JP2011169715A

JP2011169715A - 位置検出機構

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Publication number: JP2011169715A
Application number: JP2010033122A
Authority: JP
Inventors: Shusuke Uematsu; 秀典植松; Kazuhiro Onaka; 和弘尾中
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2011-09-01

Abstract

【課題】本発明は、位置検出機構の検出可能な範囲を拡大するということを目的とするものである。
【解決手段】本発明の位置検出機構は、Ｙ軸に垂直な方向の断面における磁化方向が断面位置に寄らず一定であり、Ｘ軸方向の対向する端面における磁力線の方向が互いに反対方向である磁石１５と、磁石１５とＺ軸方向で間隔を空けて配置され、ＸＹ平面に平行な方向の磁界を感知することができるＧＭＲ素子１３とを備え、磁石１５は、ＧＭＲ素子１３に対して相対的にＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能であり、磁石１５のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の外形はＹ軸方向がもっとも長く、ＧＭＲ素子１３は、磁石１５がＹ軸方向にΔＹ移動した際の磁石１５からの磁束密度の変化ΔＢが±５％以内となる位置に位置し、ＧＭＲ素子１３は、磁石１５をＺ軸方向に投影した領域の外部に位置している。
【選択図】図１

Description

本発明は写真機の手ぶれ補正用のレンズなどの変位を検出するための位置検出機構に関する。

変位を検出する機構の一つとして、磁気検出素子を用いたものがあり、これらはポインティングデバイスや写真機の手ぶれ補正システムなどに用いられる。このような磁気検出素子には、ホール素子などが用いられる。

ホール素子は、ホール効果により磁気を検出するもので、元々の電流方向に対し直角方向の磁気を受けると、電流方向および磁気方向の両方に直角な方向へローレンツ力を受け、この方向に電圧を生じるものである。したがって、ホール素子は、入力側の電流方向および、出力側の電流方向の両方に直角な方向の磁気に対し感知するものであり、１軸方向の磁気を検知することができるものである。また、ホール素子は、磁気の方向が逆になるとローレンツ力の方向も逆になることから、磁気の極性に応じた出力を行うことができるものである。

ホール素子を用いた手ブレ補正システムが記載されたものとして特許文献１がある。以下、特許文献１に代表される従来技術における位置検出機構の検出原理について、図面を用いて説明する。

図８は従来技術における位置検出機構の主要部の斜視図、図９は従来技術における位置検出機構の主要部の正面図、図１０は従来技術における位置検出機構の主要部の側面図、図１１は従来技術における位置検出機構の主要部の平面図である。

図８〜図１１において、ＸＹ平面に平行な板状の固定プレート１に、Ｚ軸方向をコイルの軸とする駆動コイル２と、ホール素子３を取り付ける。移動ステージ４はＺ軸方向で固定プレート１と対向するように配置され、Ｘ軸とＹ軸の２軸方向へ移動可能になっている。磁石５は、移動ステージ４に取り付けられており、Ｚ軸正方向をＮ極とし負方向をＳ極とする磁石片５ａと、これとは逆方向の磁極を有する磁石片５ｂとをＸ軸方向に並べたものからなる。ここで、移動ステージ４のＸ軸方向の移動は駆動コイル２に電流を流すことにより行われる。

ホール素子３は、Ｚ軸方向の磁気に対し感知するように取り付けられており、磁石５のＺ軸の負の方向に位置している。図１０に示すように、磁石５のＸ軸方向の中央、即ち、磁石片５ａと磁石片５ｂとの接合部にホール素子３が位置するときには、ホール素子３を貫く磁束はＸ軸方向を向いており、Ｚ軸方向の成分がないから、ホール素子３はこれを感知することができない。磁石５がＸ軸の正方向へ移動すると磁石片５ｂのＮ極からのＺ軸の負方向であってＸ軸の正方向の磁束がホール素子３を貫くことになる。この時のＺ軸成分の磁束によりホール素子３は所定の出力をする。逆に磁石５がＸ軸の負方向へ移動した場合もホール素子３は所定の出力をする。ここで、磁石５がＸ軸の正方向へ移動した場合と負方向へ移動した場合におけるホール素子３を貫く磁束のＺ軸成分はそれぞれ逆方向であり、ホール素子３は磁極の判別もできるから、ホール素子３によってＸ軸方向の位置検出をすることが可能となる。

一方、磁石５がＹ軸方向へ移動した場合には、ホール素子３を貫く磁束の方向や大きさに変化はないため、移動ステージ４がＸ軸とＹ軸の２軸方向へ移動が可能であってもホール素子３はＸ軸方向の位置を検出することができる。

この図８〜図１１に示した駆動コイル２、ホール素子３および磁石５の一組をＺ軸周りに９０°回転させたものを用いることで、移動ステージ４をＹ軸方向へ移動させることができるようになり、さらにＹ軸方向の位置検出も可能となる。

この様にして、移動ステージ４のＸ軸とＹ軸の２軸方向の位置を検出することができる。

特開２００９−１２８３７７号公報

近年、磁気による位置検出装置は、その検出範囲の更なる拡大を求められている。しかし、上記従来の位置検出機構は、検出可能な範囲が狭く、検出範囲の拡大が困難であった。以下、これについて説明する。

図１０において、移動ステージ４をＸ軸負方向に移動させると、ホール素子３を貫く磁束の方向が、徐々に垂直方向になり、これに伴い、ホール素子３の出力電圧の絶対値も徐々に上昇する。そして、磁石片５ａのＸ軸方向における略中央部がホール素子３とＸ軸方向で同じ位置になると、ホール素子３を貫く磁束はＺ軸方向成分のみになり、この時のホール素子３の出力は最大となる。さらにＸ軸の正方向へ移動ステージ４を移動させると、再びホール素子３を貫く磁束は斜め方向になり、ホール素子３の出力は減少してしまう。従って、Ｘ軸の正方向へは磁石片５ａの略中央部までの位置しか検出できない。Ｘ軸の負方向の場合も同様である。

ここで、磁石片５ａのＸ軸方向の幅を長くすれば、検出可能な範囲が拡大するようにも思える。しかし、磁石片５ａの幅を広くしても、ホール素子３を貫く磁束が実質的にＺ軸方向成分のみである領域が増加してしまい、検出可能な範囲はあまり拡大しない。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、位置検出機構の検出可能な範囲を拡大するというものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を有している。

請求項１に記載の発明は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸におけるＹ軸に垂直な方向の断面における磁化方向が断面位置に寄らず一定であり、Ｘ軸方向の対向する端面における磁力線の方向が互いに反対方向である磁石と、前記磁石とＺ軸方向で間隔を空けて配置され、ＸＹ平面に平行な方向の磁界を感知することができる磁気検出素子とを備え、前記磁石は、前記磁気検出素子に対して相対的にＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能であり、前記磁石のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の外形はＹ軸方向がもっとも長く、前記磁気検出素子は、前記磁石がＹ軸方向にΔＹ移動した際の前記磁石からの磁束密度の変化ΔＢが±５％以内となる位置に位置し、前記磁気検出素子は、前記磁石をＺ軸方向に投影した領域の外部に位置しているものである。

請求項１に記載の発明は、上記構成により、Ｘ軸方向における磁石の位置の検出が可能となり、さらに、その検出範囲を広くすることができるという作用効果を有する。

請求項２に記載の発明は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸におけるＹ軸に垂直な方向の断面における磁化方向が断面位置に寄らず一定であり、Ｘ軸方向の対向する端面における磁力線の方向が互いに反対方向である第１の磁石と、前記第１の磁石とＺ軸方向で間隔を空けて配置され、ＸＹ平面に平行な方向の磁界を感知することができる第１の磁気検出素子と、Ｘ軸に垂直な方向の断面における磁化方向が断面位置に寄らず一定であり、Ｙ軸方向の対向する端面における磁力線の方向が互いに反対方向である第２の磁石と、前記第２の磁石とＺ軸方向で間隔を空けて配置され、ＸＹ平面に平行な方向の磁界を感知することができる第２の磁気検出素子とを備え、前記第１の磁石は、前記第１の磁気検出素子に対して相対的にＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能であり、前記第２の磁石は、前記第２の磁気検出素子に対して相対的にＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能であり、前記第１の磁石と前記第２の磁石の相対的な位置関係は固定され、前記第１の磁気検出素子と前記第２の磁気検出素子の相対的な位置関係は固定され、前記第１の磁石のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の外形はＹ軸方向がもっとも長く、前記第１の磁気検出素子は、前記第１の磁石がＹ軸方向にΔＹ移動した際の前記第１の磁石からの磁束密度の変化ΔＢが±５％以内となる位置に位置し、前記第１の磁気検出素子は、前記第１の磁石をＺ軸方向に投影した領域の外部に位置し、前記第２の磁石のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の外形はＸ軸方向がもっとも長く、前記第２の磁気検出素子は、前記第２の磁石がＸ軸方向にΔＸ移動した際の前記第２の磁石からの磁束密度の変化ΔＢが±５％以内となる位置に位置し、前記第２の磁気検出素子は、前記第１の磁石をＺ軸方向に投影した領域の外部に位置しているものである。

請求項２に記載の発明は、上記の構成により、第１の磁石および第２の磁石のＸ方向およびＹ方向の位置を検出することができ、さらに、第１の磁気検出素子および第２の磁気検出素子が磁気飽和しない程度に第１の磁石および第２の磁石の磁気を強め、第１の磁石のＹ軸方向を長く、第２の磁石のＸ軸方向を長くすることで、その検出範囲を広くすることができるという作用効果を有する。

請求項３に記載の発明は、特に、前記磁石とＺ軸方向で間隔を空けて対向するように板状のヨークを設け、前記ヨークは前記磁石を投影した領域からＸ軸方向にずれた位置に切欠部を有し、前記磁気検出素子は前記切欠部に配置されており、前記磁気検出素子は巨大磁気抵抗効果素子であるものである。

請求項３に記載の発明は、上記構成によって、ヨークの存在により巨大磁気抵抗効果素子である磁気検出素子を、その検知方向であるＸ軸方向およびＹ軸方向で貫く磁束密度が増加するため、さらに、検出範囲を増加させることができるという作用効果を有する。

請求項４に記載の発明は、特に、前記第１の磁石とＺ軸方向で間隔を空けて対向するように板状の第１のヨークを設け、前記第１のヨークは前記第１の磁石を投影した領域からＸ軸方向にずれた位置に第１の切欠部を有し、前記第１の磁気検出素子は前記第１の切欠部に配置されており、前記第１の磁気検出素子は巨大磁気抵抗効果素子であり、前記第２の磁石とＺ軸の方向で間隔を空けて対向するように板状の第２のヨークを設け、前記第２のヨークは第２の磁石を投影した領域からＹ軸方向にずれた位置に第２の切欠部を有し、前記第２の磁気検出素子は前記第２の切欠部に配置されており、前記第２の磁気検出素子は巨大磁気抵抗効果素子であるものである。

請求項４に記載の発明は、上記構成によって、ヨークの存在により巨大磁気抵抗効果素子である磁気検出素子を、その検知方向であるＸ軸方向およびＹ軸方向で貫く磁束密度が増加するため、さらに、検出範囲を増加させることができるという作用効果を有する。

以上のように本発明の位置検出機構は、検出することができる範囲を広くすることが可能になるという効果を有するものである。

本発明の実施の形態１における位置検出機構の主要部の斜視図本発明の実施の形態１における位置検出機構の主要部の正面図本発明の実施の形態１における位置検出機構の主要部の側面図本発明の実施の形態１における位置検出機構の主要部の平面図本発明の実施の形態２における位置検出機構の模式図本発明の実施の形態２における位置検出機構の主要部の平面図本発明の実施の形態３における位置検出機構の主要部の斜視図従来技術における位置検出機構の主要部の斜視図従来技術における位置検出機構の主要部の正面図従来技術における位置検出機構の主要部の側面図従来技術における位置検出機構の主要部の平面図

（実施の形態１）
以下、実施の形態を１用いて、特に、請求項１に記載の発明について説明する。

図１は本発明の実施の形態１おける位置検出機構の主要部の斜視図、図２は本発明の実施の形態１における位置検出機構の主要部の正面図、図３は本発明の実施の形態１における位置検出機構の主要部の側面図、図４は本発明の実施の形態１における位置検出機構の主要部の平面図である。

図１〜図４において、ＸＹ平面に対して平行に板状の第１のプレート１１が配置されている。第１のプレート１１上には駆動コイル１２と、磁気検出素子としてのＧＭＲ素子１３が設けられている。駆動コイル１２は導体線をコイル状に券回したもので、そのコイルの軸はＺ軸に平行になるようにしている。従って、駆動コイル１２に電流を流すと、Ｚ軸方向に磁極を有するように磁気を発生する。ＧＭＲ素子１３は、ＸＹ平面と平行な方向を感知方向として配置されている。ここで「ＧＭＲ」とは「ＧｉａｎｔＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔ」の省略語であり、「巨大磁気抵抗効果」と訳されているものである。ＧＭＲ素子１３は、この巨大磁気抵抗効果を用いた磁気検出素子のことである。なお、図１〜４において、駆動コイル１２およびＧＭＲ素子１３の第１のプレート１１への具体的な固定方法は省略して示している。

第２のプレート１４はＸＹ平面に対して平行に配置された板状の形状を有し、第１のプレート１１に対し、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能である。磁石１５は第２のプレート１４に設けられている。従って、磁石１５は、ＧＭＲ素子１３に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能となる。

磁石１５は図３に示すようにＸ軸方向に並べた磁石片１５ａと磁石片１５ｂとからなるものである。磁石片１５ａは、その下面、即ちＺ軸負の方向の面がＮ極、これと対向する上面、即ちＺ軸正方向の面がＳ極になっている。また、磁石片１５ｂは、そのＺ軸方向の下面がＳ極、これと対向するＺ軸方向の上面がＮ極になっている。磁石片１５ａと磁石片１５ｂとの極性は、互いに逆方向になっていなければならないが、図３に示すＮ極とＳ極とを逆にしてもよい。磁石１５のＸ軸方向の一方の端面である磁石片１５ａのＸ軸正方向の端面における磁力線はＺ軸の負方向にＳ極からＮ極への向きであるが、磁石１５のＸ軸方向の他方の端面である磁石片１５ｂのＸ軸負方向の端面における磁力線はＺ軸の正方向にＳ極からＮ極への向きであり、互いに逆方向である。また、磁石１５は、Ｙ軸方向に垂直ないずれの断面においても、磁極の向きは同じである。また、磁石１５は直方体形状であるが、Ｙ軸方向の長さが、Ｘ軸方向の長さおよびＺ軸方向の長さよりも長いものとなっている。磁石１５はこのような構成であるので、磁石１５のＹ軸方向の中央部付近の磁界は、Ｙ軸方向に位置をずらしても磁気の状態の変化が少ない領域が広くなる。即ち、Ｙ軸方向へのみΔＹずれた位置の磁束密度の変化ΔＢが０若しくは実用上０として扱ってもよい領域は広くなっている。これにより、Ｙ軸方向へ第２のプレート１４が移動しても、ＧＭＲ素子１３の出力が変化しない、あるいは変化しても無視できる程度の変化に抑えることができる。一般的な使用方法では、ΔＢ＝±５％以内であれば実用上０として扱ってもよい。勿論、高精度の検出を目的とする場合には、さらに小さな値にすることが必要で、例えば±３％以内や、±１％以内が必要になる。

一方、この同じ場所で、Ｘ軸方向へ位置をずらした場合には、磁石１５から離れる、あるいは磁石１５へ近づくことになるので、磁束密度が変化する。ここで、ＧＭＲ素子１３を貫く磁束は磁石１５との位置関係でＸＹ平面に平行な成分を有しているから、ＧＭＲ素子１３はこの磁束密度の変化を検知することができる。従って、ＧＭＲ素子１３は第１のプレート１１のＸ軸方向の位置を検出することができる。

このように、ＸＹ平面に平行な磁気を検知することができるＧＭＲ素子１３を用いても、Ｙ軸方向への第２のプレート１４の移動によるＸＹ平面方向成分の磁束密度の変化が、実用上無視できる程度の範囲において、第２のプレート１４のＹ軸方向への移動に関わらず、Ｘ軸方向の移動の検出をすることができる。

また、第２のプレート１４は、磁石１５と駆動コイル１２との関係で移動させることができる。駆動コイル１２に電流を流すことにより、例えば、駆動コイル１２のＺ軸正方向をＮ極とすると、磁石片１５ａのＮ極が駆動コイル１２から離れようとする力と、磁石片１５ｂのＳ極が駆動コイル１２に近づこうとする力が発生する。これにより、第２のプレート１４はＸ軸正方向へ移動することになる。駆動コイル１２に流す電流を逆向きにするとＸ軸負方向へ移動する。

なお、実施の形態１においては、第２のプレート１４の具体的な取り付け方法等は特許文献１をはじめとする公知技術を用いれば良い。

また、実施の形態１において、ＧＭＲ素子１３が取り付けられた第１のプレート１１を固定側にし、磁石１５が取り付けられた第２のプレート１４を移動する側にしたが、固定側と移動側を逆にしてもよいし、双方とも移動する構成であってもよい。いずれの場合であっても、ＧＭＲ素子１３と磁石１５とが、相対的にＸ軸方向およびＹ軸方向の２軸方向に移動していても、Ｘ軸方向の相対的な位置を求めることができる。

さらに、必要に応じてヨークを用いてもよい。ヨークの配置としては、例えば、表面に絶縁処理を施した上で第１のプレート１１を磁性体で形成して、これをヨークとしてもよい。または、第１のプレート１１とは別に板状のヨークを配置させてもよい。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、特に、請求項２に記載の発明について説明する。

図５は本発明の実施の形態２における位置検出機構の模式図、図６は本発明の実施の形態２における位置検出機構の主要部の平面図である。

実施の形態２における位置検出機構は、実施の形態１における位置検出機構を応用したものである。具体的には、実施の形態１における位置検出機構と同様にＸ軸方向の位置を検出する構成のものと、これを９０°回転させてＹ軸方向の位置を検出する構成のものを使用し、Ｘ軸方向の位置と、Ｙ軸方向の位置の両方の検出を可能にしたものである。

固定プレート２１はＸＹ平面に平行な板状の部分を有するものであり、第１の案内シャフト２２と第２の案内シャフト２３とを保持している。第１の案内シャフト２２および第２の案内シャフト２３は共にＸ軸方向に軸を有する円柱形状のものであり、互いに平行に配置されている。Ｘ軸ステージ２４は、第１の案内シャフト２２に対しＸ軸方向に移動可能なように嵌合し、第２の案内シャフト２３とは第１の案内シャフト２２を軸として回転しないように係合している。これによりＸ軸ステージ２４は、Ｘ軸方向のみに移動可能になっている。

Ｘ軸ステージ２４は第３の案内シャフト２５と第４の案内シャフト（図示せず）を保持している。第３の案内シャフト２５と第４の案内シャフト（図示せず）は、共にＹ軸方向に軸を有する円柱形状のものであり、互いに平行に配置されている。Ｙ軸ステージ２６は、第３の案内シャフト２５に対しＹ軸方向に移動可能なように嵌合し、第４の案内シャフト（図示せず）とは第３の案内シャフト２５を軸として回転しないように係合している。これによりＹ軸ステージ２６は、Ｘ軸ステージ２４に対しては相対的にＹ軸方向のみに移動可能になっており、固定プレート２１に対しては、Ｘ軸およびＹ軸の２軸方向に移動可能になっている。

固定プレート２１には、第１の駆動コイル２７および第１のＧＭＲ素子２８が、Ｙ軸ステージ２６には第１の磁石２９が配置されている。これらは、それぞれ、実施の形態１の駆動コイル１２、ＧＭＲ素子１３、第２のプレート１４および磁石１５に該当するものである。第１のＧＭＲ素子２８はＹ軸ステージ２６のＸ軸方向の位置を検出することができる。

また、固定プレート２１には第２の駆動コイル３０、第２のＧＭＲ素子３１および第２の磁石３２も配置されている。これらは、それぞれ、実施の形態１の駆動コイル１２、ＧＭＲ素子１３、第２のプレート１４および磁石１５に該当するものをＺ軸正方向から見て反時計回りに９０°回転させたものである。従って、第２のＧＭＲ素子３１はＹ軸ステージ２６のＹ軸方向の位置を検出することができる。

なお、Ｙ軸ステージ２６のＸ軸方向への移動は、第１の駆動コイル２７と第１の磁石２９との磁力により行われ、Ｙ軸方向への移動は、第２の駆動コイル３０と第２の磁石３２との磁力により行われる。

以上の構成によっても、実施の形態１と同様にＸ軸方向の位置と、さらにＹ軸方向の位置の検出が可能となる。

また、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の２軸方向の位置の検出とともに、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

ここで、Ｘ軸方向の検出範囲については、第１の磁石２９がＸ軸方向に移動した際に第１のＧＭＲ素子２８が検出可能な範囲であることと、第２の磁石３２がＸ軸方向に移動することによる第２のＧＭＲ素子３１を貫く磁束の密度の変化が無視できる範囲であることが求められる。

同様に、Ｙ軸方向の検出範囲については、第２の磁石３２がＹ軸方向に移動した際に第２のＧＭＲ素子３１が検出可能な範囲であることと、第１の磁石２９がＹ軸方向に移動することによる第１のＧＭＲ素子２８を貫く磁束の密度の変化が無視できる範囲であることが求められる。

なお、実施の形態２における位置検出機構を手ブレ補正用レンズの位置検出機構として用いる際には、レンズはＹ軸ステージ２６に取り付ければよい。また、固定プレート２１、Ｘ軸ステージ２４の略中央部に開口部を設けて、レンズに光が当たるように、或いはレンズを通過した光を遮らないようにする必要がある。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、特に、請求項３に記載の発明について説明する。

図７は、本発明の実施の形態３における位置検出機構の主要部の斜視図である。図７に示す実施の形態３は、実施の形態１に記載の位置検出機構にヨーク４０を配置させたもので、このヨーク４０に切欠部４０ａを形成し、この切欠部４０ａにＧＭＲ素子１３を配置させたものである。図７に示している符号において、実施の形態１と同じ符号を付したものは同じ構成要素を示している。

ヨーク４０は板状の形状を有し、磁石１５とＺ軸方向で間隔を空けて対向するように設けられている。また、ヨーク４０には切欠部４０ａが形成されている。この切欠部４０ａは、ヨーク４０のＹ軸方向の中央部でＸ軸方向の端部からＸ軸方向に切り欠くように形成されている。

ＧＭＲ素子１３はヨーク４０と同一面内に配置されている。もっとも、ＧＭＲ素子１３とヨーク４０とのＺ軸方向の厚みは、一般に異なっているので、いずれかがはみ出た位置関係にはなるが、両者のＺ軸方向の位置関係は重複するものである。また、ＧＭＲ素子１３は切欠部４０ａに配置されている。ここで、「配置されている」の意味であるが、ＧＭＲ素子１３のＺ軸方向の厚みがヨーク４０のそれよりも厚い場合にはＧＭＲ素子１３が切欠部４０ａからはみ出ることになるが、本発明においては、このようにはみ出る場合も含む。

このように、ＸＹ平面方向に板状のヨーク４０を配置することで、ＧＭＲ素子１３を貫く磁気は、Ｚ軸方向成分の磁気よりもＸＹ平面方向の成分の磁気が支配的になるので、よりＸ軸方向の移動の検出が、効率的に行うことができる。従って、磁石１５の小型化や、よりＸ軸方向へ移動した場合にも検出が可能になることから検出範囲の拡大ということが可能になる。

切欠部４０ａの形状は、Ｘ軸方向の切欠き深さを２ｍｍ、Ｙ軸方向の切欠き長さを６ｍｍにしている。この形状でＸ軸方向へは、切欠部４０ａの奥側端部、即ち図７における切欠部４０ａのＸ軸負方向の端部からＸ軸正方向へ０．４ｍｍの位置から１．４ｍｍの位置までの１ｍｍの間にＧＭＲ素子１３を配置すると有効な検出ができた。また、Ｙ軸方向に関しては、Ｙ軸方向の切欠き長さの中心部に対して、Ｙ軸方向に±０．５ｍｍ間の１ｍｍの間に配置させると、１ｍｍの実用上磁束密度の変化を無視できる領域を確保することができた。

本実地の形態では、切欠部４０ａのＸ軸方向の切欠き深さとＹ軸方向の切欠き長さとの比を１：３にしている。Ｘ軸方向の切欠き深さが深いと駆動コイル１２により磁石１５を移動させる力が減少してしまう。また、Ｘ軸方向の切欠き深さが浅いと切欠きを設ける効果が減少してしまう。一方、Ｙ軸方向の切欠き長さが長いと、駆動コイル１２による磁石１５を移動させる力が減少してしまい、短いとＧＭＲ素子１３を配置させるＹ軸方向の位置が限られてしまう。これは、切欠部４０ａのＹ軸方向の端部の近傍においては、ＧＭＲ素子１３の存在に影響を受けてヨーク４０からの磁力線が回り込むなど磁力線が安定しない場合があるため、ある程度ヨーク４０のＹ軸方向の端部から離した場所に配置させる必要があるためである。

実施の形態３における構成は、実施の形態２の位置検出機構にも適用できる。その際には、第１の磁石２９とＺ軸方向で間隔を空けて対向する第１のヨークを配置し、この第１のヨークに第１の切欠部を形成し、この第１の切欠部に第１のＧＭＲ素子２８を配置させ、同様に、第２の磁石３２とＺ軸方向で間隔を空けて対向する第２のヨークを配置し、この第２のヨークに第２の切欠部を形成し、この第１の切欠部に第２のＧＭＲ素子３１を配置させればよい。これにより、Ｘ軸、Ｙ軸の２軸方向の位置検出を行うことができる。

なお、実施の形態１〜３において、２つの磁石片を組み合わせて磁石とする構成にしているが、一つの磁石片で磁石とする構成にすることもできる。この場合、検出しようとする座標軸の正方向に一方の磁極を、負方向に他方の磁極となるように配置させればよい。

本発明にかかる位置検出機構は、手ブレ補正用レンズの位置検出機構をはじめとする各種の電子機器に適用することができる。

１固定プレート
２駆動コイル
３ホール素子
４移動ステージ
５磁石
５ａ磁石片
５ｂ磁石片
１１第１のプレート
１２駆動コイル
１３ＧＭＲ素子
１４第２のプレート
１５磁石
１５ａ磁石片
１５ｂ磁石片
２１固定プレート
２２第１の案内シャフト
２３第２の案内シャフト
２４Ｘ軸ステージ
２５第３の案内シャフト
２６Ｙ軸ステージ
２７第１の駆動コイル
２８第１のＧＭＲ素子
２９第１の磁石
３０第２の駆動コイル
３１第２のＧＭＲ素子
３２第２の磁石
４０ヨーク
４０ａ切欠部

Claims

互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸におけるＹ軸に垂直な方向の断面における磁化方向が断面位置に寄らず一定であり、Ｘ軸方向の対向する端面における磁力線の方向が互いに反対方向である磁石と、
前記磁石とＺ軸方向で間隔を空けて配置され、ＸＹ平面に平行な方向の磁界を感知することができる磁気検出素子とを備え、
前記磁石は、前記磁気検出素子に対して相対的にＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能であり、
前記磁石のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の外形はＹ軸方向がもっとも長く、
前記磁気検出素子は、前記磁石がＹ軸方向にΔＹ移動した際の前記磁石からの磁束密度の変化ΔＢが±５％以内となる位置に位置し、
前記磁気検出素子は、前記磁石をＺ軸方向に投影した領域の外部に位置している位置検出機構。
互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸におけるＹ軸に垂直な方向の断面における磁化方向が断面位置に寄らず一定であり、Ｘ軸方向の対向する端面における磁力線の方向が互いに反対方向である第１の磁石と、
前記第１の磁石とＺ軸方向で間隔を空けて配置され、ＸＹ平面に平行な方向の磁界を感知することができる第１の磁気検出素子と、
Ｘ軸に垂直な方向の断面における磁化方向が断面位置に寄らず一定であり、Ｙ軸方向の対向する端面における磁力線の方向が互いに反対方向である第２の磁石と、
前記第２の磁石とＺ軸方向で間隔を空けて配置され、ＸＹ平面に平行な方向の磁界を感知することができる第２の磁気検出素子とを備え、
前記第１の磁石は、前記第１の磁気検出素子に対して相対的にＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能であり、
前記第２の磁石は、前記第２の磁気検出素子に対して相対的にＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能であり、
前記第１の磁石と前記第２の磁石の相対的な位置関係は固定され、
前記第１の磁気検出素子と前記第２の磁気検出素子の相対的な位置関係は固定され、
前記第１の磁石のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の外形はＹ軸方向がもっとも長く、
前記第１の磁気検出素子は、前記第１の磁石がＹ軸方向にΔＹ移動した際の前記第１の磁石からの磁束密度の変化ΔＢが±５％以内となる位置に位置し、
前記第１の磁気検出素子は、前記第１の磁石をＺ軸方向に投影した領域の外部に位置し、
前記第２の磁石のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の外形はＸ軸方向がもっとも長く、
前記第２の磁気検出素子は、前記第２の磁石がＸ軸方向にΔＸ移動した際の前記第２の磁石からの磁束密度の変化ΔＢが±５％以内となる位置に位置し、
前記第２の磁気検出素子は、前記第１の磁石をＺ軸方向に投影した領域の外部に位置している位置検出機構。
前記磁石とＺ軸方向で間隔を空けて対向するように板状のヨークを設け、
前記ヨークは前記磁石を投影した領域からＸ軸方向にずれた位置に切欠部を有し、
前記磁気検出素子は前記切欠部に配置されており、
前記磁気検出素子は巨大磁気抵抗効果素子である請求項１記載の位置検出機構。
前記第１の磁石とＺ軸方向で間隔を空けて対向するように板状の第１のヨークを設け、
前記第１のヨークは前記第１の磁石を投影した領域からＸ軸方向にずれた位置に第１の切欠部を有し、
前記第１の磁気検出素子は前記第１の切欠部に配置されており、
前記第１の磁気検出素子は巨大磁気抵抗効果素子であり、
前記第２の磁石とＺ軸の方向で間隔を空けて対向するように板状の第２のヨークを設け、
前記第２のヨークは第２の磁石を投影した領域からＹ軸方向にずれた位置に第２の切欠部を有し、
前記第２の磁気検出素子は前記第２の切欠部に配置されており、
前記第２の磁気検出素子は巨大磁気抵抗効果素子である請求項２記載の位置検出機構。