JP5961083B2

JP5961083B2 - Position detection device

Info

Publication number: JP5961083B2
Application number: JP2012199526A
Authority: JP
Inventors: 新笠松
Original assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Current assignee: Asahi Kasei Microdevices Corp
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2016-08-02
Anticipated expiration: 2032-09-11
Also published as: JP2014056031A

Description

本発明は、位置検出装置に関し、より詳細には、レンズ位置を検出し、検出した結果をレンズの位置を制御するレンズ位置制御部にフィードバックする（以下、クローズドループ制御という）ことが可能で、かつ、オートフォーカス（ＡＦ）機構と手ブレ補正（ＯＩＳ）機構とを備え、オートフォーカスと手ブレ補正にクローズドループ制御が適用可能であって、小型化が可能であり、かつセンサ及びコイルへの信号の入出力が容易な位置検出装置に関する。 The present invention relates to a position detection device, more specifically, it is possible to detect a lens position and feed back the detection result to a lens position control unit that controls the position of the lens (hereinafter referred to as closed loop control). In addition, an auto focus (AF) mechanism and a camera shake correction (OIS) mechanism are provided, and closed-loop control can be applied to auto focus and camera shake correction. The present invention relates to a position detection device that can easily input and output signals.

近年、携帯電話用の小型カメラを用いて静止画像を撮影する機会が増えている。これに伴い、静止画像の撮影時に手ブレ（振動）があったとしても、結像面上での像ブレを防いで鮮明な撮影ができるようにした光学式手ブレ補正（ＯＩＳ；ＯｐｔｉｃａｌＩｍａｇｅＳｔａｂｉｌｉｚｅｒ／以下、「手ブレ補正」という）装置が、従来から種々提案されている。 In recent years, opportunities for taking still images using a small camera for a mobile phone have increased. Accordingly, even if there is a camera shake (vibration) when shooting a still image, an optical camera shake correction (OIS; Optical Image Stabilizer) that prevents a camera shake on the imaging surface and enables clear shooting. Various devices have been proposed in the past.

この種の手ブレ補正方式としては、センサーシフト方式やレンズシフト方式などの光学式や、ソフトウェアによる画像処理で手ブレ補正するソフトウェア方式が知られている。
センサーシフト方式は、アクチュエータによって規準位置を中心に撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ）が移動可能な構成になっている。また、レンズシフト方式は、補正レンズを光軸と垂直な平面内で移動調整する構造を有している。さらに、ソフトウェア方式は、例えば、検出手段の検出結果からノイズ成分を除去し、このノイズ成分を除去した検出信号から撮像装置の手振れによる画像のブレの補正に必要な特定情報を算出することによって、撮像装置が静止して手ブレのない状態で撮像画像も静止するようにしている。また、レンズと撮像素子とを保持するレンズモジュール（またはカメラモジュール）それ自体を揺動させることにより、手ブレを補正するようにした手ブレ補正装置も提案されている。 As this type of camera shake correction system, an optical system such as a sensor shift system or a lens shift system, or a software system that performs camera shake correction by image processing by software is known.
The sensor shift method has a configuration in which an image sensor (CCD or CMOS sensor) can be moved around a reference position by an actuator. The lens shift method has a structure in which the correction lens is moved and adjusted in a plane perpendicular to the optical axis. Furthermore, the software method, for example, by removing the noise component from the detection result of the detection means, and calculating specific information necessary for correcting the blurring of the image due to camera shake from the detection signal from which the noise component has been removed, The captured image is also stationary when the imaging device is stationary and there is no camera shake. There has also been proposed a camera shake correction device that corrects camera shake by swinging a lens module (or camera module) itself that holds a lens and an image sensor.

例えば、特許文献１に記載のものは、携帯電話用の小型カメラで静止画像の撮影時に生じた手ブレを補正して像ブレのない画像を撮影できるようにした手ブレ補正装置で、オートフォーカス（ＡＦ；ＡｕｔｏＦｏｃｕｓ）用カメラ駆動装置に手ブレ補正装置を設け、永久磁石を共通で使用して、部品点数を削減し、その結果、手ブレ補正装置のサイズ（主に高さ）を小さく（低く）するようにしたものである。 For example, a device described in Patent Document 1 is a camera shake correction device that can correct a camera shake that occurs when a still image is captured with a small camera for a mobile phone, and can capture an image without image blur. (AF; Auto Focus) camera drive device is equipped with a camera shake correction device, the permanent magnet is used in common, the number of parts is reduced, and as a result, the size (mainly height) of the camera shake correction device is reduced (Lower).

また、携帯電話に搭載されるようなカメラ装置では、小型化や低コスト化を図るため、カメラレンズの駆動方式は、クローズドループ制御でなく、レンズ位置をレンズ位置制御部にフィードバックしない制御（以下オープンループ制御と記す）とするのが通常である。このようなことから、例えば、特許文献２には、オープンループ制御で電磁アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置並びにＶＣＭ（ボイスコイルモータ）でカメラレンズを駆動させるカメラ装置が提案されている。つまり、この特許文献２に記載のものは、可動部の位置検出結果をレンズ位置制御部に帰還させてサーボをかけるといった制御をせず、所定の駆動電流を出力した場合に所定の変位量が得られたものとしてアクチュエータを駆動制御するものである。これにより、カメラレンズをオープンループ制御でステップ駆動する場合でも、ＶＣＭに固有振動周期Ｔに対応させたランプ波形の駆動電流を出力することで、ステップ駆動後にカメラレンズに固有振動が発生するのを防止し、カメラレンズを速やかに所定の位置に収束させることができ、それにより、フォーカスサーチに要する時間を大幅に短縮できるというものである。 In addition, in a camera device mounted on a mobile phone, in order to reduce the size and cost, the camera lens driving method is not closed loop control, and control in which the lens position is not fed back to the lens position control unit (hereinafter referred to as “lens position control unit”). It is usually referred to as open loop control). For this reason, for example, Patent Document 2 proposes an actuator driving device that drives an electromagnetic actuator by open loop control and a camera device that drives a camera lens by a VCM (voice coil motor). In other words, the one disclosed in Patent Document 2 has a predetermined amount of displacement when a predetermined drive current is output without performing control such as feeding back the position detection result of the movable unit to the lens position control unit and applying servo. As a result, the actuator is driven and controlled. Thus, even when the camera lens is step-driven with open loop control, by outputting a driving current having a ramp waveform corresponding to the natural vibration period T to the VCM, natural vibration is generated in the camera lens after step driving. It is possible to prevent the camera lens from quickly converging to a predetermined position, thereby greatly reducing the time required for the focus search.

また、特許文献３に記載のものは、電動雲台を制御してテレビカメラの撮像方向をプリセットする方式のテレビカメラ装置に関するもので、電動雲台の制御をオープンループ方式とフィードバック方式（クローズドループ制御）に切換えて実行する制御手段を備え、この制御手段は、オープンループ方式による制御を実行してからフィードバック方式による制御を実行してプリセット位置に制御し、プリセット位置に停止後はフィードバック制御により位置補正を実行するものである。 Patent Document 3 relates to a television camera apparatus of a system that controls an electric camera platform and presets the imaging direction of the television camera. The control of the electric camera platform is controlled by an open loop system and a feedback system (closed loop). The control means executes control by the open loop method and then performs control by the feedback method to control to the preset position, and after stopping at the preset position, by feedback control. Position correction is executed.

また、特許文献４に記載のものは、リニアモータを用いてフォーカスレンズを駆動し、焦点制御を行うオートフォーカス装置に関するもので、レンズホルダを光軸方向に付勢するホルダバネを備え、このホルダバネは、その一端がレンズホルダの光軸方向の端部に取り付けられ、駆動コイルに駆動電流を供給する導電性部材からなるものである。
また、特許文献５に記載のものは、給電端子の変形を防止でき、部品点数が少なく且つ組み立て易いレンズ駆動装置及びオートフォーカスカメラに関するもので、コイルに電気的に接続されていると共にレンズ支持体を移動自在に保持するスプリングを備え、コイルに通電すると、このコイルに作用する電磁力で、レンズ支持体が、前側スプリング及び後側スプリングの付勢力に抗して移動し、前側スプリングと後側スプリングとの力の釣り合う位置で停止するものである。 In addition, the device described in Patent Document 4 relates to an autofocus device that drives a focus lens using a linear motor and performs focus control, and includes a holder spring that biases the lens holder in the optical axis direction. The one end is attached to the end of the lens holder in the optical axis direction, and is made of a conductive member that supplies a drive current to the drive coil.
Patent Document 5 relates to a lens driving device and an autofocus camera that can prevent deformation of the power supply terminal, have a small number of components, and are easy to assemble. When the coil is energized, the lens support moves against the urging force of the front and rear springs by the electromagnetic force acting on the coil. It stops at a position where the force balances with the spring.

特開２０１１−６５１４０号公報JP 2011-65140 A 特開２００８−１７８２０６号公報JP 2008-178206 A 特開２００９−１９４８５６号公報JP 2009-194856 A 特開２００５−１７３４３１号公報JP 2005-173431 A 特開２０１２−６８２７５号公報JP 2012-68275 A

しかしながら、上述したソフトウェア方式では、光学式と比較すると、画質が劣化するという問題があり、撮像時間もソフトウェアの処理が含まれるため、長くかかるという欠点があった。
また、上述した特許文献１のものは、オートフォーカス用カメラ駆動装置に手ブレ補正装置を設け、永久磁石を共通で使用している点で、本発明と共通しているものの、特許文献１におけるオートフォーカス機構は、オープンループ制御であって、消費電力が大きく、しかも、フォーカスサーチに要する時間がかかるという問題があった。 However, the above-described software method has a problem in that the image quality is deteriorated as compared with the optical method, and the imaging time also includes software processing, and thus has a drawback that it takes a long time.
Moreover, although the thing of the patent document 1 mentioned above provides the camera-shake correction apparatus in the camera drive apparatus for autofocus, and is using a permanent magnet in common, it is common in this invention, but in patent document 1 The autofocus mechanism is open loop control, and has a problem that power consumption is large and time required for focus search is long.

また、上述した特許文献２におけるオートフォーカス機構は、オープンループ制御であって、上述した特許文献１と同様の問題があった。さらに、上述した特許文献３に記載のものは、テレビカメラ装置における電動雲台の制御をオープンループ方式とフィードバック方式に切換えて実行するものであるが、本発明のように、オートフォーカスと手ブレ補正にクローズドループ制御が適用可能であって、小型化が可能であり、かつセンサ及びコイルへの信号の入出力が容易にするという構成については何ら開示されてなく、携帯電話用の小型カメラへ採用することは、サイズ（外形、高さ）の面で困難であった。特に、携帯電話用の小型カメラに適用する場合においては、これらの構成が８．５ｍｍ角以下に収まることが要求されているが、従来の方法では１０ｍｍ角以上のサイズになってしまい、８．５ｍｍ角以下に収めることが困難であった。 Further, the autofocus mechanism in Patent Document 2 described above is open loop control and has the same problem as in Patent Document 1 described above. Further, in the above-mentioned Patent Document 3, the control of the electric camera platform in the television camera apparatus is executed by switching between the open loop method and the feedback method. However, as in the present invention, autofocus and camera shake are performed. Closed loop control can be applied to the correction, miniaturization is possible, and there is no disclosure about a configuration that makes it easy to input and output signals to the sensor and coil. It was difficult to adopt in terms of size (outer shape, height). In particular, when applied to a small camera for a mobile phone, these configurations are required to be 8.5 mm square or less, but the conventional method results in a size of 10 mm square or more. It was difficult to fit within 5 mm square.

また、上述した特許文献４及び５のものは、レンズホルダを光軸方向に付勢するホルダバネやレンズ支持体を移動自在に保持するスプリングを備え、駆動コイルに駆動電流を供給する導電性部材からなるものであるが、オートフォーカス（ＡＦ）機構と手ブレ補正（ＯＩＳ）機構に対して、バネ又はスプリングをレンズ稼動部と支柱に繋いでＸ軸及びＹ軸方向の位置を保持し、この弾性部材（バネ又はスプリング）は、ＡＦレンズの位置合わせのために使用されている。つまり、上述した特許文献４及び５のものは、コイルへの通電により磁場が発生し、この磁場と磁石により吸引・反発してレンズが光軸方向に移動する。この吸引・反発による力と、バネとの力の吊り合ったところでレンズが止まる。バネが無いとそもそもＡＦが出来ないので、そのためにバネが使用されているというものである。この方式はオープンループ制御であり、上述した特許文献１及び２と同じような問題点、つまり、消費電流大で、かつスピード遅いという問題点がある。 The above-mentioned patent documents 4 and 5 include a holder spring that urges the lens holder in the optical axis direction and a spring that holds the lens support so as to be movable, and a conductive member that supplies a drive current to the drive coil. In contrast to the auto focus (AF) mechanism and the camera shake correction (OIS) mechanism, the spring or spring is connected to the lens operating unit and the support column to maintain the positions in the X-axis and Y-axis directions. The member (spring or spring) is used for alignment of the AF lens. That is, in Patent Documents 4 and 5 described above, a magnetic field is generated by energizing the coil, and the lens moves in the optical axis direction by being attracted and repelled by the magnetic field and the magnet. The lens stops when the force of this suction / repulsion and the force of the spring are suspended. If there is no spring, AF cannot be performed in the first place, so the spring is used for that purpose. This method is open-loop control, and has the same problems as in Patent Documents 1 and 2 described above, that is, a problem of large current consumption and slow speed.

これに対して、本発明のものは、クローズドループになるので、この種の問題点は払拭でき、さらに、クローズドループだと、バネが無くてもＡＦが出来るので、バネは無くても構いないのであるが、バネがあった方が壁にぶつかったりする事が防げるという利点がある。
また、オートフォーカスと手ブレ補正にクローズドループ制御が適用可能であって、小型化が可能であり、かつセンサ及びコイルへの信号の入出力が容易な位置検出装置については何ら開示されていない。 On the other hand, since the thing of this invention becomes a closed loop, this kind of problem can be wiped out. Furthermore, since it can perform AF even if there is no spring in a closed loop, there is no need to have a spring. However, there is an advantage that the one with the spring can prevent it from hitting the wall.
Further, there is no disclosure of a position detection device that can apply closed-loop control to autofocus and camera shake correction, can be miniaturized, and can easily input and output signals to and from sensors and coils.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、オートフォーカス（ＡＦ）機構と手ブレ補正（ＯＩＳ）機構とを備える位置検出装置であって、オートフォーカスと手ブレ補正にクローズドループ制御が適用可能であって、小型化が可能であり、かつセンサ及びコイルへの信号の入出力が容易な位置検出装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is a position detection apparatus including an autofocus (AF) mechanism and a camera shake correction (OIS) mechanism, An object of the present invention is to provide a position detection device that can apply closed-loop control to camera shake correction, can be miniaturized, and can easily input and output signals to and from sensors and coils.

本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、レンズの光軸に沿って移動されるためのオートフォーカス機構と、前記光軸と直交する方向に移動させるための手ブレ補正機構とを有する位置検出装置において、前記オートフォーカス機構に用いられるオートフォーカス用磁石（２）と、前記手ブレ補正機構に用いられているＸ軸手ブレ補正用磁石（１２Ｘ）と、前記手ブレ補正機構に用いられているＹ軸手ブレ補正用磁石（１２Ｙ）と、前記オートフォーカス用磁石の近傍に設けられたオートフォーカスコイル（３）と、該オートフォーカスコイルにより駆動される前記レンズの位置を検出する第１の位置センサ（４）と、前記Ｘ軸手ブレ補正用磁石の近傍に設けられたＸ軸手ブレ補正用コイル（１５Ｘ）と、該Ｘ軸手ブレ補正用コイルにより駆動される前記レンズの位置を検出する第２の位置センサ（１６Ｘ）と、前記Ｙ軸手ブレ補正用磁石の近傍に設けられたＹ軸手ブレ補正用コイル（１５Ｙ）と、該Ｙ軸手ブレ補正用コイルにより駆動される前記レンズの位置を検出する第３の位置センサ（１６Ｙ）と、前記レンズの稼働部の位置を保持して、該レンズ稼動部の周辺部材との接触を回避するとともに、前記第１及び／又は第２及び／又は第３の位置センサと、前記オートフォーカス及び／又は手ブレ補正用コイルへの信号の入出力を可能とする複数の弾性部材（３１）とを有することを特徴とする。（図１，図２） The present invention has been made to achieve such an object, and the invention according to claim 1 is directed to an autofocus mechanism for being moved along the optical axis of a lens, and orthogonal to the optical axis. In a position detection device having a camera shake correction mechanism for moving in a direction, an autofocus magnet (2) used in the autofocus mechanism and an X-axis camera shake correction used in the camera shake correction mechanism A magnet (12X), a Y-axis camera shake correction magnet (12Y) used in the camera shake correction mechanism, an autofocus coil (3) provided in the vicinity of the autofocus magnet, and the autofocus A first position sensor (4) for detecting the position of the lens driven by the coil, and an X-axis camera shake correction coil (1) provided in the vicinity of the X-axis camera shake correction magnet X), a second position sensor (16X) for detecting the position of the lens driven by the X-axis camera shake correction coil, and a Y-axis hand provided in the vicinity of the Y-axis camera shake correction magnet Holding the position of the movement unit of the lens, the third position sensor (16Y) for detecting the position of the lens driven by the coil for blur correction (15Y), the Y-axis camera shake correction coil, Input / output of signals to the first and / or second and / or third position sensors and the autofocus and / or camera shake correction coil while avoiding contact with peripheral members of the lens operating unit. And a plurality of elastic members (31) enabling the above. (Fig. 1, Fig. 2)

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記レンズ（１１ａ）を保持する駆動体（１１ｂ）と、ハウジング（２１）内に設けられ、駆動電流の供給用又は信号を検出するための給電端子の複数の支柱（３２）とを備え、
前記複数の弾性部材（３１）が、駆動体（１１ｂ）と前記給電端子の複数の支柱（３２）に各々接続されているとともに、Ｙ軸手ブレ補正用コイル（１５Ｙ）と、Ｙ軸手ブレ補正用ホール素子（１６Ｙ）と、Ｘ軸手ブレ補正用コイル（１５Ｘ）と、Ｘ軸手ブレ補正用ホール素子（１６Ｘ）との各々に接続されていることを特徴とする。（図２）
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記レンズ（１１ａ）を保持する駆動体（１１ｂ）と、ハウジング（２１）内に設けられ、駆動電流の供給用又は信号を検出するための給電端子の複数の支柱（３２）とを備え、前記複数の弾性部材（３１）が、駆動体（１１ｂ）と前記給電端子の複数の支柱（３２）に各々接続されているとともに、オートフォーカス用コイル（３）と、オートフォーカス用ホール素子（４）との各々に接続されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the driving body (11b) that holds the lens (11a) and the housing (21) are provided for supplying a driving current or A plurality of power supply terminals (32) for detecting signals;
The plurality of elastic members (31) are connected to the driving body (11b) and the plurality of support columns (32) of the power supply terminal, respectively, a Y-axis camera shake correction coil (15Y), and a Y-axis camera shake. The correction hall element (16Y), the X-axis camera shake correction coil (15X), and the X-axis camera shake correction hall element (16X) are connected to each other. (Figure 2)
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the driving body (11b) that holds the lens (11a) and the housing (21) are provided for supplying a driving current or A plurality of struts (32) of power supply terminals for detecting signals, and the plurality of elastic members (31) are connected to the driving body (11b) and the plurality of struts (32) of the power supply terminals, respectively. And being connected to each of the autofocus coil (3) and the autofocus hall element (4).

また、請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３に記載の発明において、前記弾性部材が、Ｓ字状のバネ又は環状の板バネであることを特徴とする。（図１３）
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記第１の位置センサ及び第２の位置センサ及び第３の位置センサは、磁気センサであることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1, 2, or 3, wherein the elastic member is an S-shaped spring or an annular leaf spring. (Fig. 13)
The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the first position sensor, the second position sensor, and the third position sensor are magnetic sensors. It is characterized by.

また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記オートフォーカスコイルは、該コイルの軸方向が前記光軸と直交するように設けられていることを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記手ブレ補正用コイルは、該コイルの軸方向が前記光軸と平行になるように設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the autofocus coil is provided so that an axial direction of the coil is orthogonal to the optical axis. It is characterized by.
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the camera shake correction coil is provided so that an axial direction of the coil is parallel to the optical axis. It is characterized by.

また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、前記第１の位置センサは、第１のホール素子であり、前記第２の位置センサは、第２のホール素子であり、前記第３の位置センサは、第３のホール素子であり、前記第１のホール素子の感磁面の法線方向と前記第２及び第３のホール素子の感磁面の法線方向が異なることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 7, wherein the first position sensor is a first Hall element, and the second position sensor is 2 and the third position sensor is a third Hall element, the normal direction of the magnetic sensitive surface of the first Hall element and the magnetic sensitivity of the second and third Hall elements. The normal direction of the surface is different.

また、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、前記第１の位置センサは、第１のホール素子であり、前記第２の位置センサは、第２のホール素子であり、前記第３の位置センサは、第３のホール素子であり、前記第１のホール素子は、その感磁面の法線方向が前記光軸と直交する方向となるように配置されており、前記第２及び第３のホール素子は、その感磁面の法線方向が前記光軸と平行又は直交する方向となるように配置されており、前記第１のホール素子の感磁面の法線方向と前記第２及び第３のホール素子の感磁面の法線方向が異なることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is the invention according to any one of claims 1 to 8, wherein the first position sensor is a first Hall element, and the second position sensor is 2, the third position sensor is a third Hall element, and the first Hall element has a normal direction of a magnetic sensitive surface thereof in a direction perpendicular to the optical axis. The second and third Hall elements are arranged such that the normal direction of the magnetic sensing surface thereof is parallel or orthogonal to the optical axis, and the first Hall element The normal direction of the magnetic sensitive surface is different from the normal direction of the magnetic sensitive surfaces of the second and third Hall elements.

また、請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明において、前記第１の位置センサは、第１のホール素子であり、前記第２の位置センサは、第２のホール素子であり、前記第３の位置センサは、第３のホール素子であり、前記オートフォーカスコイルの軸方向と前記第１のホール素子の感磁面の法線方向が同じ方向であり、前記Ｘ軸手ブレ補正用コイルの軸方向と前記第２のホール素子の感磁面の法線方向が同じ方向であり、前記Ｙ軸手ブレ補正用コイルの軸方向と前記第３のホール素子の感磁面の法線方向が同じ方向であることを特徴とする。 The invention according to claim 10 is the invention according to any one of claims 1 to 9, wherein the first position sensor is a first Hall element, and the second position sensor is The third position sensor is a third Hall element, and the axial direction of the autofocus coil and the normal direction of the magnetic sensitive surface of the first Hall element are the same direction. The axial direction of the X-axis camera shake correction coil and the normal direction of the magnetic sensitive surface of the second Hall element are the same direction, and the axial direction of the Y-axis camera shake correction coil and the third hole The normal direction of the magnetosensitive surface of the element is the same direction.

また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記Ｘ軸手ブレ補正用コイルは、該コイルの軸方向が前記光軸と平行になるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１０又は１１に記載の発明において、前記Ｙ軸手ブレ補正用コイルは、該コイルの軸方向が前記光軸と平行になるように設けられていることを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention according to the tenth aspect, the X-axis camera shake correction coil is provided so that the axial direction of the coil is parallel to the optical axis. It is characterized by.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention of the tenth or eleventh aspect, the Y-axis camera shake correction coil is provided so that the axial direction of the coil is parallel to the optical axis. It is characterized by being.

また、請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれかに記載の発明において、前記オートフォーカス機構及び／又は前記手ブレ補正機構にクローズドループ制御を用い、前記Ｘ軸手ブレ補正機構の前記第２の位置センサ、もしくは前記Ｙ軸手ブレ補正機構の前記第３の位置センサからの位置情報に基づいて前記オートフォーカス機構をフィードバック制御することを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to twelfth aspects, closed loop control is used for the autofocus mechanism and / or the camera shake correction mechanism, and the X-axis camera shake correction is performed. The autofocus mechanism is feedback-controlled based on position information from the second position sensor of the mechanism or the third position sensor of the Y-axis camera shake correction mechanism.

また、請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれかに記載の発明において、前記オートフォーカス機構及び／又は前記手ブレ補正機構にクローズドループ制御を用い、前記オートフォーカス機構の前記第１の位置センサからの位置情報に基づいて前記手ブレ補正機構をフィードバック制御することを特徴とする。 The invention according to claim 14 is the invention according to any one of claims 1 to 12, wherein closed loop control is used for the autofocus mechanism and / or the camera shake correction mechanism, and the autofocus mechanism is The camera shake correction mechanism is feedback-controlled based on position information from the first position sensor.

本発明によれば、オートフォーカスと手ブレ補正にクローズドループ制御が可能であり、かつ、小型化が可能な位置検出装置を実現することができる。これにより、小型化を達成しつつ、オープンループ制御に比べてフォーカスサーチにかかる時間を短く、かつ、消費電力を小さくすることが可能となる。
また、オートフォーカス（ＡＦ）機構と手ブレ補正（ＯＩＳ）機構に対して、弾性部材が、レンズ稼動部と支柱に繋いでＸ軸及びＹ軸方向の位置を保持しているので、レンズ稼動部が周辺の壁にぶつかって破損するのを防止することができる。また、弾性部材を信号伝達用の信号線として用いているので、センサ及びコイルへの信号の入出力が容易になる。 According to the present invention, it is possible to realize a position detection device that can perform closed loop control for autofocus and camera shake correction and that can be miniaturized. Accordingly, it is possible to reduce the time required for the focus search and to reduce the power consumption as compared with the open loop control while achieving a reduction in size.
In addition, with respect to the auto focus (AF) mechanism and the camera shake correction (OIS) mechanism, the elastic member is connected to the lens operating unit and the support column and holds the positions in the X-axis and Y-axis directions. Can be prevented from hitting the surrounding walls and being damaged. Further, since the elastic member is used as a signal line for signal transmission, input / output of signals to / from the sensor and the coil becomes easy.

本発明に係る位置検出装置を説明するための一例を示す図である。It is a figure which shows an example for demonstrating the position detection apparatus which concerns on this invention. （ａ），（ｂ）は、本発明に係る位置検出装置の実施例を説明するための構成図である。(A), (b) is a block diagram for demonstrating the Example of the position detection apparatus which concerns on this invention. （ａ），（ｂ）は、本発明に係る位置検出装置の実施例を説明するための斜視図である。(A), (b) is a perspective view for demonstrating the Example of the position detection apparatus based on this invention. （ａ），（ｂ）は、枠体であるハウジングを取り除いた場合の斜視図である。(A), (b) is a perspective view at the time of removing the housing which is a frame. 図３（ａ）に示したハウジング及びハウジングに固定された部材を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing the housing shown in FIG. 3A and members fixed to the housing. （ａ）乃至（ｃ）は、レンズバレル（第１の駆動体）と第２の駆動体とを示す斜視図である。(A) thru | or (c) is a perspective view which shows a lens barrel (1st drive body) and a 2nd drive body. （ａ），（ｂ）は、永久磁石（Ｚ軸ＡＦ用磁石）とＺ軸ＡＦ用コイルとＺ軸ＡＦ用センサとの配置図である。(A), (b) is an arrangement view of a permanent magnet (Z-axis AF magnet), a Z-axis AF coil, and a Z-axis AF sensor.

（ａ），（ｂ）は、永久磁石とＸ軸ＯＩＳ用コイルとＸ軸ＯＩＳ用センサとの配置図である。(A), (b) is a layout drawing of a permanent magnet, an X-axis OIS coil, and an X-axis OIS sensor. Ｙ軸ＯＩＳ用磁石とＹ軸ＯＩＳ用コイルとＹ軸ＯＩＳ用センサとの配置図である。FIG. 6 is a layout diagram of a Y-axis OIS magnet, a Y-axis OIS coil, and a Y-axis OIS sensor. （ａ），（ｂ）は、レンズバレル（第１の駆動体）と第２の駆動体とハウジングの組立図である。(A), (b) is an assembly drawing of a lens barrel (1st drive body), a 2nd drive body, and a housing. （ａ），（ｂ）は、Ｘ軸ＯＩＳ用のホール素子に印加される磁束密度及びホール素子の出力電圧の関係を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the relationship between the magnetic flux density applied to the Hall element for X-axis OIS, and the output voltage of a Hall element. （ａ），（ｂ）は、ＡＦ用のホール素子に印加される磁束密度及びホール素子の出力電圧の関係を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the relationship between the magnetic flux density applied to the Hall element for AF, and the output voltage of a Hall element. （ａ），（ｂ）は、図２（ａ）に示した本発明に係る位置検出装置の実施例における弾性部材の他の例を説明するための構成図である。(A), (b) is a block diagram for demonstrating the other example of the elastic member in the Example of the position detection apparatus based on this invention shown to Fig.2 (a).

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明に係る位置検出装置を説明するための一例を示す図である。図中符号１はレンズ、２はＡＦ用磁石、３はオートフォーカス（ＡＦ）用コイル、４はＡＦ用位置センサ（ホール素子）、１１ａはレンズ、１１ｂはレンズバレル、１２ＸはＸ軸ＯＩＳ用磁石、１２ＹはＹ軸ＯＩＳ用磁石、１５ＸはＸ軸ＯＩＳ（手ブレ補正）用コイル、１５ＹはＹ軸ＯＩＳ用コイル、１６ＸはＸ軸ＯＩＳ用ホール素子、１６ＹはＹ軸ＯＩＳ用ホール素子（図示せず）を示している。なお、「レンズバレル」は、レンズを保持する部材と定義する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example for explaining a position detection apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a lens, 2 is an AF magnet, 3 is an autofocus (AF) coil, 4 is an AF position sensor (Hall element), 11a is a lens, 11b is a lens barrel, and 12X is an X-axis OIS magnet. , 12Y is a Y-axis OIS magnet, 15X is an X-axis OIS (camera shake correction) coil, 15Y is a Y-axis OIS coil, 16X is an X-axis OIS hall element, and 16Y is a Y-axis OIS hall element (not shown). Z). The “lens barrel” is defined as a member that holds a lens.

本発明の位置検出装置は、レンズ１の光軸（Ｚ軸）に沿ってレンズを移動されるためのオートフォーカス機構と、光軸と直交する方向にレンズを移動させるための手ブレ補正機構とを有する位置検出装置である。なお、ＡＦ用磁石２はレンズ１に固定され、レンズ１の動きに追従してＡＦ用磁石２とＸ軸ＯＩＳ用磁石１２ＸとＹ軸ＯＩＳ用磁石１２Ｙは移動し、その移動量をＡＦ用センサ４とＸ軸ＯＩＳ用ホール素子１６ＸとＹ軸ＯＩＳ用ホール素子１６Ｙで検出する。 The position detection device of the present invention includes an autofocus mechanism for moving the lens along the optical axis (Z axis) of the lens 1, and a camera shake correction mechanism for moving the lens in a direction orthogonal to the optical axis. It is a position detection apparatus which has. The AF magnet 2 is fixed to the lens 1, and the AF magnet 2, the X-axis OIS magnet 12X, and the Y-axis OIS magnet 12Y move following the movement of the lens 1, and the amount of movement is determined by the AF sensor. 4 and the X-axis OIS Hall element 16X and the Y-axis OIS Hall element 16Y.

また、ＡＦ用コイル３は、ＡＦ用磁石２の近傍で、かつ、コイルの軸方向が光軸に直交するように設けられている。また、ＡＦ用位置センサ（第１の位置センサ）４は、ＡＦ用コイル３により駆動されるレンズ１の位置を検出するものである。このＡＦ用位置センサ４はホール素子が望ましい。本実施例では、第１の位置センサと第２の位置センサは共にホール素子であり、第１の位置センサ（第１のホール素子）の感磁面の法線方向は光軸と直交する方向（Ｘ軸方向）であり、第２の位置センサ（第２のホール素子）の感磁面の法線方向は光軸と並行な方向（Ｚ軸方向）である。なお、第２の位置センサ（第２のホール素子）の感磁面の法線方向は第１の位置センサ（第１のホール素子）の感磁面の法線方向以外の方向であればよく、例えばＹ軸方向であってもよい。 The AF coil 3 is provided in the vicinity of the AF magnet 2 so that the axial direction of the coil is orthogonal to the optical axis. The AF position sensor (first position sensor) 4 detects the position of the lens 1 driven by the AF coil 3. The AF position sensor 4 is preferably a Hall element. In the present embodiment, both the first position sensor and the second position sensor are Hall elements, and the normal direction of the magnetic sensitive surface of the first position sensor (first Hall element) is a direction orthogonal to the optical axis. (X-axis direction), and the normal direction of the magnetic sensitive surface of the second position sensor (second Hall element) is a direction parallel to the optical axis (Z-axis direction). The normal direction of the magnetic sensitive surface of the second position sensor (second Hall element) may be a direction other than the normal direction of the magnetic sensitive surface of the first position sensor (first Hall element). For example, it may be in the Y-axis direction.

図１においては、ＡＦ用コイル３とＡＦ用ホール素子４とを、レンズ１とＡＦ用磁石２との背後に同一平面内に配置してあるが、この配置にこだわる必要は無く、ＡＦ用磁石２のレンズ１に対する中間位置であっても良く、また、同一平面内でなくてもかまわない。
このような構成により、ＡＦ用コイル３に通電することで、ＡＦ用磁石２の磁界とＡＦ用コイル３に流れる電流による磁界との相互作用によって、レンズを光軸方向に位置調整することが可能である。 In FIG. 1, the AF coil 3 and the AF hall element 4 are arranged in the same plane behind the lens 1 and the AF magnet 2, but it is not necessary to be particular about this arrangement, and the AF magnet It may be an intermediate position between the two lenses 1 and may not be in the same plane.
With such a configuration, when the AF coil 3 is energized, the position of the lens can be adjusted in the optical axis direction by the interaction between the magnetic field of the AF magnet 2 and the magnetic field generated by the current flowing through the AF coil 3. It is.

また、手ブレ補正機構は、携帯電話用の小型カメラで静止画像の撮影時に生じた手ブレを補正して像ブレのない画像を撮影できるようにした機構で、レンズを、光軸と互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させることにより、手ブレ補正するように構成されている。
図示するＸ軸ＯＩＳ用コイル１５Ｘは、Ｘ軸ＯＩＳ用磁石１２Ｘの近傍で、かつ、コイルの軸方向が光軸と平行な方向となるように設けられている。また、Ｘ軸ＯＩＳ用位置センサ（第２のホール素子）１６Ｘは、Ｘ軸ＯＩＳ用コイル１５Ｘにより駆動されるレンズ１の位置を検出するものである。このＸ軸ＯＩＳ用位置センサ１６Ｘはホール素子が望ましい。図１においては、Ｘ軸ＯＩＳ用コイル１５ＸとＸ軸ＯＩＳ用ホール素子１６Ｘとを、光軸に垂直に、かつＸ軸ＯＩＳ用磁石１２Ｘの面と平行になるように挟み込むように配置してあるが、レンズ１の固定されている永久磁石のＸ軸方向の移動を検出できるように配置されていれば良い。 In addition, the camera shake correction mechanism is a mechanism that corrects camera shake that occurs during still image shooting with a small camera for a mobile phone so that an image without image blur can be shot. The lens is orthogonal to the optical axis. The camera shake is corrected by moving in the X-axis direction and the Y-axis direction.
The illustrated X-axis OIS coil 15X is provided in the vicinity of the X-axis OIS magnet 12X so that the axial direction of the coil is parallel to the optical axis. The X-axis OIS position sensor (second Hall element) 16X detects the position of the lens 1 driven by the X-axis OIS coil 15X. The X-axis OIS position sensor 16X is preferably a Hall element. In FIG. 1, the X-axis OIS coil 15X and the X-axis OIS hall element 16X are arranged so as to be sandwiched so as to be perpendicular to the optical axis and parallel to the surface of the X-axis OIS magnet 12X. However, what is necessary is just to arrange | position so that the movement of the X-axis direction of the permanent magnet to which the lens 1 is fixed may be detected.

なお、図１におけるＯＩＳ用コイル１５Ｘ及びＯＩＳ用位置センサ１６Ｘは、Ｘ軸用のみを示してあるが、Ｙ軸ＯＩＳ用コイル１５Ｙ及びＹ軸ＯＩＳ用位置センサ１６ＹもＹ軸上に配置されている。つまり、手ブレ補正機構が、レンズ１の光軸と直交する方向に設けられたＸ軸ＯＩＳ用磁石１２ＸとＸ軸ＯＩＳ用コイル１５ＸとＸ軸ＯＩＳ用ホール素子１６Ｘとを備えているとともに、レンズ１の光軸に直交する方向に設けられたＹ軸ＯＩＳ用磁石１２ＹとＹ軸ＯＩＳ用コイル１５ＹとＹ軸ＯＩＳ用ホール素子１６Ｙ（図示せず）とを備えている。 Although the OIS coil 15X and the OIS position sensor 16X in FIG. 1 are only shown for the X axis, the Y axis OIS coil 15Y and the Y axis OIS position sensor 16Y are also arranged on the Y axis. . That is, the camera shake correction mechanism includes the X-axis OIS magnet 12X, the X-axis OIS coil 15X, and the X-axis OIS hall element 16X provided in a direction orthogonal to the optical axis of the lens 1, and the lens. A Y-axis OIS magnet 12Y, a Y-axis OIS coil 15Y, and a Y-axis OIS hall element 16Y (not shown) provided in a direction orthogonal to the optical axis 1 are provided.

Ｘ軸方向で対向して配置されたホール素子１６Ｘは、それらと対向するＸ軸ＯＩＳ用磁石１２Ｘの磁力を検出することにより、Ｘ軸方向の移動に伴う第１の位置を検出する。Ｙ軸方向で対向して配置されたホール素子は、それらと対向するＹ軸ＯＩＳ用磁石１２Ｙの磁力を検出することにより、Ｙ軸方向の移動に伴う第２の位置を検出する。
Ｘ軸ＯＩＳ用コイル１５Ｘは、Ｘ軸ＯＩＳ用磁石１２Ｘと協働して、レンズ１をＸ軸方向に駆動する。また、Ｘ軸ＯＩＳ用コイル１５ＸとＸ軸ＯＩＳ用磁石１２Ｘとの組合せは、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）として機能する。 The Hall element 16X arranged facing in the X-axis direction detects the first position associated with the movement in the X-axis direction by detecting the magnetic force of the X-axis OIS magnet 12X facing the Hall element 16X. The Hall elements arranged to face each other in the Y-axis direction detect the second position associated with the movement in the Y-axis direction by detecting the magnetic force of the Y-axis OIS magnet 12Y that faces them.
The X-axis OIS coil 15X drives the lens 1 in the X-axis direction in cooperation with the X-axis OIS magnet 12X. The combination of the X-axis OIS coil 15X and the X-axis OIS magnet 12X functions as a voice coil motor (VCM).

このような構成により、手ブレ補正機構は、カメラ付き携帯電話の筐体の振れを打ち消すように、レンズを移動（揺動）させることができる。その結果、手ブレ補正することができる。
レンズの駆動方法における手ブレ補正機構としては、Ｘ軸ＯＩＳ用コイル１５ＸとＸ軸ＯＩＳ用ホール素子１６ＸとX軸OIS用コイル１５YとX軸OIS用ホール素子１６YとＡＦ用コイル３とＡＦ用ホール素子４とが固定されており、レンズ１とX軸OIS用磁石１２XとY軸OIS用磁石１２YとＡＦ用磁石２とが一緒に移動する。また、オートフォーカス機構としては、ＡＦ用コイル３とＡＦ用ホール素子４とが固定されており、レンズ１とＡＦ用磁石２の他に、Ｘ軸ＯＩＳ用コイル１５ＸとＸ軸ＯＩＳ用ホール素子１６ＸとX軸OIS用磁石１２XとY軸OIS用コイル１５YとY軸OIS用ホール素子１６YとY軸OIS用磁石１２Yとが一緒に移動する。つまり、レンズモジュールとしては、オートフォーカス時には、Ｘ軸ＯＩＳ用コイル１５ＸとＸ軸ＯＩＳ用ホール素子１６ＸとX軸OIS用磁石１２XとY軸OIS用コイル１５YとY軸OIS用ホール素子１６YとY軸OIS用磁石１２Yとが一緒に移動するように構成されている。 With such a configuration, the camera shake correction mechanism can move (swing) the lens so as to cancel the shake of the casing of the camera-equipped mobile phone. As a result, camera shake correction can be performed.
As a camera shake correction mechanism in the lens driving method, an X-axis OIS coil 15X, an X-axis OIS hall element 16X, an X-axis OIS coil 15Y, an X-axis OIS hall element 16Y, an AF coil 3, and an AF hole The element 4 is fixed, and the lens 1, the X-axis OIS magnet 12X, the Y-axis OIS magnet 12Y, and the AF magnet 2 move together. As an autofocus mechanism, an AF coil 3 and an AF hall element 4 are fixed. In addition to the lens 1 and the AF magnet 2, an X-axis OIS coil 15X and an X-axis OIS hall element 16X. The X-axis OIS magnet 12X, the Y-axis OIS coil 15Y, the Y-axis OIS hall element 16Y, and the Y-axis OIS magnet 12Y move together. That is, as a lens module, at the time of autofocus, the X-axis OIS coil 15X, the X-axis OIS hall element 16X, the X-axis OIS magnet 12X, the Y-axis OIS coil 15Y, the Y-axis OIS hall element 16Y, and the Y-axis The OIS magnet 12Y is configured to move together.

つまり、オートフォーカス機構及び／又は手ブレ補正機構にクローズドループ制御を用い、手ブレ補正機構のＸ軸ＯＩＳ用ホール素子１６ＸもしくはY軸OIS用ホール素子１６Yからの位置情報に基づいてオートフォーカス機構をフィードバック制御するように構成されている。なお、同様に、オートフォーカス機構のＡＦ用ホール素子４からの位置情報に基づいて手ブレ補正機構をフィードバック制御するように構成しても良い。 In other words, the closed loop control is used for the autofocus mechanism and / or the camera shake correction mechanism, and the autofocus mechanism is set based on the positional information from the X axis OIS hall element 16X or the Y axis OIS hall element 16Y of the camera shake correction mechanism. It is configured to perform feedback control. Similarly, the camera shake correction mechanism may be feedback-controlled based on position information from the AF hall element 4 of the autofocus mechanism.

このように、本発明によれば、オートフォーカスと手ブレ補正にクローズドループ制御が可能であり、かつ、小型化が可能な位置検出装置を実現することができる。これにより、小型化を達成しつつ、オープンループ制御に比べてフォーカスサーチにかかる時間を短く、かつ、消費電力を小さくすることが可能となる。
なお、「クローズドループ制御」とは、ＡＦ（又はＯＩＳ）センサの信号から、ＡＦ（又はＯＩＳ）レンズを制御する事を意味し、「フィードバック制御」とは、他の用途で用いられているセンサの信号から、フィードバックを行って制御を行う事を意味している。つまり、ＡＦ（又はＯＩＳ）センサの信号から、ＯＩＳ（又はＡＦ）レンズの位置を補正する事を意味している。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a position detection apparatus that can perform closed-loop control for autofocus and camera shake correction and that can be downsized. Accordingly, it is possible to reduce the time required for the focus search and to reduce the power consumption as compared with the open loop control while achieving a reduction in size.
Note that “closed loop control” means that the AF (or OIS) lens is controlled from the signal of the AF (or OIS) sensor, and “feedback control” is a sensor used for other purposes. This means that control is performed by feedback from the signal. That is, it means that the position of the OIS (or AF) lens is corrected from the signal of the AF (or OIS) sensor.

また、オープンループ制御は、ＶＣＭに通電することで、磁場が発生し、近傍に設けられた磁石との吸引・反発により、磁石に接続されたレンズが移動する。レンズは、ＶＣＭと磁石との吸引・反発の力と、レンズの位置保持のために設けられたバネとの力が吊り合う位置で止まる。つまり、ＶＣＭへの通電量を変化させることで、レンズの位置が変化する。つまり、レンズをある所望の位置で固定するためには、ＶＣＭに通電し続けないといけないため、消費電流が増大してしまう。さらに、レンズ位置を止める際、バネの弾性振動が発生し、その振動が収束するまでに時間がかかるため、結果として、フォーカススピードが遅くなってしまう。 In the open loop control, a magnetic field is generated by energizing the VCM, and a lens connected to the magnet is moved by attraction and repulsion with a magnet provided nearby. The lens stops at a position where the force of attraction / repulsion between the VCM and the magnet and the force of the spring provided to hold the position of the lens are suspended. That is, the lens position is changed by changing the energization amount to the VCM. In other words, in order to fix the lens at a desired position, it is necessary to continue energizing the VCM, which increases current consumption. Further, when the lens position is stopped, the elastic vibration of the spring is generated, and it takes time until the vibration converges, resulting in a slow focus speed.

また、クローズドループ制御は、レンズ位置決めのためのバネを有していないため、オープンループ制御のように、バネとの力が吊り合うだけの通電量をVCMに印加する必要が無い。さらに、クローズドループ制御は、位置決め用のバネそのものが無いため、オープンループ制御のようにバネの弾性振動が収束するまでレンズが安定しないという事も無いため、フォーカススピードが速い。 Further, since the closed loop control does not have a spring for lens positioning, unlike the open loop control, it is not necessary to apply an energization amount sufficient to suspend the force with the spring to the VCM. Furthermore, in closed loop control, since there is no positioning spring itself, the lens does not become stable until the elastic vibration of the spring converges as in open loop control, so the focus speed is fast.

図２（ａ），（ｂ）は、本発明に係る位置検出装置の実施例を説明するための構成図で、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は下面図である。図中符号３１は弾性部材（バネ又はスプリング）、３２は支柱（給電端子）を示している。なお、図２及び図３と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
なお、本発明におけるＡＦ用磁石やＸ軸ＯＩＳ用磁石などの配置関係は、図１に示した構成を有するものであるが、本発明の要旨が、弾性部材（バネ又はスプリング）にあることに鑑みて、図２以降の説明においては、Ｘ軸ＯＩＳ用磁石兼ＡＦ用磁石１２を用いた場合について説明してある。 FIGS. 2A and 2B are configuration diagrams for explaining an embodiment of the position detection device according to the present invention. FIG. 2A is a top view and FIG. 2B is a bottom view. In the figure, reference numeral 31 denotes an elastic member (spring or spring), and 32 denotes a support (feeding terminal). In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has the same function as FIG.2 and FIG.3.
The arrangement relationship of the AF magnet and the X-axis OIS magnet in the present invention has the configuration shown in FIG. 1, but the gist of the present invention resides in the elastic member (spring or spring). In view of this, in the description of FIG. 2 and subsequent figures, the case where the X-axis OIS magnet / AF magnet 12 is used is described.

本発明に係る位置検出装置は、レンズの光軸に沿って移動されるためのオートフォーカス機構と、前記光軸と直交する方向に移動させるための手ブレ補正機構とを有する位置検出装置である。
この位置検出装置は、オートフォーカス機構に用いられるオートフォーカス用の永久磁石２と、手ブレ補正機構に用いられている手ブレ補正用の永久磁石１２Ｘ，１２Ｙと、オートフォーカス用の永久磁石２の近傍に設けられたオートフォーカスコイル３と、このオートフォーカスコイル３により駆動されるレンズ１の位置を検出する第１の位置センサ４と、手ブレ補正用の磁石１２Ｘ，１２Ｙの近傍に設けられた手ブレ補正用コイル１５Ｘ，１５Ｙと、この手ブレ補正用コイル１５Ｘ，１５Ｙにより駆動されるレンズ１の位置を検出する第２の位置センサ１６Ｘ，１６Ｙと、レンズ１の稼働部の位置を保持して、この稼動部の周辺部材との接触を回避するとともに、位置センサ及びコイルへの信号の入出力を可能とする複数の弾性部材（バネ又はスプリング）３１とを有している。 A position detection apparatus according to the present invention is a position detection apparatus having an autofocus mechanism for moving along the optical axis of a lens and a camera shake correction mechanism for moving in a direction orthogonal to the optical axis. .
This position detection device includes an autofocus permanent magnet 2 used for an autofocus mechanism, camera shake correction permanent magnets 12X and 12Y used for a camera shake correction mechanism, and an autofocus permanent magnet 2. An autofocus coil 3 provided in the vicinity, a first position sensor 4 for detecting the position of the lens 1 driven by the autofocus coil 3, and a camera shake correcting magnet 12X, 12Y. The position of the operating portion of the lens 1 is held, and the camera shake correction coils 15X and 15Y, the second position sensors 16X and 16Y for detecting the position of the lens 1 driven by the camera shake correction coils 15X and 15Y, and Thus, a plurality of elastic members (bars) that avoid the contact with the peripheral members of the operating part and enable input / output of signals to / from the position sensor and the coil. Or spring) and a 31.

図２（ａ），（ｂ）に示すように、レンズ１１ａを保持する駆動体１１ｂと、ハウジング２１内の四隅に設けられ、駆動電流を供給するための給電端子としての４本の支柱３２と、駆動体１１ｂと給電端子としての４本の支柱３２の各々に接続された２本の弾性部材（バネ又はスプリング）３１とを備えている。また、駆動体１１ｂは、レンズバレル（第１の駆動体）１１ｂ１と第２の駆動体１１ｂ２とから構成されている。なお、符号１３ＺはＺ軸ＡＦ用コイル、１４ＺはＺ軸ＡＦ用センサ（ホール素子）を示している。また、「ハウジング」は、モジュールの最外壁部分と定義する。 As shown in FIGS. 2A and 2B, a driving body 11b that holds the lens 11a, and four columns 32 that are provided at four corners in the housing 21 and serve as power supply terminals for supplying a driving current. The drive body 11b and two elastic members (springs or springs) 31 connected to each of the four support columns 32 as power supply terminals are provided. The driving body 11b includes a lens barrel (first driving body) 11b1 and a second driving body 11b2. Reference numeral 13Z denotes a Z-axis AF coil, and 14Z denotes a Z-axis AF sensor (Hall element). The “housing” is defined as the outermost wall portion of the module.

つまり、レンズ１１ａを保持する駆動体１１ｂと、ハウジング２１内に設けられ、駆動電流の供給用又は検出信号するための給電端子の複数の支柱３２とを備え、複数の弾性部材（バネ又はスプリング）３１は、駆動体１１ｂと給電端子の複数の支柱３２に各々接続されているとともに、Ｙ軸手ブレ補正用コイル１５Ｙと、Ｙ軸手ブレ補正用ホール素子１６Ｙと、Ｘ軸手ブレ補正用コイル１５Ｘと、Ｘ軸手ブレ補正用ホール素子１６Ｘとの各々に接続されている。 That is, a drive body 11b that holds the lens 11a and a plurality of power supply terminal support columns 32 that are provided in the housing 21 for supplying drive current or for detecting signals are provided, and a plurality of elastic members (springs or springs). 31 is connected to each of the driving body 11b and the plurality of support poles 32 of the power supply terminal, the Y-axis camera shake correction coil 15Y, the Y-axis camera shake correction hall element 16Y, and the X-axis camera shake correction coil. 15X and the X-axis camera shake correction hall element 16X are connected to each other.

なお、支柱は、全て導電体でも良いし、弾性部材と接続する箇所のみ導電体でも良い。また、この支柱は、ハウジングに固定された外部信号接続端子と、バネとを導通することが出来る。通常は、支柱と外部接続端子との間には、基板（フレキシブル基板含む）が、入るのが一般的である。
このように、オートフォーカス（ＡＦ）機構と手ブレ補正（ＯＩＳ）機構に対して、弾性部材（バネ又はスプリング）３１が、レンズ稼動部と支柱に繋いでＸ軸及びＹ軸方向の位置を保持しているので、レンズ稼動部が周辺の壁にぶつかって破損するのを防止するように構成されている。また、また、弾性部材（バネ又はスプリング）を信号伝達用の信号線として用い、センサ及びコイルへの信号の入出力が容易になるように構成されている。 In addition, all the support | pillars may be a conductor, and a conductor may be sufficient only in the location connected with an elastic member. Further, this support can conduct the external signal connection terminal fixed to the housing and the spring. Usually, a substrate (including a flexible substrate) generally enters between the support column and the external connection terminal.
As described above, the elastic member (spring or spring) 31 is connected to the lens operating unit and the support column to hold the positions in the X-axis and Y-axis directions with respect to the autofocus (AF) mechanism and the camera shake correction (OIS) mechanism. Therefore, it is configured to prevent the lens operating unit from colliding with the surrounding wall and being damaged. In addition, an elastic member (spring or spring) is used as a signal transmission signal line, so that signals can be easily input and output to the sensor and the coil.

図３（ａ），（ｂ）は、本発明に係る位置検出装置の実施例を説明するための斜視図で、図３（ａ）は、図２（ａ）を上面から見た斜視図、図３（ｂ）は、図２（ａ）を下面から見た斜視図である。
図３（ａ），（ｂ）から明らかなように、永久磁石（ＡＦ用磁石）１２は、レンズバレル（第１の駆動体）１１ｂ１の外側に設けられており、その永久磁石（ＡＦ用磁石）１２の両側で、かつレンズバレル（第１の駆動体）１１ｂ１の外側にＸ軸ＯＩＳ（手ブレ補正）用コイル１５Ｘが設けられている。また、永久磁石（ＡＦ用磁石）１２の背後には、Ｘ軸ＯＩＳ用ホール素子１６Ｘが配置されている。 3 (a) and 3 (b) are perspective views for explaining an embodiment of the position detection device according to the present invention, and FIG. 3 (a) is a perspective view of FIG. 2 (a) as viewed from above. FIG.3 (b) is the perspective view which looked at Fig.2 (a) from the lower surface.
As is clear from FIGS. 3A and 3B, the permanent magnet (AF magnet) 12 is provided outside the lens barrel (first driving body) 11b1, and the permanent magnet (AF magnet) is provided. ) X-axis OIS (camera shake correction) coils 15X are provided on both sides of the lens 12 and outside the lens barrel (first driver) 11b1. Further, behind the permanent magnet (AF magnet) 12, an X-axis OIS hall element 16X is disposed.

また、Ｙ軸ＯＩＳ用ホール素子１６Ｙが、Ｘ軸ＯＩＳ用ホール素子１６Ｘと直交する方向のレンズバレル（第１の駆動体）１１ｂ１の外側で、かつＹ軸ＯＩＳ用磁石１２Ｙの下側に配置されている。また、Ｙ軸ＯＩＳ用コイル１５Ｙが、Ｙ軸ＯＩＳ用磁石１２Ｙの上側に配置されている。
また、Ｚ軸ＡＦ用センサ１４Ｚが、永久磁石（ＡＦ用磁石）１２の下側に配置され、Ｚ軸ＡＦ用コイル１３Ｚが、Ｚ軸ＡＦ用センサ１４Ｚの両側に配置されている。 The Y-axis OIS hall element 16Y is disposed outside the lens barrel (first driving body) 11b1 in a direction orthogonal to the X-axis OIS hall element 16X and below the Y-axis OIS magnet 12Y. ing. The Y-axis OIS coil 15Y is disposed above the Y-axis OIS magnet 12Y.
The Z-axis AF sensor 14Z is disposed below the permanent magnet (AF magnet) 12, and the Z-axis AF coil 13Z is disposed on both sides of the Z-axis AF sensor 14Z.

図４（ａ），（ｂ）は、枠体であるハウジングを取り除いた場合の斜視図で、図４（ａ）は、図３（ａ）に対応する図，図４（ｂ）は、図３（ｂ）に対応する図である。
図４（ａ），（ｂ）から明らかなように、弾性部材（バネ又はスプリング）３１は、駆動電流を供給するための給電端子（支柱）３２と、第２の駆動体１１ｂ２と接続されている。 4 (a) and 4 (b) are perspective views when the housing which is a frame is removed, FIG. 4 (a) is a diagram corresponding to FIG. 3 (a), and FIG. 4 (b) is a diagram. It is a figure corresponding to 3 (b).
As is clear from FIGS. 4A and 4B, the elastic member (spring or spring) 31 is connected to a power supply terminal (support) 32 for supplying a drive current and the second drive body 11b2. Yes.

図５は、図３（ａ）に示したハウジング及びハウジングに固定された部材を示す斜視図で、図３（ａ）から駆動体などを取り払った図である。Ｘ軸ＯＩＳ（手ブレ補正）用コイル１５ＸとＸ軸ＯＩＳ用ホール素子１６Ｘと支柱３２と弾性部材（バネ又はスプリング）３１との位置関係が良く分かり、Ｘ軸ＯＩＳ用ホール素子１６Ｘが支柱の前面に配置され、Ｘ軸ＯＩＳ（手ブレ補正）用コイル１５Ｘが、ハウジング２１の壁面に沿ってＸ軸ＯＩＳ用ホール素子１６Ｘの両側に配置されている。なお、図５に示した部材は、稼動部には搭載されておらず、最外周の壁面などに固定されている。 FIG. 5 is a perspective view showing the housing and the member fixed to the housing shown in FIG. 3A, and is a view in which the driving body and the like are removed from FIG. The positional relationship among the X-axis OIS (camera shake correction) coil 15X, the X-axis OIS hall element 16X, the support 32, and the elastic member (spring or spring) 31 is well understood, and the X-axis OIS hall element 16X is in front of the support. The X-axis OIS (camera shake correction) coil 15X is disposed on both sides of the X-axis OIS hall element 16X along the wall surface of the housing 21. Note that the members shown in FIG. 5 are not mounted on the operating portion, but are fixed to the outermost wall surface or the like.

図６（ａ）乃至（ｃ）は、レンズバレル（第１の駆動体）と第２の駆動体とを示す斜視図で、図６（ａ）は、レンズバレル（第１の駆動体）、図６（ｂ）は第２の駆動体、図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示した第２の駆動体を下から見た斜視図である。
図６（ａ）乃至（ｃ）から明らかなように、永久磁石（ＡＦ用磁石）１２が、レンズバレル（第１の駆動体）１１ｂ１に取り付けられており、Ｙ軸ＯＩＳ用磁石１２Ｙが、第２の駆動体１１ｂ２の外側に取り付けられている。また、Ｚ軸ＡＦ用センサ１４Ｚが、第２の駆動体１１ｂ２の内側に配置され、Ｚ軸ＡＦ用コイル１３Ｚが、Ｚ軸ＡＦ用センサ１４Ｚの両側で、かつ第２の駆動体１１ｂ２の内側に沿って配置されている。 6A to 6C are perspective views showing a lens barrel (first driving body) and a second driving body, and FIG. 6A shows a lens barrel (first driving body), 6B is a perspective view of the second driving body, and FIG. 6C is a perspective view of the second driving body shown in FIG. 6B as viewed from below.
6A to 6C, the permanent magnet (AF magnet) 12 is attached to the lens barrel (first driving body) 11b1, and the Y-axis OIS magnet 12Y is The second drive body 11b2 is attached to the outside. Further, the Z-axis AF sensor 14Z is disposed inside the second drive body 11b2, and the Z-axis AF coil 13Z is disposed on both sides of the Z-axis AF sensor 14Z and inside the second drive body 11b2. Are arranged along.

また、図６（ａ）において丸印で示したレンズバレル（第１の駆動体）１１ｂ１の突起部内の穴の中に、図６（ｂ）に示したＺ軸方向駆動用レール２０Ｚが入り、レンズバレル（第１の駆動体）１１ｂ１がＺ軸方向に移動する。また、レンズバレル（第１の駆動体）１１ｂ１とともに移動するのは、永久磁石（ＡＦ用磁石）１２のみである。また、第２の駆動体１１ｂ２とともに移動するのは、Ｚ軸ＡＦ用コイル１３ＺとＺ軸ＡＦ用センサ１４ＺとＹ軸ＯＩＳ用磁石１２Ｙである。 In addition, the Z-axis direction driving rail 20Z shown in FIG. 6B enters the hole in the protrusion of the lens barrel (first driving body) 11b1 indicated by a circle in FIG. 6A, The lens barrel (first driving body) 11b1 moves in the Z-axis direction. Further, only the permanent magnet (AF magnet) 12 moves together with the lens barrel (first driving body) 11b1. Further, the Z-axis AF coil 13Z, the Z-axis AF sensor 14Z, and the Y-axis OIS magnet 12Y move together with the second driver 11b2.

図７（ａ），（ｂ）は、永久磁石（Ｚ軸ＡＦ用磁石）とＺ軸ＡＦ用コイルとＺ軸ＡＦ用センサとの配置図で、図７（ａ）は、各部材の寸法などを示す図で、図７（ｂ）は、各部材の間隔寸法を示す図である。
Ｚ軸ＡＦ用コイル１３Ｚに通電することで矢印方向（Ｚ軸方向）に磁石が移動する。他軸移動の際は、Ｘ軸及びＹ軸はコイルと磁石とセンサとが全て移動するので、他軸移動の影響は無い。 FIGS. 7A and 7B are layout diagrams of permanent magnets (magnets for Z-axis AF), coils for Z-axis AF, and sensors for Z-axis AF, and FIG. FIG. 7B is a diagram showing the distance between the members.
By energizing the Z-axis AF coil 13Z, the magnet moves in the direction of the arrow (Z-axis direction). When moving on the other axis, the coil, magnet, and sensor all move on the X and Y axes, so there is no influence of the other axis movement.

図７（ａ）において、永久磁石（ＡＦ用磁石）１２の下側にＺ軸ＡＦ用センサ１４Ｚが配置され、そのＺ軸ＡＦ用センサ１４Ｚの両側にＺ軸ＡＦ用コイル１３Ｚが配置されている。永久磁石（ＡＦ用磁石）１２のＺ寸法が２．１ｍｍ、Ｙ寸法が２ｍｍ、Ｘ寸法が１．２ｍｍである。Ｚ軸ＡＦ用コイル１３Ｚの厚さは０．３ｍｍ、高さが０．９ｍｍ、幅が１．８ｍｍである。永久磁石１２からＺ軸ＡＦ用センサ１４Ｚの中心までのＺ寸法は１．０２ｍｍで、Ｘ及びＹ寸法における永久磁石１２の中心とＺ軸ＡＦ用センサ１４Ｚの中心とは同じである。また、Ｚ軸ＡＦ用センサ１４Ｚの中心とＺ軸ＡＦ用コイル１３Ｚの中心におけるＺ寸法は同じである。 In FIG. 7A, a Z-axis AF sensor 14Z is disposed below the permanent magnet (AF magnet) 12, and a Z-axis AF coil 13Z is disposed on both sides of the Z-axis AF sensor 14Z. . The Z dimension of the permanent magnet (AF magnet) 12 is 2.1 mm, the Y dimension is 2 mm, and the X dimension is 1.2 mm. The Z-axis AF coil 13Z has a thickness of 0.3 mm, a height of 0.9 mm, and a width of 1.8 mm. The Z dimension from the permanent magnet 12 to the center of the Z-axis AF sensor 14Z is 1.02 mm, and the center of the permanent magnet 12 and the center of the Z-axis AF sensor 14Z in the X and Y dimensions are the same. The Z dimension at the center of the Z-axis AF sensor 14Z and the center of the Z-axis AF coil 13Z are the same.

図７（ｂ）において、Ｚ軸ＡＦ用コイル１３Ｚの最短距離が２．５１ｍｍ、最長距離が５．７０ｍｍ、下端距離が５．０６ｍｍ、上端距離が３．１５ｍｍである。また、Ｚ軸ＡＦ用コイル１３Ｚの下端と永久磁石１２の上端との距離が２．３３ｍｍ、Ｚ軸ＡＦ用コイル１３Ｚの上端と永久磁石１２の上端との距離が０．７４ｍｍである。
図８（ａ），（ｂ）は、永久磁石とＸ軸ＯＩＳ用コイルとＸ軸ＯＩＳ用センサとの配置図で、図８（ａ）は、各部材の寸法などを示す図で、図８（ｂ）は、各部材の間隔寸法を示す図である。 In FIG. 7B, the shortest distance of the Z-axis AF coil 13Z is 2.51 mm, the longest distance is 5.70 mm, the lower end distance is 5.06 mm, and the upper end distance is 3.15 mm. The distance between the lower end of the Z-axis AF coil 13Z and the upper end of the permanent magnet 12 is 2.33 mm, and the distance between the upper end of the Z-axis AF coil 13Z and the upper end of the permanent magnet 12 is 0.74 mm.
8A and 8B are layout diagrams of the permanent magnet, the X-axis OIS coil, and the X-axis OIS sensor, and FIG. 8A is a diagram showing the dimensions of each member. (B) is a figure which shows the space | interval dimension of each member.

Ｘ軸ＯＩＳコイル１５Ｘに通電することで矢印方向（Ｘ軸方向）に磁石が移動する。他軸移動の際は、Ｙ軸及びＺ軸の影響は受けるが、比較的大きな磁石の中央の磁束を受けるため、Ｙ軸及びＺ軸に移動しても、信号の変化量は少ない。
図８（ａ）において、永久磁石１２の背後にＸ軸ＯＩＳ用ホール素子１６Ｘが配置され、そのＸ軸ＯＩＳ用ホール素子１６Ｘの両側にＸ軸ＯＩＳ用コイル１５Ｘが配置されている。 By energizing the X-axis OIS coil 15X, the magnet moves in the arrow direction (X-axis direction). When the other axis is moved, it is affected by the Y axis and the Z axis, but since it receives a relatively large magnetic flux in the center of the magnet, the amount of change in the signal is small even if it moves to the Y axis and the Z axis.
In FIG. 8A, an X-axis OIS hall element 16X is arranged behind the permanent magnet 12, and an X-axis OIS coil 15X is arranged on both sides of the X-axis OIS hall element 16X.

図８（ａ）において、永久磁石１２のＺ寸法が２．１ｍｍ、Ｙ寸法が２ｍｍ、Ｘ寸法が１．２ｍｍである。Ｘ軸ＯＩＳ用コイル１５Ｘの厚さは０．３ｍｍ、高さが２．３ｍｍ、幅が２．７ｍｍである。Ｘ軸ＯＩＳ用ホール素子１６Ｘの中心とＸ軸ＯＩＳ用コイル１５Ｘの中心と永久磁石１２の中心におけるＺ寸法は同じである。永久磁石１２からＸ軸ＯＩＳ用ホール素子１６Ｘの中心までのＸ寸法は０．２５ｍｍである。 In FIG. 8A, the Z dimension of the permanent magnet 12 is 2.1 mm, the Y dimension is 2 mm, and the X dimension is 1.2 mm. The X-axis OIS coil 15X has a thickness of 0.3 mm, a height of 2.3 mm, and a width of 2.7 mm. The Z dimension at the center of the X-axis OIS hall element 16X, the center of the X-axis OIS coil 15X, and the center of the permanent magnet 12 is the same. The X dimension from the permanent magnet 12 to the center of the X-axis OIS hall element 16X is 0.25 mm.

図８（ｂ）において、Ｘ軸ＯＩＳ用コイル１５Ｘの最短距離が２．４ｍｍ、最長距離が６．６５ｍｍ、下端距離が２．８３ｍｍ、上端距離が６．２２ｍｍである。また、Ｘ軸ＯＩＳ用コイル１５Ｘの下端と永久磁石１２の上端との距離が０．８７ｍｍである。
図９は、Ｙ軸ＯＩＳ用磁石とＹ軸ＡＦ用コイルとＹ軸ＡＦ用センサとの配置図である。Ｙ軸ＯＩＳ用磁石１２Ｙの上側にＹ軸ＯＩＳ用コイル１５Ｙが配置され、Ｙ軸ＯＩＳ用磁石１２Ｙの下側にＹ軸ＯＩＳ用ホール素子１６Ｙが配置されている。Ｙ軸ＯＩＳ用コイル１５Ｙに通電することで矢印方向（Ｙ軸方向）にＹ軸ＯＩＳ用磁石１２Ｙが移動する。他軸移動の場合には、Ｚ軸は移動せずに、Ｘ軸は移動するが、信号はほぼ変わらない。 In FIG. 8B, the shortest distance of the X-axis OIS coil 15X is 2.4 mm, the longest distance is 6.65 mm, the lower end distance is 2.83 mm, and the upper end distance is 6.22 mm. The distance between the lower end of the X-axis OIS coil 15X and the upper end of the permanent magnet 12 is 0.87 mm.
FIG. 9 is a layout diagram of a Y-axis OIS magnet, a Y-axis AF coil, and a Y-axis AF sensor. A Y-axis OIS coil 15Y is disposed above the Y-axis OIS magnet 12Y, and a Y-axis OIS hall element 16Y is disposed below the Y-axis OIS magnet 12Y. By energizing the Y-axis OIS coil 15Y, the Y-axis OIS magnet 12Y moves in the arrow direction (Y-axis direction). In the case of other axis movement, the Z-axis does not move and the X-axis moves, but the signal is almost unchanged.

図１０（ａ），（ｂ）は、レンズバレル（第１の駆動体）と第２の駆動体とハウジングの組立図で、図１０（ａ）は、レンズバレル（第１の駆動体）側から見た図、図１０（ｂ）は、ハウジング側から見た図である。
図１０（ａ）においては、レンズバレル（第１の駆動体）の外側に設けられている永久磁石１２は見えており、図１０（ｂ）においては、第２の駆動体１１ｂ２の内側に設けられているＺ軸ＡＦ用センサ１４Ｚとその両側に配置されているＺ軸ＡＦ用コイル１３Ｚが見えている。 10A and 10B are assembly diagrams of the lens barrel (first driving body), the second driving body, and the housing, and FIG. 10A is the lens barrel (first driving body) side. FIG. 10B is a diagram viewed from the housing side.
In FIG. 10A, the permanent magnet 12 provided on the outside of the lens barrel (first driving body) is visible, and in FIG. 10B, provided on the inside of the second driving body 11b2. The Z-axis AF sensor 14Z and the Z-axis AF coil 13Z disposed on both sides thereof are visible.

図１１（ａ），（ｂ）は、Ｘ軸ＯＩＳ用のホール素子に印加される磁束密度及びホール素子の出力電圧の関係を示す図で、図１１（ａ）は、Ｘ軸ＯＩＳ時のレンズ位置とＸ軸ＯＩＳ用のホール素子に印加される磁束密度の関係を示す図、図１１（ｂ）は、Ｘ軸ＯＩＳ時のレンズ位置とＸ軸ＯＩＳ用のホール素子の出力電圧の関係を示す図である。なお、実線が他軸移動無しの場合、破線がＹ軸１００μｍ移動、かつＺ軸２５０μｍ移動の場合を示している。 11A and 11B are diagrams showing the relationship between the magnetic flux density applied to the hall element for the X-axis OIS and the output voltage of the hall element, and FIG. 11A shows the lens at the time of the X-axis OIS. FIG. 11B shows the relationship between the position and the magnetic flux density applied to the X-axis OIS Hall element, and FIG. 11B shows the relationship between the lens position during the X-axis OIS and the output voltage of the X-axis OIS Hall element. FIG. The solid line indicates the case where there is no other axis movement, and the broken line indicates the case where the Y axis moves 100 μm and the Z axis 250 μm.

図１２（ａ），（ｂ）は、Ｚ軸ＡＦ用のホール素子に印加される磁束密度及びホール素子の出力電圧の関係を示す図で、図１２（ａ）は、ＡＦ時のレンズ位置とＡＦ用のホール素子に印加される磁束密度の関係を示す図、図１２（ｂ）は、ＡＦ時のレンズ位置とＡＦ用のホール素子の出力電圧の関係を示す図である。
図１３（ａ），（ｂ）は、図２（ａ）に示した本発明に係る位置検出装置の実施例における弾性部材の他の例を説明するための構成図で、図１３（ａ）はハウジングを取り除いた上面図、図１３（ｂ）はハウジングを取り除いた斜視図である。図中符号１３１はＳ字状のバネを示している。また、この弾性部材１３１は、上述した特許文献５に示されているような環状の板バネであっても良い。 12A and 12B are diagrams showing the relationship between the magnetic flux density applied to the Z-axis AF Hall element and the output voltage of the Hall element. FIG. 12A shows the lens position during AF and FIG. 12B is a diagram showing the relationship between the magnetic flux density applied to the AF Hall element, and FIG. 12B is a diagram showing the relationship between the lens position during AF and the output voltage of the AF Hall element.
FIGS. 13A and 13B are configuration diagrams for explaining another example of the elastic member in the embodiment of the position detecting device according to the present invention shown in FIG. Is a top view with the housing removed, and FIG. 13B is a perspective view with the housing removed. Reference numeral 131 in the figure indicates an S-shaped spring. The elastic member 131 may be an annular leaf spring as shown in Patent Document 5 described above.

このように本実施例によれば、オートフォーカス（ＡＦ）機構と手ブレ補正（ＯＩＳ）機構に対して、他軸が移動しても信号の変化が少ない構造に仕上げたので、フィードバック制御する事なしに、クローズドループＡＦ及びＯＩＳを実現でき、さらに駆動体に配置されたコイル及びセンサの信号の入出力を、駆動体と外部接続端子とを繋ぐ弾性部材を介して行うことができ、さらに弾性部材が、レンズ稼動部と支柱に繋いでＸ軸及びＹ軸方向の位置を保持しているので、レンズ稼動部が周辺の壁にぶつかって破損するのを防止することができる。また、弾性部材を信号伝達用の信号線として用いているので、センサ及びコイルへの信号の入出力が容易になる。 As described above, according to the present embodiment, the auto focus (AF) mechanism and the camera shake correction (OIS) mechanism are finished with a structure in which the signal change is small even when the other axis is moved. Without being able to realize closed loop AF and OIS, it is possible to input / output signals of coils and sensors arranged in the driving body via an elastic member connecting the driving body and the external connection terminal, and further elasticity. Since the member is connected to the lens operating unit and the support column and holds the positions in the X-axis and Y-axis directions, the lens operating unit can be prevented from colliding with the surrounding wall and being damaged. Further, since the elastic member is used as a signal line for signal transmission, input / output of signals to / from the sensor and the coil is facilitated.

１レンズ
２ＡＦ用磁石
３ＡＦ用コイル
４ＡＦ用位置センサ（ホール素子）
１１ａレンズ
１１ｂ駆動体
１１ｂ１レンズバレル（第１の駆動体）
１１ｂ２第２の駆動体
１２永久磁石（Ｘ軸ＯＩＳ用磁石兼ＡＦ用磁石）
１２ＸＸ軸ＯＩＳ用磁石
１２ＹＹ軸ＯＩＳ用磁石
１３ＺＺ軸ＡＦ用コイル
１４ＺＺ軸ＡＦ用センサ
１５ＸＸ軸ＯＩＳ（手ブレ補正）用コイル
１５ＹＹ軸ＯＩＳ用コイル
１６ＸＸ軸ＯＩＳ用ホール素子
１６ＹＹ軸ＯＩＳ用ホール素子
１８ＡＦ駆動用シャフト
２０ＺＺ軸方向駆動用レール
２１ハウジング
３１，１３１弾性部材
３２支柱（給電端子） 1 Lens 2 AF Magnet 3 AF Coil 4 AF Position Sensor (Hall Element)
11a Lens 11b Driver 11b1 Lens barrel (first driver)
11b2 Second driving body 12 Permanent magnet (X-axis OIS magnet and AF magnet)
12X X-axis OIS magnet 12Y Y-axis OIS magnet 13Z Z-axis AF coil 14Z Z-axis AF sensor 15X X-axis OIS (camera shake correction) coil 15Y Y-axis OIS coil 16X X-axis OIS hall element 16Y Y Axis OIS Hall Element 18 AF Drive Shaft 20Z Z-Axis Drive Rail 21 Housing 31, 131 Elastic Member 32 Support (Feed Terminal)

Claims

In a position detection device having an autofocus mechanism for moving along the optical axis of a lens and a camera shake correction mechanism for moving in a direction perpendicular to the optical axis,
An autofocus magnet used in the autofocus mechanism;
An X-axis image stabilization magnet used in the image stabilization mechanism;
A Y-axis image stabilization magnet used in the image stabilization mechanism;
An autofocus coil provided in the vicinity of the autofocus magnet;
A first position sensor for detecting the position of the lens driven by the autofocus coil;
An X-axis image stabilization coil provided in the vicinity of the X-axis image stabilization magnet;
A second position sensor for detecting the position of the lens driven by the X-axis camera shake correction coil;
A Y-axis camera shake correction coil provided in the vicinity of the Y-axis camera shake correction magnet;
A third position sensor for detecting the position of the lens driven by the Y-axis camera shake correction coil;
The position of the operating portion of the lens is maintained to avoid contact with the peripheral members of the lens operating portion, and the first and / or second and / or third position sensors, the autofocus and / or Or a plurality of elastic members capable of inputting / outputting signals to / from the camera shake correction coil.

A driving body for holding the lens; and a plurality of support terminals provided in the housing for supplying a driving current or detecting a signal;
The plurality of elastic members are respectively connected to the driving body and the plurality of support poles of the power supply terminal, the Y-axis camera shake correction coil, the Y-axis camera shake correction hall element, and the X-axis camera shake correction The position detection device according to claim 1, wherein the position detection device is connected to each of a coil and an X-axis camera shake correction hall element.

A driving body for holding the lens; and a plurality of support terminals provided in the housing for supplying a driving current or detecting a signal;
The plurality of elastic members are respectively connected to a driving body and a plurality of support poles of the power supply terminal, and are connected to each of an autofocus coil and an autofocus hall element. Item 2. The position detection device according to Item 1.

The position detection device according to claim 1, wherein the elastic member is an S-shaped spring or an annular leaf spring.

The position detection apparatus according to claim 1, wherein the first position sensor, the second position sensor, and the third position sensor are magnetic sensors.

The position detection device according to claim 1, wherein the autofocus coil is provided such that an axial direction of the coil is orthogonal to the optical axis.

The position detection device according to claim 1, wherein the camera shake correction coil is provided such that an axial direction of the coil is parallel to the optical axis.

The first position sensor is a first Hall element, the second position sensor is a second Hall element, the third position sensor is a third Hall element, The position detection according to any one of claims 1 to 7, wherein a normal direction of a magnetic sensitive surface of one Hall element is different from a normal direction of the magnetic sensitive surfaces of the second and third Hall elements. apparatus.

The first position sensor is a first Hall element, the second position sensor is a second Hall element, and the third position sensor is a third Hall element,
The first Hall element is arranged such that the normal direction of the magnetosensitive surface thereof is a direction perpendicular to the optical axis, and the second and third Hall elements are normal to the magnetosensitive surface. The line direction is arranged so as to be parallel or orthogonal to the optical axis,
9. The normal direction of the magnetic sensitive surface of the first Hall element and the normal direction of the magnetic sensitive surfaces of the second and third Hall elements are different from each other. Position detection device.

The first position sensor is a first Hall element, the second position sensor is a second Hall element, and the third position sensor is a third Hall element,
The axial direction of the autofocus coil and the normal direction of the magnetic sensitive surface of the first Hall element are the same direction, and the axial direction of the X-axis image stabilization coil and the magnetic sensitive surface of the second Hall element 2. The normal direction of the first Y axis is the same direction, and the axial direction of the Y-axis image stabilization coil and the normal direction of the magnetic sensing surface of the third Hall element are the same direction. The position detection device according to any one of 9.

The position detection apparatus according to claim 10, wherein the X-axis camera shake correction coil is provided such that an axial direction of the coil is parallel to the optical axis.

The position detection device according to claim 10 or 11, wherein the Y-axis camera shake correction coil is provided so that an axial direction of the coil is parallel to the optical axis.

Closed loop control is used for the autofocus mechanism and / or the camera shake correction mechanism, and the second position sensor of the X axis camera shake correction mechanism or the third position sensor of the Y axis camera shake correction mechanism. The position detection device according to claim 1, wherein the autofocus mechanism is feedback-controlled based on the position information.

The closed-loop control is used for the autofocus mechanism and / or the camera shake correction mechanism, and the camera shake correction mechanism is feedback-controlled based on position information from the first position sensor of the autofocus mechanism. The position detection device according to claim 1.