JP6513928B2 - 位置検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、位置検出装置に関し、より詳細には、オートフォーカスにおいてクローズドループ制御を行うことが可能で、かつ漏れ磁場の影響を低減でき、また、リニアリティも良好な位置検出装置に関する。

近年、デジタルビデオカメラ及びデジタルスチルカメラや一眼レフカメラなどの高性能化や高画質化が進んでいるが、これに伴い撮影レンズユニットに対する要求性能も高くなってきている。特に、オートフォーカス（ＡＦ）やズームの高速化、さらにはＡＦ及びズームレンズの位置検出の高精度化などを図るため、ＡＦ及びズームレンズなどの移動レンズ群の駆動には、マグネットとコイルによるリニアアクチュエータが用いられるようになってきている。また、移動レンズ群の位置検出には、磁気センサであるホールセンサもしくはＭＲセンサ（磁気抵抗効果素子）と磁石を組み合わせた位置検出方法が知られている。

また、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、ＡＦ機能だけでなく、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手ブレ補正機能を有する装置が、従来から種々提案されている。
この種の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（オープンループ制御）とするのが通常である。

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振れ（振動）を補正して像ブレのない画像を撮影できるようにしたレンズ駆動装置に関するもので、位置検出センサであるホール素子が、コイルに流した電流により発生する磁界に起因した悪影響を受けるのを回避できるようにしたことが開示されている。
また、例えば、特許文献２に記載のものは、駆動性能を維持しつつ小型化を実現するレンズアクチュエータに関するもので、レンズと、このレンズの光軸周りに巻回されたコイルとを有する移動レンズ体と、この移動レンズ体の外面に沿って光軸周りに配置される複数の磁石とを備えている。

さらに、例えば、特許文献３に記載のものは、クローズドループ制御を用いたオートフォーカス機構と手ブレ補正機構とを達成し、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、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関するもので、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が、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と共用の永久磁石であって、永久磁石の近傍に設けられたオートフォーカスコイルと、このオートフォーカスコイルにより駆動されるレンズの位置を検出する第１の位置センサと、永久磁石の近傍に設けられた手ブレ補正用コイルと、この手ブレ補正用コイルにより駆動されるレンズの位置を検出する第２の位置センサとを有するものである。

特開２０１３−０２４９３８公報 特開２０１０−２２４４８９号公報 国際公開第２０１３／１８３２７０号

しかしながら、上述した特許文献１及び２では、光軸方向（オートフォーカス）に移動するレンズの位置を検出するための磁気センサを有しておらず、磁気センサで磁石とオートフォーカスコイルの位置関係を検出してオートフォーカスコイルを駆動するクローズドループ制御を行っていない。
また、上述した特許文献３では、クローズドループ制御を行っているものの、依然として、オートフォーカスコイルから発生する磁場（漏れ磁場）を磁気センサが検出すると位置検出誤差となってしまう。また、光軸方向の移動距離に対する磁気センサの出力電圧のリニアリティも不十分であった。
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、オートフォーカスにおいてクローズドループ制御を行うことが可能で、漏れ磁場の影響を低減でき、また、リニアリティも良好な位置検出装置を提供することにある。

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、以下のような事項を特徴とする。
（１）；光学要素が光軸方向に沿って移動するためのオートフォーカス機構を有する位置検出装置において、前記光軸方向の周りに巻かれた第１のオートフォーカスコイルと、前記光軸方向と垂直な平面視で、前記第１のオートフォーカスコイルの周辺に離間して配置された磁石と、前記光軸方向に対して感磁軸が平行で、前記磁石の磁場を検知する磁気センサと、前記第１のオートフォーカスコイルを形成する導体部分の導体幅の前記光軸方向に沿った領域に前記磁気センサが配置され、かつ前記平面視で前記磁気センサの感磁部分の少なくとも一部が前記第１のオートフォーカスコイルと重なるように、前記第１のオートフォーカスコイルと前記磁気センサを支持する支持部と、を備えていることを特徴とする。

（２）；（１）において、前記支持部は、前記磁気センサの感磁軸が、前記導体部分の導体幅における光軸方向に沿った中心軸に近接し、かつ前記平面視で前記磁気センサの感磁部分全体が前記第１のオートフォーカスコイルと重なるように、前記磁気センサと前記第１のオートフォーカスコイルとを支持することを特徴とする。
（３）；（１）又は（２）において、前記光軸方向に対して、前記第１のオートフォーカスコイルに平行に配置された第２のオートフォーカスコイルをさらに備え、前記磁気センサが、前記第１のオートフォーカスコイルと前記第２のオートフォーカスコイルに挟まれて配置されていることを特徴とする。

（４）；（３）において、前記磁石の着磁方向が、前記光軸方向に対して垂直方向で、かつ前記磁石から前記第１及び第２のオートフォーカスコイルの面方向に着磁されていることを特徴とする。
（５）；（３）又は（４）において、前記磁気センサが、前記第１のオートフォーカスコイルと前記第２のオートフォーカスコイルに挟まれ、かつ前記磁石の着磁方向に対して垂直な長手方向及び短手方向の中心位置に配置されていることを特徴とする。

（６）；（３）又は（４）において、前記磁気センサが、前記第１のオートフォーカスコイルと前記第２のオートフォーカスコイルに挟まれ、かつ前記磁石の着磁方向に対して垂直な長手方向及び短手方向の中心位置から外れた位置に配置されていることを特徴とする。
（７）；（３）乃至（５）のいずれかにおいて、前記磁石が、前記第１のオートフォーカスコイル及び前記第２のオートフォーカスコイルの周辺に沿って複数個配置されていることを特徴とする。

（８）；（７）において、前記磁気センサが、前記第１のオートフォーカスコイルと前記第２のオートフォーカスコイルに挟まれ、かつ隣接する前記磁石の挟間に配置されていることを特徴とする。
（９）；（７）又は（８）において、前記第１のオートフォーカスコイル及び前記第２の
オートフォーカスコイルが、前記複数個の磁石の内側に配置されていることを特徴とする
。
（１０）；（７）又は（８）において、前記第１のオートフォーカスコイル及び前記第２
のオートフォーカスコイルが、前記複数個の磁石の外側に配置されていることを特徴とす
る。

（１１）；（３）乃至（１０）のいずれかにおいて、前記第１のオートフォーカスコイルと前記第２のオートフォーカスコイルとが同一形状であることを特徴とする。
（１２）；（１１）において、前記第１のオートフォーカスコイルと前記第２のオートフォーカスコイルとが角型コイルで、前記磁気センサが、前記角型コイルのいずれかの四隅において挟まれて配置されていることを特徴とする。

（１３）；（１）乃至（１２）のいずれかにおいて、前記オートフォーカス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磁気センサからの位置情報に基づいて前記光学要素を制御することを特徴とする。
（１４）；（１）乃至（１３）のいずれかにおいて、前記磁気センサが、ホール素子であることを特徴とする。

本発明によれば、オートフォーカスにおいてクローズドループ制御を行うことが可能で、かつ漏れ磁場の影響を低減でき、また、リニアリティも良好な位置検出装置を実現することができる。

（ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係る位置検出装置の実施形態１を説明するための構成図である。 （ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係る位置検出装置の実施形態２を説明するための構成図である。 （ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係る位置検出装置の実施形態３を説明するための構成図である。 本発明に係る位置検出装置の実施例１を説明するための構成図である。 図４に示した実施例１に係る位置検出装置の上面図である。 本発明に係る位置検出装置の実施例２を説明するための構成図である。 図６に示した実施例２に係る位置検出装置の上面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、図６に示した実施例２としての具体例１を説明するための構成図である。 （ａ）乃至（ｄ）は、図８（ａ）に示した具体例１における手振れ補正機能を備えた構成図である。 本発明に係る位置検出装置の実施例３を説明するための構成図である。 図１０に示した実施例３に係る位置検出装置の上面図である。 本発明に係る位置検出装置の実施例４を説明するための構成図である。 図１２に示した実施例４に係る位置検出装置の上面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、図１２に示した実施例４としての具体例２を説明するための構成図である。 （ａ）乃至（ｄ）は、図１４（ａ）に示した具体例２における手振れ補正機能を備えた構成図である。 （ａ）及び（ｂ）は、特許文献３に示された磁石とＺ軸ＡＦ用コイルとＺ軸ＡＦ用センサの配置関係を示す構成図である。 （ａ）乃至（ｄ）は、従来と本実施形態における磁石とＺ軸ＡＦ用センサの配置関係とリニアリティを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の各実施形態について説明する。
＜実施形態１＞
図１（ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係る位置検出装置の実施形態１を説明するための構成図で、図１（ａ）は全体斜視図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）はＺ軸方向の磁気センサの位置における出力電圧の特性図である。なお、オートフォーカスコイル１３ａ，１３ｂの付された矢印は電流方向（電流ライン）を示している。

図１（ａ）及び（ｂ）に示された位置検出装置は、Ｘ軸方向に着磁された磁石１１に対して、磁石１１の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って直線部分が配置された第１のオートフォーカスコイル１３ａと、この第１のオートフォーカスコイル１３ａに平行で、かつ磁石１１の短手方向（Ｚ軸方向）に配置された第２のオートフォーカスコイル１３ｂと、第１のオートフォーカスコイル１３ａと第２のオートフォーカスコイル１３ｂに挟まれ、かつ磁石１１の長手方向及び短手方向の中心に位置して配置された磁気センサ１２とを備えている。

磁気センサ１２は、上述した配置の場合、磁気センサ１２に印加される磁束密度のＺ軸方向成分に比例した電圧を出力する。磁気センサ１２は、固定された磁石１１に対してＺ軸方向に沿って、オートフォーカスコイル１３ａ及び１３ｂと共に移動する。このとき、移動とともに変化する磁気センサ１２の出力電圧の変化量は、移動量に対し高いリニアリティを持つため、電圧の変化量をモニタすることで高い精度での位置検出が可能である。なお、固定された磁気センサ１２に対してＺ軸方向に沿って磁石１１が移動するようにしてもよい。

また、磁気センサ１２と第１及び第２のオートフォーカスコイル１３ａ，１３ｂは、図示していない支持部（図８（ｂ）における符号４４）で支持されているため、第１及び第２のオートフォーカスコイル１３ａ，１３ｂに伴って磁気センサ１２も移動する。
また、磁気センサ１２は、この磁気センサ１２に印加される磁束密度のＺ軸方向成分に比例した電圧を出力する。また、Ｘ軸上で第１及び第２のオートフォーカスコイル１３ａ，１３ｂを形成する導体部分の導体幅の光軸方向に沿った領域に、磁気センサ１２が配置される。導体幅において、光軸方向に沿った中心軸ｂと磁気センサ１２の感磁軸の中心がほぼ一致するよう配置されていることが好ましい。前述の領域は、図１において、オートフォーカスコイル１３ａ又は１３ｂを形成する導体部分の、光軸方向に沿った射影領域である。磁場を検知する磁気センサが射影領域内に収まるよう配置する。

本実施形態１において、オートフォーカスコイルの導体部分の導体幅ｄの範囲内に、上面視で、磁気センサ１２の感磁部分の少なくとも一部が重なるように配置される。
前述の範囲内に、上面視で、磁気センサ１２の感磁部分の中心が重なるように配置されることが好ましい。
より好ましくは、オートフォーカスコイルの導体部分の導体幅ｄの幅方向の中心軸と、磁気センサ１２の感磁部分の中心とが、光軸方向において一致する配置が好ましい。

例えば、化合物系ホール素子を封止樹脂でパッケージングした磁気センサであれば、化合物系ホール素子部分が、前述の導体幅ｄの範囲内となるように配置される構成が好ましい。封止樹脂部分や、リードフレーム部分等は、前述の範囲内であっても、範囲外であってもよい。
また、シリコン系ホール素子と半導体集積回路が１チップ化された磁気センサであれば、シリコン系ホール素子が、前述の導体幅ｄの範囲内となるように配置されている構成が好ましい。半導体集積回路部分等は、前述の範囲内であっても、範囲外であってもよい。
なお、デザインや組立誤差などで中心が多少ずれている場合でも、直ちに大きな磁束密度が印加されることはなく、どれだけずれてよいかは実施の段階で考慮される。

また、Ｙ軸方向に電流が流れている第１及び第２のオートフォーカスコイル１３ａ，１３ｂの直線部分を磁気センサ１２のＺ軸上下に配置する。第１及び第２のオートフォーカスコイル１３ａ，１３ｂが発生する磁場は、磁気センサ１２に干渉しない。
第１及び第２のオートフォーカスコイル１３ａ，１３ｂが磁石１１から受ける磁場成分は、Ｘ軸成分がほとんどであり、これによりＺ軸方向に大きなローレンツ力が生じる。一方、第１及び第２のオートフォーカスコイル１３ａ，１３ｂが磁石１１から受ける磁場成分には、多少のＺ軸成分も含む。これによりＸ軸成分のローレンツ力も多少生じる。このＸ軸成分のローレンツ力は、Ｙ軸周りに第１及び第２のオートフォーカスコイル１３ａ，１３ｂを回転させるような力となる。これは意図しない動きであるため、第１及び第２のオートフォーカスコイル１３ａ，１３ｂが回転しないように、第１及び第２のオートフォーカスコイル１３ａ，１３ｂと磁気センサ１２が一体となったモジュールは、Ｚ軸のみ稼働するような図示しないガイドバー（図８（ｂ）における符号４６）が設けられている構成としてもよい。

第１及び第２のオートフォーカスコイル１３ａ，１３ｂと磁気センサ１２が連動して動く機構とすることで、下記の動作となる。
１）第１及び第２のオートフォーカスコイル１３ａ，１３ｂにコイル電流流す。
２）第１及び第２のオートフォーカスコイル１３ａ，１３ｂに主にＺ軸方向のローレンツ力が生じる。
３）第１及び第２のオートフォーカスコイル１３ａ，１３ｂと磁気センサ１２が連動してＺ軸上に動く。
４）磁気センサ１２が移動量を検知してオートフォーカスコイル１３ａ、１３ｂに流す電流量が制御される（クローズドループ）。この際のコイル磁場干渉は無視できる。
なお、磁石１１のみが動く機構でも同じことである。

ここで、従来の特許文献３との比較を行う。
図１６（ａ）及び（ｂ）は、特許文献３に示された磁石とＺ軸ＡＦ用コイルとＺ軸ＡＦ用センサの配置関係を示す構成図で、図１６（ａ）は斜視図、図１６（ｂ）は上面図を示している。
図１６（ａ）及び（ｂ）に示すように、上述した特許文献３では、２つのＺ軸ＡＦ用コイル６３Ｚ，６３Ｚの近傍にＺ軸ＡＦ用センサ６４Ｚが配置されている。Ｚ軸ＡＦ用コイル６３Ｚ，６３Ｚに電流を流すことで、磁石６２にＺ軸方向の推力が生じ、また、磁石６２の移動に応じて変化するＺ軸ＡＦセンサ６４Ｚの出力をモニタすることでＺ方向の磁石６２の位置検知が可能である。しかしながら、Ｚ軸ＡＦ用センサに対してＺ軸ＡＦ用コイルが発生する磁場は、Ｚ軸ＡＦ用センサ６４Ｚの感磁軸方向成分を少なからず有し、検出されてしまう。その結果、位置検出誤差の原因となる。

これに対し、本実施形態では、ＡＦ用コイルからの磁場は、構造上の特徴により、ほとんど磁気センサへ影響しない。
図１７（ａ）乃至（ｄ）は、従来と本実施形態における磁石とＺ軸ＡＦ用センサの配置関係とリニアリティを示す図で、図１７（ａ）は従来の磁石とＺ軸ＡＦ用センサの配置、図１７（ｂ）は図１７（ａ）におけるリニアリティを示す特性図、図１７（ｂ）は本実施形態の磁石とＺ軸ＡＦ用センサの配置、図１７（ｄ）は図１７（ｂ）におけるリニアリティを示す特性図である。

図１７（ａ）及び（ｃ）のように、従来の構成は、磁石６２のＺ軸方向への移動に伴って変動するＺ軸ＡＦ用センサ６４Ｚへの印加磁場は、磁石６２の移動量に対して曲線を描き、高いリニアリティを有するとは言えない。それに対し、本実施形態で得られるリニアリティは、図１７（ｂ）及び（ｄ）に示すように、非常に高いリニアリティを有する。なお、当然、センサがＺ軸方向に移動しても同じ結果が得られる。

＜実施形態２＞
図２（ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係る位置検出装置の実施形態２を説明するための構成図で、図２（ａ）は全体斜視図、図２（ｂ）は正面図で、図２（ｃ）はＺ軸方向の磁気センサの位置における出力電圧の特性図である。図１（ａ）では、オートフォーカスコイルを上下で２つの電流ラインを示したが、図２（ａ）のように電流ラインは１本でもよい。この場合、推力は、図１（ａ）の場合に対して弱くなる。
磁気センサ２２は、オートフォーカスコイル２３の周辺、つまり、Ｘ軸上でオートフォーカスコイル２３の幅方向の中心軸ｂと磁気センサ２２の感磁軸の中心がほぼ一致するよう配置され、かつ磁石２１の着磁方向に対して垂直な長手方向及び短手方向の中心に位置して配置されている。

＜実施形態３＞
図３（ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係る位置検出装置の実施形態３を説明するための構成図で、図３（ａ）は全体斜視図、図３（ｂ）は正面図で、図３（ｃ）はＺ軸方向の磁気センサの位置における出力電圧の特性図である。
磁気センサ３２のＳｔｒｏｋｅ＝０の位置は、必ずしも磁石３１の着磁方向に対して垂直な長手方向及び短手方向の中心と一致していなくてもよい。ただし、出力の直線性が低い領域をつかうことになるため、位置検出精度（リニアリティ）は、図１（ａ）又は図２（ａ）の構成の方が優れている。

図４は、本発明に係る位置検出装置の実施例１を説明するための構成図で、図５は、図４に示した実施例１に係る位置検出装置の上面図である。
本実施例１の位置検出装置は、光学要素であるレンズ（図示せず）が光軸方向ａに沿って移動するためのオートフォーカス機構を有する位置検出装置である。
第１及び第２のオートフォーカスコイル４３ａ，４３ｂは、光軸方向ａの周りに巻かれて配置されている。コイルの中心軸方向が光軸方向ａと平行に設けられている。

また、磁石４１ａ乃至４１ｄのいずれか又はすべては、光軸方向ａと垂直な平面視で、第１及び第２のオートフォーカスコイル４３ａ，４３ｂの周辺に離間して配置されている。つまり、図４においては、磁石４１ａ乃至４１ｄは、第１のオートフォーカスコイル４３ａ及び第２のオートフォーカスコイル４３ｂの外側周辺に沿って複数個配置されている。
また、磁気センサ４２ａの感磁軸は、光軸方向ａに対して平行であり、磁石４１ａ乃至４１ｄの磁場を検知する。また、磁気センサ４２ａは、その感磁軸が、第１及び第２のオートフォーカスコイル４３ａ，４３ｂの電流ラインの導体幅ｄにおける中心軸ｂに、近接するように配置される。

また、図示しない支持部（図８（ｂ）における符号４４）は、第１及び第２のオートフォーカスコイル４３ａ，４３ｂの光軸方向ａの周りに沿った位置に、磁気センサ４２ａと第１及び第２のオートフォーカスコイル４３ａ，４３ｂとを支持している。
また、第１及び第２のオートフォーカスコイル４３ａ，４３ｂは、互いに光軸方向ａに沿って平行に配置され、同一形状であることが好ましい。

また、磁気センサ４２ａは、第１のオートフォーカスコイル４３ａと第２のオートフォーカスコイル４３ｂの導体幅ｄにおける中心軸ｂに沿った周辺、つまり、第１のオートフォーカスコイル４３ａと第２のオートフォーカスコイル４３ｂに挟まれた位置に配置されている。
また、磁石４１ａ乃至４１ｄのいずれか又はすべての着磁方向は、光軸方向ａに対して垂直方向で、かつ磁石４１ａ乃至４１ｄから第１及び第２のオートフォーカスコイル４３ａ，４３ｂの径方向（円形コイルの場合）又は面方向（平板上の円形コイル及び角型コイルの場合）に着磁されている。

また、第１のオートフォーカスコイル４３ａと第２のオートフォーカスコイル４３ｂとは角型コイルで、磁気センサ４２ａは、前記角型コイルのいずれかの辺の中心位置において挟まれて配置されている。なお、オートフォーカスコイルの断面形状は、円形、楕円形、四角形のいずれであってもよい。
また、磁気センサ４２ａは、第１のオートフォーカスコイル４３ａと第２のオートフォーカスコイル４３ｂに挟まれ、かつ磁石４１ａ乃至４１ｄの着磁方向に対して垂直な長手方向及び短手方向の中心位置に配置されている。なお、磁気センサは、ホール素子であることが好ましい。

上述したような構成により、オートフォーカスコイルからの磁気センサへの干渉を低減でき、オートフォーカスコイルと磁気センサのＺ軸上の位置を高精度で検知することができる。
また、一般的に、クローズドＡＦは、部品点数が多くなる（ＡＦ用検知磁石や検知センサなど）が、ＯＩＳ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ；光学式手ブレ補正）の磁石と兼用している構造の場合、変更点や部品点数の増加が少なくて済むという利点がある。

また、オートフォーカスコイルと磁気センサが支持部で支持されているため、オートフォーカスコイルに伴って磁気センサも移動し、磁石と磁気センサの相対位置が変化するため、磁石から生じた磁束を磁気センサが検出することで、位置を検出することができ、それにより、クローズドループ制御が可能となる。
また、オートフォーカスコイルから生じる磁場は、磁気センサに対して、感磁方向とは水平な方向となるため、磁気センサは漏れ磁場の影響を受けにくい構成となる。さらに、磁石に対して、感磁方向を光軸方向の磁気センサとすることでリニアリティが向上する。

図６は、本発明に係る位置検出装置の実施例２を説明するための構成図で、図７は、図６に示した実施例２に係る位置検出装置の上面図である。なお、図４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。
磁気センサ４２ｂは、第１のオートフォーカスコイル４３ａと第２のオートフォーカスコイル４３ｂに挟まれ、かつ磁石４１ａ乃至４１ｄの着磁方向に対して垂直な長手方向及び短手方向の中心位置から外れた位置に配置されている。
また、第１のオートフォーカスコイル４３ａと第２のオートフォーカスコイル４３ｂとは角型コイルで、磁気センサ４２ｂは、角型コイルのいずれかの四隅において挟まれて配置されている。

このように、磁気センサの位置の条件は、オートフォーカスコイルの磁場が磁気センサの面に平行にはいってきて、かつ、必要なリニアリティが確保できるような位置であればどこでもよい。例えば、必ずしも図４に示したような磁石の中心に磁気センサが配置される必要はなく、図６に示したような隣接した２つ磁石の狭間の位置でも高いリニアリティは確保できる。

＜具体例１＞
図８（ａ）及び（ｂ）は、図６に示した実施例２としての具体例１を説明するための構成図で、図８（ａ）は磁石とオートフォーカスコイルと磁気センサとＯＩＳ用コイルの組み立て斜視図、図８（ｂ）はガイドバーやオートフォーカスコイルの保持機構や実装基板を取り付けた斜視図である。なお、図６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。
つまり、図８（ａ）は、図８（ｂ）から基板と保持機構とガイドバーなどの磁気回路に不要な要素を削除した図である。

磁気センサ４２ｂは、図６にも示したように、第１のオートフォーカスコイル４３ａと第２のオートフォーカスコイル４３ｂに挟まれ、かつ磁石４１ａ乃至４１ｄの着磁方向に対して垂直な長手方向及び短手方向の中心位置から外れた位置に配置されている。つまり、磁気センサ４２ｂは、第１のオートフォーカスコイル４３ａと第２のオートフォーカスコイル４３ｂに挟まれ、かつ隣接する磁石４１ｃと４１ｂの挟間に配置されている。なお、磁気センサ４２ｂは、磁石４１ｄと４１ａ，４１ａと４１ｃ，４１ｂと４１ｄの挟間に配置されていてもよい。

また、レンズホルダとしての支持部４４は、第１及び第２のオートフォーカスコイル４３ａ，４３ｂの光軸方向ａの周りに沿った位置に、磁気センサ４２ｂと第１及び第２のオートフォーカスコイル４３ａ，４３ｂとを支持している。
また、手振れ補正用コイル４５は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣＢ）４８上に設けられ、各磁石４１ａ乃至４１ｄに対応して配置されている。

また、ガイドバー４６は、第１及び第２のオートフォーカスコイル４３ａ，４３ｂが回転しないように、第１及び第２のオートフォーカスコイル４３ａ，４３ｂと磁気センサ４２ｂが一体となったモジュールが、Ｚ軸のみに稼働するように設けられている。
また、手振れ補正用駆動ユニット支持部４７は、手振れ補正用コイル４５と各磁石４１ａ乃至４１ｄとの間で、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣＢ）４８に対応して設けられている。
このような構成により、アクチュエータサイズの低減には、磁気センサは、アクチュエータ隅に配置することが有用である。

図９（ａ）乃至（ｄ）は、図８（ａ）に示した具体例１における手振れ補正機能を備えた構成図で、図９（ａ）は図８（ａ）と同じ斜視図で、図９（ｂ）は図９（ａ）の上面図、図９（ｃ）は図９（ｂ）の側面図、図９（ｄ）は図９（ｂ）の側面図である。図中符号４９Ｘは手振れ補正用磁気センサ（Ｘ軸検知）、４９Ｙは手振れ補正用磁気センサ（Ｙ軸検知）を示している。
つまり、図９（ａ）は、図８（ｂ）から基板と保持機構とガイドバーなどの磁気回路に不要な要素を削除した図である。

磁石４１ａ乃至４１ｄの近傍に設けられた手振れ補正用コイル４５と、この手振れ補正用コイル４５と同一基板に固定された、手振れ補正用磁気センサ（Ｘ軸検知）４９Ｘと手振れ補正用磁気センサ（Ｙ軸検知）４９Ｙとをさらに備えている。
また、手振れ補正用コイル４５の軸方向は、光軸方向ａと平行になるように配置されている。手振れ補正用コイル４５に通電することで、手振れ補正用駆動ユニット支持部４７によって支持されたガイドバー４６、磁石４１ａ乃至４１ｄ、レンズホルダとしての支持部４４がＸ軸及びＹ軸に駆動する。また、オートフォーカス機構にクローズドループ制御を用い、オートフォーカス機構の磁気センサ４２ｂからの位置情報に基づいて光学要素を制御するように構成されている。

なお、「クローズドループ制御」とは、ＡＦ磁気センサの信号から、ＡＦレンズを制御することを意味している。
また、「オープンループ制御」とは、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）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ことを意味している。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。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。

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ことも無いため、フォーカススピードが速いという利点がある。

図１０は、本発明に係る位置検出装置の実施例３を説明するための構成図で、図１１は、図１０に示した実施例３に係る位置検出装置の上面図である。つまり、図４に示した磁石とオートフォーカスコイルの内側外側の関係を反転した図で、オートフォーカスコイルを磁石の外側に配置した構成図を示している。
本実施例３の位置検出装置は、光学要素であるレンズが光軸方向ａに沿って移動するためのオートフォーカス機構を有する位置検出装置である。

第１及び第２のオートフォーカスコイル５３ａ，５３ｂは、光軸方向ａの周りに巻かれ、軸方向が光軸方向ａと平行に設けられている。
また、磁石５１ａ乃至５１ｄのいずれか又はすべては、光軸方向ａと垂直な平面視で、第１及び第２のオートフォーカスコイル５３ａ，５３ｂの周辺に離間して配置されている。つまり、図１０においては、磁石５１ａ乃至５１ｄは、第１のオートフォーカスコイル５３a及び第２のオートフォーカスコイル５３ｂの内側周辺に沿って複数個配置されている。

また、磁気センサ５２ａは、光軸方向ａに対して感磁軸が平行で、かつ感磁軸が、第１及び第２のオートフォーカスコイル５３ａ，５３ｂの電流路の導体幅ｄにおける中心軸ｂに近接するように配置され、磁石５１ａ乃至５１ｄのいずれかの磁場を検知する。
また、図示しない支持部（図１４（ｂ）における符号５４）は、第１及び第２のオートフォーカスコイル５３ａ，５３ｂの光軸方向ａの周りに沿った位置に、磁気センサ５２ａと第１及び第２のオートフォーカスコイル５３ａ，５３ｂとを支持している。

また、光軸方向ａに対して、第１及び第２のオートフォーカスコイル５３ａ，５３ｂは互いに平行に配置され、第１及び第２のオートフォーカスコイル５３ａは同一形状であることが好ましい。また、磁気センサ５２ａは、第１のオートフォーカスコイル５３ａと第２のオートフォーカスコイル５３ｂの導体幅ｄに沿った周辺、つまり、第１のオートフォーカスコイル５３ａと第２のオートフォーカスコイル５３ｂに挟まれて配置されている。

また、磁石５１ａ乃至５１ｄのいずれか又はすべての着磁方向が、光軸方向ａに対して垂直方向で、かつ磁石５１ａ乃至５１ｄから第１及び第２のオートフォーカスコイル５３ａ，５３ｂの径方向又は面方向に着磁されている。
また、第１のオートフォーカスコイル５３ａと第２のオートフォーカスコイル５３ｂとは角型コイルで、磁気センサ５２ａは、角型コイルのいずれかの片の中心位置において挟まれて配置されている。なお、オートフォーカスコイルの断面形状は、円形、楕円形、四角形のいずれであってもよい。

また、磁気センサ５２ａは、第１のオートフォーカスコイル５３ａと第２のオートフォーカスコイル５３ｂに挟まれ、かつ磁石の着磁方向に対して垂直な長手方向及び短手方向の中心位置に配置されている。なお、磁気センサは、ホール素子であることが好ましい。
また、磁石５１ａ乃至５１ｄは、第１のオートフォーカスコイル５３ａ及び第２のオートフォーカスコイル５３ｂの内側周辺に沿って複数個配置されている。
また、磁気センサ５２ｂは、第１のオートフォーカスコイル５３ａと第２のオートフォーカスコイル５３ｂに挟まれ、かつ隣接する磁石５１ａと５１ｃ，５１ｃと５１ｂ，５１ｂと５１ｄ，５１ｄと５１ａの挟間に配置されている。

また、磁石５１ａ乃至５１ｄの近傍に設けられた手振れ補正用コイル５５と、この手振れ補正用コイル５５により駆動される手振れ補正用のＸ軸検知磁気センサ５９Ｘと手振れ補正用のＹ軸検知磁気センサ５９Ｙとをさらに備えている。
また、手振れ補正用コイル５５の軸方向は、光軸方向ａと平行になるように配置されている。
また、オートフォーカス機構にクローズドループ制御を用い、オートフォーカス機構の磁気センサ５２ｂからの位置情報に基づいて前記光学要素を制御するように構成されている。なお、磁気センサは、ホール素子であることが好ましい。
このような構成により、レンズの動きに連動してオートフォーカスコイルとホール素子が動けば、図４と同様の効果が得られる。

つまり、オートフォーカスコイルと磁気センサが支持部で支持されているため、オートフォーカスコイルに伴って磁気センサも移動し、磁石と磁気センサの相対位置が変化するため、磁石から生じた磁束を磁気センサが検出することで、位置を検出することができ、それにより、クローズドループ制御が可能となる。
また、オートフォーカスコイルから生じる磁場は、磁気センサに対して、感磁方向とは水平な方向となるため、磁気センサは漏れ磁場の影響を受けにくい構成となる。さらに、磁石に対して、感磁方向を光軸方向の磁気センサとすることでリニアリティが向上する。

図１２は、本発明に係る位置検出装置の実施例４を説明するための構成図で、図１３は、図１２に示した実施例４に係る位置検出装置の上面図である。なお、図１０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。
図１０に示した磁気センサ５２ａの配置位置とは異なり、磁気センサ５２ｂは、第１のオートフォーカスコイル５３ａと第２のオートフォーカスコイル５３ｂに挟まれ、かつ磁石５１ａ乃至５１ｄのいずれかの着磁方向に対して垂直な長手方向及び短手方向の中心位置から外れた位置に配置されている。

また、図６に示した磁石４１ａ乃至４１ｄがオートフォーカスコイル４３ａ，４３ｂの外側に配置されているのに対して、図１２に示した磁石５１ａ乃至５１ｄは、オートフォーカスコイル５３ａ，５３ｂの内側に配置されている。
つまり、図１２に示した磁気センサ位置の条件は、オートフォーカスコイルの磁場が磁気センサの面に平行にはいってきて、かつ、必要なリニアリティが確保できるような位置であればどこでもよい。このように、例えば、図１０に示すように、磁気センサが必ずしも磁石の中心である必要はなく、図１２に示したように、２つ磁石の狭間でも高いリニアリティは確保できる。

＜具体例２＞
図１４（ａ）及び（ｂ）は、図１２に示した実施例４としての具体例２を説明するための構成図で、図１４（ａ）は磁石とオートフォーカスコイルと磁気センサとＯＩＳ用のコイルの組み立て斜視図、図１４（ｂ）はガイドバーやオートフォーカスコイルの保持機構や実装基板を取り付けた斜視図である。なお、図１２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。
つまり、図１４（ａ）は、図１４（ｂ）から基板と保持機構とガイドバーなどの磁気回路に不要な要素を削除した図である。

磁気センサ５２ｂは、図１２にも示したように、第１のオートフォーカスコイル５３ａと第２のオートフォーカスコイル５３ｂに挟まれ、かつ磁石５１ａ乃至５１ｄの着磁方向に対して垂直な長手方向及び短手方向の中心位置から外れた位置に配置されている。つまり、磁気センサ５２ｂは、第１のオートフォーカスコイル５３ａと第２のオートフォーカスコイル５３ｂに挟まれ、かつ隣接する磁石５１ｃと５１ｂの挟間に配置されている。なお、磁気センサ５２ｂは、磁石５１ｄと５１ａ，５１ａと５１ｃ，５１ｂと５１ｄの挟間に配置されていてもよい。

また、レンズホルダとしての支持部５４は、第１及び第２のオートフォーカスコイル５３ａ，５３ｂの光軸方向ａの周りに沿った位置に、磁気センサ５２ｂと第１及び第２のオートフォーカスコイル５３ａ，５３ｂとを支持している。
また、手振れ補正用コイル５５は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣＢ）５８上に設けられ、各磁石５１ａ乃至５１ｄに対応して配置されている。

また、ガイドバー５６は、第１及び第２のオートフォーカスコイル５３ａ，５３ｂが回転しないように、第１及び第２のオートフォーカスコイル５３ａ，５３ｂと磁気センサ５２ｂが一体となったモジュールが、Ｚ軸のみに稼働するように設けられている。
また、手振れ補正用駆動ユニット支持部５７は、手振れ補正用コイル５５と各磁石５１ａ乃至５１ｄとの間で、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣＢ）５８に対応して設けられている。
このような構成により、アクチュエータサイズの低減には、磁気センサは、アクチュエータ隅に配置することが有用である。

図１５（ａ）乃至（ｄ）は、図１４（ａ）に示した具体例２における手振れ補正機能を備えた構成図で、図１５（ａ）は図１４（ａ）と同じ斜視図で、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の上面図、図１５（ｃ）は図１５（ａ）の側面図、図１５（ｄ）は図１５（ｂ）の側面図である。図中符号５９Ｘは手振れ補正用磁気センサ（Ｘ軸検知）、５９Ｙは手振れ補正用磁気センサ（Ｙ軸検知）を示している。
つまり、図１５（ａ）は、図１４（ｂ）から基板と保持機構とガイドバーなどの磁気回路に不要な要素を削除した図である。

磁石５１ａ乃至５１ｄの近傍に設けられた手振れ補正用コイル５５と、この手振れ補正用コイル５５と同一基板に固定された、手振れ補正用磁気センサ（Ｘ軸検知）５９Ｘと手振れ補正用磁気センサ（Ｙ軸検知）５９Ｙとをさらに備えている。
また、手振れ補正用コイル５５の軸方向は、光軸方向ａと平行になるように配置されている。手振れ補正用コイル５５に通電することで、手振れ補正用駆動ユニット支持部５７によって支持されたガイドバー５６、磁石５１ａ乃至５１ｄ、レンズホルダとしての支持部５４がＸ軸及びＹ軸に駆動する。
また、オートフォーカス機構にクローズドループ制御を用い、オートフォーカス機構の磁気センサ５２ｂからの位置情報に基づいて光学要素を制御するように構成されている。

１１，２１，３１，４１ａ乃至４１ｄ，５１ａ乃至５１ｄ 磁石
１２，２２，３２，４２ａ，４２ｂ，５２ａ，５２ｂ 磁気センサ
１３ａ，４３ａ，５３ａ 第１のオートフォーカスコイル
１３ｂ，４３ｂ，５３ｂ 第２のオートフォーカスコイル
２３，３３ オートフォーカスコイル
４４，５４ レンズホルダとしての支持部
４５，５５ 手振れ補正用コイル
４６，５６ ガイドバー
４７，５７ 手振れ補正用駆動ユニット支持部
４８，５８ フレキシブルプリント基板（ＦＰＣＢ）
４９Ｘ，５９Ｘ 手振れ補正用磁気センサ（Ｘ軸検知）
４９Ｙ，５９Ｙ 手振れ補正用磁気センサ（Ｙ軸検知）
６２ 磁石
６３Ｚ Ｚ軸ＡＦ用コイル
６４Ｚ Ｚ軸ＡＦ用センサ

Claims (14)

1. 光学要素が光軸方向に沿って移動するためのオートフォーカス機構を有する位置検出装置において、
   前記光軸方向の周りに巻かれた第１のオートフォーカスコイルと、
   前記光軸方向と垂直な平面視で、前記第１のオートフォーカスコイルの周辺に離間して配置された磁石と、
   前記光軸方向に対して感磁軸が平行で、前記磁石の磁場を検知する磁気センサと、
   前記第１のオートフォーカスコイルを形成する導体部分の導体幅の前記光軸方向に沿った領域に前記磁気センサが配置され、かつ前記平面視で前記磁気センサの感磁部分の少なくとも一部が前記第１のオートフォーカスコイルと重なるように、前記第１のオートフォーカスコイルと前記磁気センサを支持する支持部と、
   を備えている位置検出装置。
2. 前記支持部は、前記磁気センサの感磁軸が、前記導体部分の導体幅における光軸方向に沿った中心軸に近接し、かつ前記平面視で前記磁気センサの感磁部分全体が前記第１のオートフォーカスコイルと重なるように、前記磁気センサと前記第１のオートフォーカスコイルとを支持する請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記光軸方向に対して、前記第１のオートフォーカスコイルに平行に配置された第２のオートフォーカスコイルをさらに備え、前記磁気センサが、前記第１のオートフォーカスコイルと前記第２のオートフォーカスコイルに挟まれて配置されている請求項１又は２に記載の位置検出装置。
4. 前記磁石の着磁方向が、前記光軸方向に対して垂直方向で、かつ前記磁石から前記第１及び第２のオートフォーカスコイルの面方向に着磁されている請求項３に記載の位置検出装置。
5. 前記磁気センサが、前記第１のオートフォーカスコイルと前記第２のオートフォーカスコイルに挟まれ、かつ前記磁石の着磁方向に対して垂直な長手方向及び短手方向の中心位置に配置されている請求項３又は請求項４に記載の位置検出装置。
6. 前記磁気センサが、前記第１のオートフォーカスコイルと前記第２のオートフォーカスコイルに挟まれ、かつ前記磁石の着磁方向に対して垂直な長手方向及び短手方向の中心位置から外れた位置に配置されている請求項３又は請求項４に記載の位置検出装置。
7. 前記磁石が、前記第１のオートフォーカスコイル及び前記第２のオートフォーカスコイルの周辺に沿って複数個配置されている請求項３乃至５のいずれかに記載の位置検出装置。
8. 前記磁気センサが、前記第１のオートフォーカスコイルと前記第２のオートフォーカスコイルに挟まれ、かつ隣接する前記磁石の挟間に配置されている請求項７に記載の位置検出装置。
9. 前記第１のオートフォーカスコイル及び前記第２のオートフォーカスコイルが、前記複数個の磁石の内側に配置されている請求項７又は８に記載の位置検出装置。
10. 前記第１のオートフォーカスコイル及び前記第２のオートフォーカスコイルが、前記複数個の磁石の外側に配置されている請求項７又は８に記載の位置検出装置。
11. 前記第１のオートフォーカスコイルと前記第２のオートフォーカスコイルとが同一形状である請求項３乃至１０のいずれかに記載の位置検出装置。
12. 前記第１のオートフォーカスコイルと前記第２のオートフォーカスコイルとが角型コイルで、前記磁気センサが、前記角型コイルのいずれかの四隅において挟まれて配置されている請求項１１に記載の位置検出装置。
13. 前記オートフォーカス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磁気センサからの位置情報に基づいて前記光学要素を制御する請求項１乃至１２のいずれかに記載の位置検出装置。
14. 前記磁気センサが、ホール素子である請求項１乃至１３のいずれかに記載の位置検出装置。

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