JP2016133371A - 磁気式位置検出装置、駆動装置および光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】単純な構成でありながら、磁気センサが検出可能な磁束密度が線形変化する磁石と磁気センサとの相対移動範囲を広げる。
【解決手段】磁気式位置検出装置は、磁石６Ａと該磁石に対向する磁気センサ８Ａとが相対移動することで磁気センサから磁石との相対位置に応じた電気信号が出力される。磁石は、磁気センサとの相対移動方向において複数極に着磁されており、磁気センサは、検出した磁束密度の変化に応じた電気信号を出力する。磁石における磁気センサに対向する側の面は、第１の面３ａと、相対移動方向における該第１の面の両側にそれぞれ位置する第２の面３ｂとを含む。第１の面と第２の面は、磁気センサと対向する距離Ｈ１，Ｈ２が互いに異なるように形成され、一方の面の該距離が相対移動方向にて変化し、他方の面の該距離が相対移動方向にて変化しないように形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、磁石と相対移動する磁気センサを用いて位置を検出する磁気式位置検出装置に関し、さらにこれを用いた駆動装置および光学機器に関する。

磁気式位置検出装置は、ホール素子やＭＲ（磁気抵抗）素子等の磁気センサが磁石との相対移動に伴う磁束密度の変化に応じた電気信号を出力することで、磁石と磁気センサとの相対位置を検出可能とするものである。このような磁気式位置検出装置は、例えば、撮像装置や交換レンズ等の光学機器において、フォーカスや像振れ補正のための光学素子の位置検出に用いられている。

特許文献１には、レンズと一体に変位する磁石（マグネット）と、該マグネットに対向配置され、通電されることによりマグネットとの間にレンズを光軸に直交する方向にシフトさせるための電磁力を生じさせるコイルとを有する像振れ補正装置が開示されている。そして、この像振れ補正装置では、上記マグネットに対向配置された磁気センサが該マグネットとの相対移動に応じた磁束密度の変化を検出することで、補正レンズのシフト位置を検出する。

このような磁気式位置検出装置では、一般には、磁気センサにより検出可能な磁束密度が該磁気センサと磁石との相対移動に伴って線形に変化するものとして、磁石と磁気センサとの相対位置が算出される。ただし、特許文献１にて開示された像振れ補正装置に用いられているような平板型のマグネットでは、その表面磁束密度が線形に変化する範囲が狭い。このため、磁束密度の線形変化を利用した単純な構成でマグネットと磁気センサとの相対位置を検出可能なこれらの相対移動範囲が狭く、この相対移動範囲を超えて相対位置を検出するためには磁気センサからの非線形な出力を相対位置に換算する処理が必要である。

特許文献２には、磁束密度が線形変化する範囲を超えた範囲で良好な精度で位置検出を行うために、複数のホール素子を用い、それらホール素子から得られた出力を用いた演算を行う位置検出装置が開示されている。

特開２００７−２１９３３８号公報 特開２００５−３３１４００号公報

しかしながら、特許文献２にて開示された位置検出装置のように、ホール素子を複数個用いるのは、部品点数が増えるだけでなく、それらの配置スペースが多く必要になったり、複雑な演算回路が必要になったりして、好ましくない。

本発明は、単純な構成でありながら、磁気センサが検出可能な磁束密度が線形変化する磁石と磁気センサとの相対移動範囲を広げることができるようにした磁気式位置検出装置およびこれを用いた駆動装置および光学機器を提供する。

本発明の一側面としての磁気式位置検出装置は、磁石と該磁石に対向する磁気センサとが相対移動することで磁気センサから磁石との相対位置に応じた電気信号が出力される。磁石は、磁気センサとの相対移動方向において複数極に着磁されており、磁気センサは、検出した磁束密度の変化に応じた電気信号を出力する。磁石における磁気センサに対向する側の面は、第１の面と、相対移動方向における該第１の面の両側にそれぞれ位置する第２の面とを含む。そして、第１の面と第２の面は、磁気センサと対向する距離が互いに異なるように形成され、かつ、第１および第２の面のうち一方の面の上記距離が相対移動方向において変化し、他方の面の上記距離が相対移動方向において変化しないように形成されていること、または、第１および第２の面のそれぞれの上記距離が、第１および第２の面が隣り合う部分から相対移動方向における互いに反対側に向かって増加するように形成されていることを特徴とする。

また、本発明の他の一側面としての駆動装置は、ベース部材と、該ベース部材に対して駆動される可動部材と、ベース部材および可動部材のうち一方に前記磁石が設けられ、他方に磁気センサが設けられた上記磁気式位置検出装置とを有することを特徴とする。

さらに、本発明の他の一側面としての光学機器は、可動部材としての光学素子または撮像素子を駆動する上記駆動装置を有することを特徴する。

本発明によれば、磁石における磁気センサに対向する面の形状を上記のように設定することで、単純な構成でありながら、磁気センサが検出可能な磁束密度が線形変化する磁石と磁気センサとの相対移動範囲を広げることができる。

本発明の実施例１である像振れ補正装置を備えたカメラの構成を示す模式図。 上記像振れ補正装置を示す分解斜視図。 図２に示されるベース部材の正面図。 図２に示されるレンズホルダの正面図。 図２に示されるマグネットの断面図。 図５に示すマグネットとは別の形状を有するマグネットの断面図。 マグネットの位置とホール素子により検出される磁束密度との関係を示すグラフ。 マグネットの位置とホール素子により検出される磁束密度との関係を示す図７とは別のグラフ。 レンズホルダの位置とホール素子の出力値との関係を示すグラフ。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例である駆動装置としての像振れ補正装置を用いた光学機器としてのカメラ２０の構成を模式的に示している。

カメラ２０は、カメラ本体３０と、該カメラ本体３０に取り付けられ、上記像振れ補正装置（以下、防振ユニットという）１１およびその駆動制御部１２を収容したレンズ鏡筒１０とにより構成されるデジタルスチルカメラまたはデジタルビデオカメラである。なお、防振ユニット１１および駆動制御部１２を含むレンズ鏡筒１０も、カメラ２０への取り付け前においては単独で光学機器を構成する。

レンズ鏡筒１０内には、防振ユニット１１により保持された補正レンズＬとは別に図示しない少なくとも１つのレンズや絞り（兼シャッタ）が収容されており、このレンズと絞りと補正レンズＬとにより撮像光学系を構成する。カメラ本体３０は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子２１を備えている。撮像素子２１は、撮像光学系により形成された被写体像を光電変換して撮像画像を生成する。

防振ユニット１１は、撮像光学系の光軸（以下、撮像光軸という）Ｏに直交する方向に補正レンズＬを移動（シフト）させることにより、ユーザの手振れ等によるカメラ振れに起因する像振れを低減（補正）する。図１は、補正レンズＬがその光軸（以下、補正レンズ光軸という）が撮像光軸Ｏに一致する初期位置に位置する状態を示している。防振ユニット１１の詳細な構成については後述する。

駆動制御部１２は、補正レンズＬの撮像光軸Ｏに対するシフト駆動を制御する。駆動制御部１２には、基準位置記憶部１２ａと演算部１２ｂとが設けられている。基準位置記憶部１２ａは、上述した補正レンズＬの初期位置を基準位置として記憶している。また、演算部１２ｂは、レンズ鏡筒１０またはカメラ本体３０に設けられた不図示の振れセンサ（ジャイロセンサ等）により検出されたカメラ振れに基づいて、撮像素子２１上での被写体像の振れ（像振れ）を低減するための補正レンズＬの目標シフト位置を演算する。駆動制御部１２は、演算された目標シフト位置に補正レンズＬがシフトするように後述するシフトアクチュエータを構成するコイルへの通電を制御することで、補正レンズＬのシフト駆動を制御する。

なお、振れセンサは、それぞれ撮像光軸Ｏに直交し、かつ互いに直交する第１の方向および第２の方向におけるカメラ振れを検出することが可能である。これに対応して、防振ユニット１１には、上記シフトアクチュエータとして、補正レンズＬを第１の方向にシフト駆動する第１のシフトアクチュエータと、補正レンズＬを第２の方向にシフト駆動する第２のシフトアクチュエータとが設けられている。

次に、図１に図２、図３、図４および図５も併せ用いて防振ユニット１１の構成について詳述する。防振ユニット１１は、ベース部材１と、光学素子である補正レンズＬを保持するレンズホルダ２と、第１および第２マグネット（磁石）３Ａ，３Ｂと、３つのボール４と、３つの引張りばね５と、第１および第２コイル６Ａ，６Ｂと、カバーユニット７とを有する。さらに、防振ユニット１１は、第１および第２ホール素子（磁気センサ）８Ａ．８Ｂを有する。

ベース部材１は、レンズ鏡筒１０に対して撮像光軸Ｏに直交する面内では固定されており、本実施例では他のレンズや絞りとともに撮像光軸Ｏに沿った方向（以下、光軸方向という）に移動可能にレンズ鏡筒１０内に保持されている。ベース部材１は、その外周部にフォロア１ａを有している。フォロア１ａは、不図示のカム環に設けられたカム溝部に係合し、カム環が撮像光軸Ｏを中心として回転することでカム溝部から光軸方向への駆動力を受けて同方向に移動される。

また、ベース部材１は、光軸方向に面した凹部１ｆ，１ｇ，１ｈと、撮像光軸Ｏを中心とした周方向３箇所に設けられた係止部１ｉ，１ｊ，１ｋと、撮像光軸Ｏを中心とした互いに９０°位相が異なる位置に配置されたコイル保持部１ｍ，１ｎとを有する。凹部１ｆ，１ｇ，１ｈはそれぞれボール受け面を有する。係止部１ｉ，１ｊ，１ｋはそれぞれフック形状を有する突起である。コイル保持部１ｍ，１ｎはそれぞれ、第１および第２コイル６Ａ，６Ｂを保持する。

レンズホルダ２は、図４に示すように、そのレンズ保持部２ａにて補正レンズＬを保持し、ベース部材１に対して撮像光軸Ｏ（補正レンズ光軸）に直交する方向にシフト可能である。レンズホルダ２と補正レンズＬとにより可動部材が構成される。また、レンズホルダ２の外周部には、補正レンズ光軸を中心とした互いに９０°位相が異なる位置に、第１および第２マグネット３Ａ，３Ｂをそれぞれ保持するマグネット保持部２ｂ，２ｃを有する。

さらに、レンズホルダ２は、図１に示すようにベース部材１の凹部１ｆ，１ｇ，１ｈに対向するように凹部２ｄ，２ｅ，２ｆを有している。凹部２ｄ，２ｅ，２ｆにもボール受け面が設けられている。凹部２ｄ，２ｅ，２ｆのボール受け面とベース部材１の凹部１ｆ，１ｇ，１ｈのボール受け面との間にはそれぞれ、ボール４が配置されている。３つの引張りばね５はそれぞれ、その一端と他端がベース部材１の係止部１ｉ，１ｊ，１ｋとレンズホルダ２に設けられた係止部２ｇ，２ｈ，２ｉに掛けられ、光軸方向においてレンズホルダ２をベース部材１に近づける側に付勢する。これにより、互いに対向する位置に配置されたボール受け面の間でボール４が挟持され、レンズホルダ２のベース部材１に対する光軸方向での位置決めが行われる。また、レンズホルダ２は、ボール受け面に対するボール４の転動によって撮像光軸Ｏに直交する方向にガイドされる。

図４に示すように、第１マグネット３Ａは、第１の方向にＮ極とＳ極の２極（複数極）に着磁されている。また、第２マグネット３Ｂは、第２の方向にＮ極とＳ極の２極（複数極）に着磁されている。なお、各マグネットにおいて、Ｎ極とＳ極の位置は図４に示した位置と逆であってもよい。

第１および第２コイル６Ａ，６Ｂはそれぞれ、図１に示すように、第１および第２マグネット３Ａ，３Ｂと僅かな間隔を保った状態で互いに対向する。第１コイル６Ａに通電すると第１マグネット３Ａとの間に電磁力が発生し、該電磁力により第１マグネット３Ａとともにレンズホルダ２（つまりは補正レンズＬ）が第１の方向にシフトされる。第１マグネット３Ａと第１コイル６Ａとにより第１シフトアクチュエータが構成される。

また、第２コイル６Ｂに通電すると第２マグネット３Ｂとの間に電磁力が発生し、該電磁力により第２マグネット３Ｂとともにレンズホルダ２（つまりは補正レンズＬ）が第２の方向にシフトされる。第２マグネット３Ｂと第２コイル６Ｂとにより第２シフトアクチュエータが構成される。

第１および第２コイル６Ａ，６Ｂへの通電量を変化させることでレンズホルダ２の第１および第２の方向でのシフト量を制御することができ、これにより補正レンズＬを撮像光軸Ｏに直交する面内の任意の位置にシフトさせることができる。

カバー部材７は、光軸方向においてレンズホルダ２に対してベース部材１とは反対側に配置され、かつベース部材１に固定されてベース部材１の一部を構成する。カバー部材７における撮像光軸Ｏを中心とした互いに９０°位相が異なる位置には、ホール素子保持部７ａ，７ｂが設けられ、ここで第１および第２ホール素子８Ａ，８Ｂを保持する。これにより、レンズホルダ２により保持された第１および第２マグネット３Ａ，３Ｂに光軸方向にて対向するように第１および第２ホール素子８Ａ，８Ｂが配置される。なお、第１および第２マグネット３Ａ，３Ｂに対して、第１および第２コイル６Ａ，６Ｂと第１および第２ホール素子８Ａ，８Ｂは光軸方向における互いに反対側に位置する。

レンズホルダ２が第１の方向にシフトすることで、第１マグネット３Ａと第１ホール素子８Ａとが第１の方向に相対移動する。また、レンズホルダ２が第２の方向にシフトすることで、第２マグネット３Ｂと第２ホール素子８Ｂとが第２の方向に相対移動する。

第１および第２ホール素子８Ａ，８Ｂは、磁束密度を検出し、該磁束密度の変化に応じた電気信号を出力する磁気センサである。第１マグネット３Ａと第１ホール素子８Ａとが第１の方向（第１マグネット３Ａが２極に着磁された方向）に相対移動すると、第１ホール素子８Ａにおいて検出可能な磁束密度が変化し、第１ホール素子８Ａから出力される電気信号値が変化する。同様に、第２マグネット３Ｂと第２ホール素子８Ｂとが第２の方向（第２マグネット３Ｂが２極に着磁された方向）に相対移動すると、第２ホール素子８Ｂにおいて検出可能な磁束密度が変化し、第２ホール素子８Ｂから出力される電気信号値が変化する。前述した駆動制御部１２は、第１および第２ホール素子８Ａ，８Ｂからの電気信号を用いてレンズホルダ２の実シフト位置を算出し、該実シフト位置が目標シフト位置に近づくように第１および第２コイル６Ａ，６Ｂに対する通電を制御する。第１マグネット３Ａと第１ホール素子８Ａおよび第２マグネット３Ｂと第２ホール素子８Ｂによりそれぞれ磁気式位置検出装置が構成される。

なお、第１および第２ホール素子８Ａ，８Ｂはそれぞれ、図４に示すように、レンズホルダ２（補正レンズＬ）が基準位置にある状態で第１および第２マグネット３のＮ極とＳ極の境界上に第１および第２ホール素子８Ａ，８Ｂの中心が位置するように配置される。これにより、各ホール素子が検出する磁束密度がゼロとなる各マグネットとの相対移動範囲を用いてレンズホルダ２の実シフト位置を検出することができる。

第１および第２マグネット３Ａ，３Ｂはそれぞれ、図１に示すように、ホール素子８Ａ，８Ｂに面する側に凹部３ｃを有する。

図５には、第１および第２マグネット３Ａ，３Ｂに共通する形状を示している。凹部３ｃは、Ｎ極とＳ極の境界を通る面（境界面）に対して、マグネット３（３Ａ，３Ｂ）とホール素子８（８Ａ，８Ｂ）との相対移動方向（以下、位置検出方向という）において対称な形状に形成されている。この凹部３ｃが形成されることにより、マグネット３におけるホール素子８に対向する側の面（以下、センサ対向面という）は、凹部３ｃ内の第１の面３ａと、位置検出方向における該第１の面３ａの両側にそれぞれ位置する第２の面３ｂとを含む。

そして、第１の面３ａと第２の面３ｂは、ホール素子８と対向する距離（位置検出方向に直交する方向での距離：以下、センサ対向距離という）Ｈ１，Ｈ２が互いに異なるように形成されている。具体的には、第１の面３ａのセンサ対向距離Ｈ１は、第２の面３ｂのセンサ対向距離Ｈ２よりも長い。また、第１の面３ａにおけるセンサ対向距離Ｈ１は、位置検出方向において変化する。さらに、第１の面３ａのセンサ対向距離Ｈ１は、第２の面３ｂに近づくほど減少する。すなわち、第１の面３ａは円弧面形状の凹面として形成されている。第２の面３ｂは平坦面（平面）、すなわちセンサ対向距離が位置検出方向において変化しない面として形成されている。

ただし、図５に示したマグネット３のセンサ対向面の形状は例にすぎず、他の形状であってもよい。その具体例については後述する。

図７には、図５に示したセンサ対向面の形状を有するマグネット３とホール素子８とが位置検出方向に相対移動した際にホール素子８により検出可能な（ホール素子８が配置された高さ位置での）磁束密度の変化を示している。また、図７には、本実施例との比較のために、マグネットのセンサ対向面（第１および第２の面）がその全域でセンサ対向距離が同一となるように、つまりは凹部３ｃを有さない単一の平坦面として形成された場合の上記磁束密度の変化も示している。

センサ対向面が単一平坦面として形成されている場合の磁束密度の変化は、点線で示すように正弦波に近い変化を示す。Ｌｏはこの点線で示す磁束密度が線形に変化する位置検出方向での範囲（幅）を示している。一方、センサ対向面が図５に示した形状を有する場合の磁束密度の変化は、実線で示すように、センサ対向面が単一平坦面である場合に比べて、線形に変化する範囲（幅）Ｌｐが大きい変化となる。このため、この大きい線形変化範囲Ｌｐを利用した単純な構成でマグネットとホール素子との相対位置を検出可能なそれらの相対移動量を増加させることができる。

しかも、センサ対向面が図５に示した形状を有する場合の線形変化範囲Ｌｐにおける磁束密度の変化率（傾き）が、点線で示す磁束密度における線形変化範囲Ｌｏでの変化率よりも小さくなる。 磁束密度が線形に変化する範囲Ｌｐは、図５に示したマグネット３の凹部３ｃ（第１の面３ａ）の位置検出方向での幅Ｌｍを変化させることによって、任意に設定が可能である。このため、マグネット３とホール素子８との最大相対移動量（レンズホルダ２の最大シフト量）をＬｈとするとき、幅Ｌｍ（言い換えれば、第１および第２の面のそれぞれの幅）を、
Ｌｈ＜Ｌｐ
が満たされるように設定することが望ましい。

例えば、発明者の実験結果によれば、位置検出方向における第１の面３ａの幅Ｌｍを、マグネット３とホール素子８との最大相対移動量Ｌｈより大きく、すなわち、
Ｌｈ＜Ｌｍ
となるように設定することが好ましいことが分かった。

前述したように、マグネット３のセンサ対向面の形状として、図５に示した形状以外の形状を採用してもよい。このとき、センサ対向面は、必ずしも図５に示したようにＮ極とＳ極の境界面について対称形状である必要はなく、また、必ずしも第１の面を円弧面や凹面としたり第２の面を平坦面としたりする必要はない。なお、図５には２極着磁タイプのマグネット３を用いる場合の形状例を示しているが、位置検出方向における着磁の磁極数が３極以上である場合には図５の形状とは異なる形状となり得る。図５に示した形状以外の形状の例を図６（ａ）〜（ｆ）に示す。

図６（ａ）〜（ｆ）に示した形状では、第１および第２の面３ａ，３ｂが、センサ対向距離が互いに異なるように形成されている。また、第１および第２の面３ａ，３ｂのうち少なくとも一方におけるセンサ対向距離が位置検出方向において変化するように形成されている。図６（ａ），（ｃ），（ｆ）の形状では第１の面３ａが凹面であるが、その凹面の形状が図５の例とは異なる。また、図６（ｂ），（ｄ）の形状では、第１の面３ａよりも第２の面３ｂの方がセンサ対向距離が長くなるように形成されている。

また、図６（ａ）〜（ｆ）では、第１および第２の面３ａ，３ｂのうち一方の面が位置検出方向においてセンサ対向距離が変化する面として形成され、他方の面が位置検出方向においてセンサ対向距離が変化しない平坦面として形成されている。

さらに、図６（ｅ）に示す形状では、第１の面３ａが図５の例と同様の円弧面（凹面）であるとともに、第２の面３ｂが第１の面３ａから位置検出方向に離れるほどセンサ対向距離が長くなるように形成されている。言い換えれば、第１および第２の面３ａ，３ｂは、それぞれのセンサ対向距離が、第１および第２の面３ａ，３ｂが隣り合う部分（境界部分）から位置検出方向における互いに反対側に向かって増加するように形成されている。

図８には、図７と同様に、マグネット３とホール素子８とが位置検出方向に相対移動した際にホール素子８により検出可能な（ホール素子８が配置された高さ位置での）磁束密度の変化を示している。この図では、図５に示したＬｍの大きさが小さい場合（例えば図６（ｆ）のようにＬｍがＬｓよりも短い形状）の磁束密度の変化と、Ｌｍの大きさが比較的大きい場合（例えば図６（ｃ）のような形状）の磁束密度の変化を示している。加えて、図８には、全面に切り欠きを設けた場合（例えば図６（ｇ）のような形状）の磁束密度の変化も示している。さらに、図８にも、本実施例との比較のために、マグネットのセンサ対向面（第１および第２の面）がその全域でセンサ対向距離が同一となるように、つまりは凹部３ｃを有さない単一の平坦面として形成された場合の上記磁束密度の変化も示している。このときの磁束密度ピーク値の距離をＬｓとする。

図８において、「切り欠き無し」の曲線と、「切り欠き有―小」の曲線とを比較して分かるように、切り欠き部を有することによって、マグネット中心位置付近の磁束密度の変化率（傾き）を小さくすることができる。この結果、磁束密度の線形変化範囲（Ｌｒ）をＬｏよりも広くすることができる。この場合には、磁束密度の変化ピーク値自体は下げることなく済むが、位置検出可能な長さもＬｓを超えることはない。

また、位置検出可能な長さを長く確保したい場合には、切り欠き長さＬｍを大きく設定する。これにより、図９の「切り欠き無」の曲線と「切り欠き有−大」の曲線とを比較すると分かるように、マグネット中心位置付近の磁束密度の変化率（傾き）を小さくすることができる。しかも、磁束密度の変化ピーク値の距離を広げることが可能であり、位置検出可能な長さもＬｐまで広げることが可能になる。

ただし、この場合の磁束密度の変化ピーク自体は、「切り欠き無」のときに比べて低くなり、検出精度が低下する可能性がある。このため、本実施例では、できるだけ高い磁束密度ピーク値を得られるように、磁束密度ピーク位置付近においては切り欠き部を設けず、平坦面が残るような形状にしている。

図６（ｇ）に示すように平坦面が残らない形状にすると、磁束密度ピーク値が小さくなるためにマグネット中心付近の磁束密度変化傾きを極短に小さくなるように切り欠きを設ける必要が生じる。このようにすると、図６（ｇ）から明らかなように、切り欠き部自体が大きくなり、さらにはマグネットの形状自体も端部が鋭角になってしまう。このようなマグネットは、製造が困難であったり、取り扱いが難しくなったりする。

また、図５および図６（ａ）〜（ｆ）に示したマグネットの形状例では、各コイルに対向する面（以下、コイル対向面という）３ｄを、コイルとの間に発生する電磁力をできるだけ大きくするために平坦面として形成している。ただし、コイル対向面３ｄも、センサ対向面と同様の形状に形成してマグネットをレンズホルダ２に組み付ける際の表裏を問わないようにすることで、組立て性を向上させてもよい。

さらに、本実施例では、図４に示すように、第１および第２マグネット３Ａ，３Ｂにおける位置検出方向および厚み方向に直交する方向の幅Ｌｄを、各マグネットとこれに対応するホール素子との最大相対移動量Ｌｈよりも大きく設定している。以下、その理由について説明する。

レンズホルダ２は第１の方向と第２の方向とにシフト可能となっており、第１ホール素子８Ａによって第１マグネット３Ａからの磁束の密度変化を用いて第１の方向でのシフト位置のみを検出している。この際、第１ホール素子８Ａが、第２マグネット３Ｂからの磁束の密度変化の影響を受けないようにする必要がある。第１マグネット３Ａの幅Ｌｄが小さいと、レンズホルダ２の第２の方向へのシフトによって、第１ホール素子８Ａが第２マグネット３Ｂからの磁束の密度変化の影響を受け、第１の方向で正確なシフト位置の検出ができなくなる。このことは、第２ホール素子８Ｂについても同様である。このため、本実施例では、各マグネットの幅Ｌｄを、各マグネットとこれに対応するホール素子との最大相対移動量（レンズホルダ２の最大シフト量）Ｌｈよりも十分に長く設定している。

次に、防振ユニット１１におけるレンズホルダ２、つまりは補正レンズＬの位置検出方法と基準位置の決定方法について、図１および図９を用いて説明する。

補正レンズＬの基準位置は、前述したように補正レンズ光軸が撮像光軸ｏと一致する位置に設定される。レンズホルダ２は、第１の方向においてはレンズホルダ２の筒部２ｊがベース部材１の端面１ｂ，１ｃに当接するまでの範囲においてシフト可能となっている。同様に、第２の方向においては、レンズホルダ２は、その筒部２ｊがベース部材１の端面１ｄ，１ｅに当接するまでの範囲においてシフト可能となっている。前述したレンズホルダ２の最大シフト量は、その範囲に相当する。

ベース部材１の端面１ｂ〜１ｅは、補正レンズ光軸が撮像光軸ｏと一致する基準位置からシフト量Ｄだけシフトした位置において当接するように設定されている。つまり、レンズホルダ２は、第１および第２の方向のそれぞれについて、最大シフト量が２Ｄに設定されている。

基準位置の決定においては、まず第１の方向において、レンズホルダ２の筒部２ｊがベース部材１の端面１ｂに当接するまで第１コイル６Ａに通電する。そして、それらが当接した位置（以下、端位置１という）における第１ホール素子８Ａからの出力値（以下、検出値１という）を記憶する。次に、レンズホルダ２の筒部２ｊがベース部材１の端面１ｃに当接するまで第１コイル６Ａに通電する。そして、それらが当接した位置（以下、端位置２という）における第１ホール素子８Ａからの出力値（以下、検出値２という）を記憶する。端位置１と端位置２は、どちらも基準位置からシフト量Ｄだけ離れた位置であるので、基準位置における第１ホール素子８Ａの出力値（以下、基準値という）は、以下の式で示される値になり、これを位置演算部１２ｂが算出する。

基準値＝（検出値１＋検出値２）／２
このことは、第２の方向にレンズホルダ２をシフトさせる際の第２ホール素子８Ｂからの出力値についても同じである。

基準位置に補正レンズＬを位置させる際には、第１および第２ホール素子８Ａ，８Ｂの出力値がいずれも基準値になるように第１および第２コイル６Ａ，６への通電を制御する。さらに、図９に示すような補正レンズＬの位置と各ホール素子からの出力値との関係を示す直線の傾きを算出することで、各ホール素子からの出力値から補正レンズＬの基準位置に対するシフト位置を求めることができる。これにより、駆動制御部１２は、カメラ振れに応じた補正レンズＬの目標シフト位置に対して、補正レンズＬの実シフト位置を一致または近づけるように制御することができる。

このような基準位置における各ホール素子の出力値（基準値）の算出や、補正レンズＬの位置と各ホール素子からの出力値との関係を示す直線の傾きの算出は、図７に示した磁束密度が線形に変化している範囲Ｌｐにおいてのみ可能である。したがって、補正レンズＬのシフト量を大きくしつつ正確なシフト位置の検出を行うためには、範囲Ｌｐが大きくなるようなマグネット形状、すなわち図５や図６に示した形状を採用することが望ましい。

なお、上記実施例では、マグネットを可動部材としてのレンズホルダに設け、コイルと磁気センサをベース部材に設けた場合について説明しが、マグネットをベース部材に設け、コイルと磁気センサを可動部材に設けてもよい。すなわち、ベース部材と可動部材のうち一方にマグネットを設け、他方にコイルと磁気センサを設ければよい。また、上記実施例では、シフトアクチュエータを構成するマグネットを、磁気式位置検出装置の磁石と兼用した場合について説明したが、シフトアクチュエータを構成するマグネットと、磁気式位置検出装置を構成する磁石とを別々に設けてもよい。

また、上記実施例では、補正レンズをシフトさせる像振れ補正装置について説明したが、撮像素子を撮像光軸に対してシフトさせてもよい。
また、上記実施例では、像振れ補正装置を駆動装置の例として説明したが、上記実施例にて説明した特徴を有する磁気式位置検出装置は、他の様々な駆動装置における可動部材の位置検出にも適用することができる。

さらに、上記実施例では、磁気センサとしてホール素子を用いた場合について説明したが、ＭＲ素子（磁気抵抗素子）等、磁束密度の変化に応じた電気信号を出力する他の磁気センサを使用することもできる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

３，３Ａ，３Ｂ マグネット
３ａ 第１の面
３ｂ 第２の面
８，８Ａ，８Ｂ ホール素子

Claims (12)

1. 磁石と該磁石に対向する磁気センサとが相対移動することで前記磁気センサから前記磁石との相対位置に応じた電気信号が出力される磁気式位置検出装置であって、
   前記磁石は、前記磁気センサとの相対移動方向において複数極に着磁されており、
   前記磁気センサは、検出した磁束密度の変化に応じた前記電気信号を出力し、
   前記磁石における前記磁気センサに対向する側の面は、第１の面と、前記相対移動方向における該第１の面の両側にそれぞれ位置する第２の面とを含み、
   前記第１の面と前記第２の面は、前記磁気センサと対向する距離が互いに異なるように形成され、かつ、
   前記第１および第２の面のうち一方の面の前記距離が前記相対移動方向において変化し、他方の面の前記距離が前記相対移動方向において変化しないように形成されていること、
   または、
   前記第１および第２の面のそれぞれの前記距離が、前記第１および第２の面が隣り合う部分から前記相対移動方向における互いに反対側に向かって増加するように形成されていることを特徴とする磁気式位置検出装置。
2. 前記第１および第２の面の前記距離は、該第１および第２の面の全域において前記距離が同一である場合に比べて、前記磁石と前記磁気センサとが相対移動する際に前記磁気センサにより検出可能な磁束密度が線形に変化する前記相対移動方向での範囲が大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
3. 前記第１および第２の面の前記距離は、該第１および第２の面の全域において前記距離が同一である場合に比べて、前記範囲における磁束密度の変化率が小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気式位置検出装置。
4. 前記第１の面の前記距離が前記第２の面の前記距離よりも長く、
   前記第１の面の前記距離が、前記相対移動方向において前記第２の面に近づくほど減少することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気式位置検出装置。
5. 前記磁石と前記磁気センサとが相対移動する際に前記磁気センサにより検出可能な磁束密度が線形に変化する前記相対移動方向での範囲をＬｐとし、前記磁石と前記磁気センサとの最大相対移動量をＬｈとするとき、
   前記相対移動方向における前記第１および第２の面のそれぞれの幅が、
   Ｌｈ＜Ｌｐ
   を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気式位置検出装置。
6. 前記相対移動方向における前記第１の面の幅が、前記磁石と前記磁気センサとの最大相対移動量よりも大きいことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の磁気式位置検出装置。
7. ベース部材と、
   該ベース部材に対して駆動される可動部材と、
   前記ベース部材および前記可動部材のうち一方に前記磁石が設けられ、他方に前記磁気センサが設けられた請求項１から６のいずれか１項に記載の磁気式位置検出装置とを有することを特徴とする駆動装置。
8. 前記磁石に対向し、通電されることにより前記磁石との間に電磁力を生じさせるコイルを有し、
   前記電磁力により前記可動部材とを有することを特徴する請求項７に記載の駆動装置。
9. 前記コイルは、前記磁石に対して前記磁気センサとは反対側に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の駆動装置。
10. 前記可動部材は、光学素子または撮像素子であることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の駆動装置。
11. 前記光学素子または撮像素子を、光学系の光軸に対してシフトさせるように駆動することを特徴とする請求項１０に記載の駆動装置。
12. 請求項１０または１１に記載の駆動装置を有することを特徴する光学機器。