轴向的位置不同,所述第三轴向与所述第一轴向和所述第二轴向的双方正交。
(19)
所述(18)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产生部和所述镜头,
所述第二保持部件保持所述第二磁场产生部和所述磁传感器,
所述第一保持部件设置为对所述第二保持部件可以沿着所述第二轴向移动。
(20)
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;
第一磁场产生部,在第一轴向上与所述磁传感器分开对置,具有第一多极磁体,并且产生波及所述磁传感器的第一磁场,所述第一多极磁体分别包括多个N极和S极,所述多个N极和S极沿着与所述第一轴向正交的平面相邻;
第二磁场产生部,产生第二磁场;以及
镜头,
所述第一磁场产生部和所述镜头设置为对所述磁传感器和所述第二磁场产生部可以沿着第二轴向相对移动,所述第二轴向与所述第一轴向正交,
第三轴向的所述磁传感器的中心位置与在所述第三轴向上相邻的所述N极与所述S极的交界的所述第三轴向的位置不同,所述第三轴向与所述第一轴向和所述第二轴向的双方正交。
本公开含有涉及在2020年9月18日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2020-157878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 (20)

1.一种位置检测装置,具备:
磁传感器;以及
第一磁场产生部,在第一轴向上与所述磁传感器分开对置,具有第一多极磁体,并且产生波及所述磁传感器的第一磁场,所述第一多极磁体分别包括多个N极和S极,所述多个N极和S极沿着与所述第一轴向正交的平面相邻,
所述磁传感器和所述第一磁场产生部设置为可以沿着第二轴向相对移动,所述第二轴向与所述第一轴向正交,
第三轴向的所述磁传感器的中心位置与在所述第三轴向上相邻的所述N极与所述S极的交界的所述第三轴向的位置不同,所述第三轴向与所述第一轴向和所述第二轴向的双方正交。
2.根据权利要求1所述的位置检测装置,其中,
所述第一磁场包含第一磁场分量和第二磁场分量,所述第二磁场分量与所述第一磁场分量具有相位差,
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一磁场产生部的位置的变化,所述检测对象磁场在所述平面上由所述第一磁场分量与所述第二磁场分量合成。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的位置检测装置,其中,
所述第一多极磁体包括作为多个所述N极的第一N极和第二N极,并且包括作为多个所述S极的第一S极和第二S极,
所述第一N极与所述第一S极相邻配置在所述第三轴向上,
所述第二N极与所述第二S极相邻配置在所述第三轴向上,
所述第一N极与所述第二S极相邻配置在所述第二轴向上,
所述第二N极与所述第一S极相邻配置在所述第二轴向上。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的位置检测装置,其中,
所述第一多极磁体包括第一区域部分和第二区域部分,
所述第一区域部分在沿着所述第三轴向的第一方向上着磁,
所述第二区域部分在沿着所述第三轴向的与所述第一方向相反的第二方向上着磁。
5.根据权利要求4所述的位置检测装置,其中,
所述第一多极磁体在所述第一区域部分与所述第二区域部分之间进一步包括中性区。
6.根据权利要求5所述的位置检测装置,其中,
所述中性区沿着所述第三轴向延伸。
7.根据权利要求1至权利要求6中的任一项所述的位置检测装置,其中,
所述第一多极磁体具有沿着所述第二轴向的长方向。
8.根据权利要求1至权利要求7中的任一项所述的位置检测装置,其中,
所述交界沿着所述第二轴向延伸。
9.根据权利要求1至权利要求8中的任一项所述的位置检测装置,其中,
所述磁传感器与所述第一多极磁体设置为:在所述第一轴向上维持互相重叠的状态,并且可以沿着所述第二轴向相对移动。
10.根据权利要求1至权利要求9中的任一项所述的位置检测装置,其中,
进一步具备第二磁场产生部,
所述第二磁场产生部产生第二磁场,
所述第一磁场产生部设置为:通过所述第二磁场,对所述磁传感器和所述第二磁场产生部可以沿着所述第二轴向移动。
11.根据权利要求10所述的位置检测装置,其中,
所述第二磁场产生部具有第二多极磁体,
所述第二多极磁体分别包括多个N极和S极。
12.根据权利要求11所述的位置检测装置,其中,
所述第二磁场产生部具有一对所述第二多极磁体,所述一对第二多极磁体各自沿着所述第一轴向延伸且在所述第三轴向上互相对置,
所述磁传感器在所述第三轴向上配置在所述一对第二多极磁体之间。
13.根据权利要求10至权利要求12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,
所述第一保持部件保持所述第一磁场产生部,
所述第一保持部件通过所述第二磁场在所述第二轴向上移动。
14.根据权利要求13所述的位置检测装置,其中,
所述第一保持部件可以保持镜头,所述镜头具有沿着所述第二轴向的光轴。
15.根据权利要求10至权利要求14中的任一项所述的位置检测装置,其中,
进一步具备第二保持部件,
所述第二保持部件保持所述磁传感器和所述第二磁场产生部。
16.根据权利要求1至权利要求15中的任一项所述的位置检测装置,其中,
所述磁传感器可以分别检出沿着所述第二轴向的第一磁场分量的强度和沿着所述第三轴向的第二磁场分量的强度。
17.根据权利要求1至权利要求15中的任一项所述的位置检测装置,其中,
所述磁传感器可以检出沿着所述第二轴向的第一磁场分量与沿着所述第三轴向的第二磁场分量的合成磁场的方向。
18.一种镜头模组,具备:
磁传感器;
第一磁场产生部,在第一轴向上与所述磁传感器分开对置,具有第一多极磁体,并且产生波及所述磁传感器的第一磁场,所述第一多极磁体分别包括多个N极和S极,所述多个N极和S极沿着与所述第一轴向正交的平面相邻;
第二磁场产生部,产生第二磁场;以及
镜头,
所述第一磁场产生部和所述镜头设置为对所述磁传感器和所述第二磁场产生部可以沿着第二轴向相对移动,所述第二轴向与所述第一轴向正交,
第三轴向的所述磁传感器的中心位置与在所述第三轴向上相邻的所述N极与所述S极的交界的所述第三轴向的位置不同,所述第三轴向与所述第一轴向和所述第二轴向的双方正交。
19.根据权利要求18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产生部和所述镜头,
所述第二保持部件保持所述第二磁场产生部和所述磁传感器,
所述第一保持部件设置为对所述第二保持部件可以沿着所述第二轴向移动。
20.一种摄像装置,具备摄像元件和镜头模组,
所述镜头模组具有:
磁传感器;
第一磁场产生部,在第一轴向上与所述磁传感器分开对置,具有第一多极磁体,并且产生波及所述磁传感器的第一磁场,所述第一多极磁体分别包括多个N极和S极,所述多个N极和S极沿着与所述第一轴向正交的平面相邻;
第二磁场产生部,产生第二磁场;以及
镜头,
所述第一磁场产生部和所述镜头设置为对所述磁传感器和所述第二磁场产生部可以沿着第二轴向相对移动,所述第二轴向与所述第一轴向正交,
第三轴向的所述磁传感器的中心位置与在所述第三轴向上相邻的所述N极与所述S极的交界的所述第三轴向的位置不同,所述第三轴向与所述第一轴向和所述第二轴向的双方正交。
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