JP7184069B2 - 位置検出装置、レンズモジュールおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気センサを備えた位置検出装置、レンズモジュールおよび撮像装置に関する。

これまでに、磁気センサを用いた位置検出装置が提案されている。本出願人は、例えば位置検出装置を備えたカメラモジュールを提案している（例えば特許文献１参照）。このカメラモジュールでは、位置検出装置が、焦点合わせを行う際に移動するレンズの位置検出を行うようになっている。また、特許文献２には、レンズ保持部材の移動位置を検知する位置検知磁石と磁気検知部材とを有するレンズ駆動装置が提案されている。

特開２０１９－０８２４４５号公報 国際公開第２０１８／０５１７２９号明細書

ところで、このような位置検出装置に対しては、より高い位置検出精度を有することが求められている。

したがって、高い検出精度を発現することのできる位置検出装置を提供することが望まれる。

本発明の一実施態様としての位置検出装置は、磁気センサと、第１の磁場発生部とを備える。第１の磁場発生部は、第１軸方向において磁気センサと離間して対向するように配置され、磁気センサに及ぶ第１の磁場を発生する。第１の磁場発生部は、第１軸方向と直交する平面に沿って隣り合うＮ極およびＳ極をそれぞれ複数含む第１の多極磁石を有する。また、磁気センサと第１の磁場発生部とは、第１軸方向と直交する第２軸方向に沿って相対的に移動可能に設けられ、第１軸方向および第２軸方向の双方と直交する第３軸方向における磁気センサの位置は、第３軸方向において隣り合うＮ極とＳ極との境界の第３軸方向の位置と異なっている。なお、直交とは、幾何学的に厳密に９０°である概念に加え、９０°から製造誤差程度、例えば±５°程度の誤差を含む概念である。

本発明の一実施態様としての位置検出装置によれば、高い検出精度を発現することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置を含むレンズモジュールを備えた撮像装置の全体構成例を表す概略斜視図である。 図１に示した撮像装置の内部を模式的に表す側面図である。 図１に示した撮像装置の内部を模式的に表す正面図である。 図１に示した位置検出装置の構成例を拡大して表す斜視図である。 図１に示した第１磁石と磁気センサとの位置関係を説明するための模式図である。 図１に示した駆動装置の一部を拡大して表す斜視図である。 図１に示した駆動装置の他の一部を拡大して表す斜視図である。 図１に示した駆動装置の一部を拡大して表す側面図である。 図１に示した駆動装置の他の一部を拡大して表す側面図である。 図１に示した磁気センサに付与される第１の磁場および第２の磁場を模式的に表す斜視図である。 図１に示した位置検出装置における磁気センサの回路構成を表す回路図である。 図１に示した磁気センサから得られる出力電圧特性を表す特性図である。 図８における１つの抵抗部の一部を示す斜視図である。 図１に示した撮像装置において、第１磁石の移動に伴う磁気センサに付与される磁場の強度の変化を表す特性図である。 図１に示した撮像装置において、第１磁石の移動に伴う磁気センサから得られる出力電圧の変化を表す特性図である。 第１の磁石のストローク量に対する合成磁場の方向の角度の変化を表す特性図である。 参考例としての磁石を有する位置検出装置の構成例を拡大して表す斜視図である。 図１２Ａに示した参考例としての位置検出装置における、磁石と磁気センサとの位置関係を説明するための模式図である。 図１２Ａに示した参考例としての位置検出装置における磁石のストローク量と磁場強度との関係を表す特性図である。 図１２Ａに示した参考例としての位置検出装置における磁石のストローク量と磁場強度の変動率との関係を表す特性図である。 図４Ａに示した位置検出装置における第１磁石のストローク量と磁場強度との関係を表す第１の特性図である。 図４Ａに示した位置検出装置における第１磁石のストローク量と磁場強度との関係を表す第２の特性図である。 図４Ａに示した位置検出装置における第１磁石のストローク量と合成磁場の方向の角度との関係を表す特性図である。 図４Ａに示した位置検出装置における第１磁石のストローク量と合成磁場の方向の角度の変動率との関係を表す特性図である。 本発明の第１変形例としての第１磁石の構成例を拡大して表す斜視図である。 本発明の第２変形例としてのレンズモジュールの構成例を表す斜視図である。 本発明の第３変形例としてのレンズモジュールの構成例を表す斜視図である。 本発明の第４変形例としてのレンズモジュールの構成例を表す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．一実施の形態
第１の磁場を発生すると共にレンズと一体に移動する第１の磁場発生部と、レンズを駆動するための第２の磁場を発生する第２の磁場発生部と、レンズの位置検出を行うための磁気センサとを有するレンズモジュールを備えた撮像装置の例。
２．変形例

＜１．一実施の形態＞
［撮像装置１００の構成］
最初に、図１から図３を参照して、本発明における一実施の形態としての撮像装置１００の構成について説明する。

図１は、撮像装置１００の全体構成例を表す斜視図である。図２は、側方から眺めた撮像装置１００の内部を模式的に示す説明図である。図３は、被写体側から眺めた撮像装置１００の内部を模式的に示す説明図である。なお、図１～図３では、撮像装置１００の各構成要素の寸法および配置位置は必ずしも一致していない。また、図１～図３に示した撮像装置１００は例示であって、本実施の形態は、撮像装置１００を構成する各構成要素、ならびにそれらの寸法、形状および配置位置は図１～図３に示したものに限定されない。

撮像装置１００は、例えば、光学式手振れ補正機構とオートフォーカス機構とを備えたスマートフォン用のカメラの一部を構成する。撮像装置１００は、例えば、ＣＭＯＳ等を用いて画像を取得する撮像素子としてのイメージセンサ２００と、被写体からの光をイメージセンサ２００に導くレンズモジュール３００とを備えている。

［レンズモジュール３００の構成］
レンズモジュール３００は、本発明の一実施の形態に係る位置検出装置１と、駆動装置３と、レンズ５と、筐体６と、基板７とを有している。位置検出装置１は、磁気式の位置検出装置であり、被写体から入射した光（以下、単に入射光）がイメージセンサ２００の撮像面に結像するように、入射光の焦点合わせを自動的に行う際にレンズ５の位置を検出する機構である。駆動装置３は、入射光の焦点合わせを行うためにレンズ５を移動させる機構である。筐体６は、位置検出装置１および駆動装置３などを収容し、それらを保護するようになっている。基板７は、上面７Ａを有している。なお、図２では筐体６を省略している。

ここで、図１～図３にそれぞれ示したように、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を定義する。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交している。本実施の形態では、Ｘ軸が基板７の上面７Ａに対し垂直であり、Ｙ軸およびＺ軸は、いずれも、基板７の上面７Ａに対して平行である。さらに、本実施の形態では、＋Ｘ方向を上方向とし、－Ｘ方向を下方向とする。
また、本実施の形態における＋Ｚ方向および－Ｚ方向、すなわち、Ｚ軸に平行な方向が本発明の「第１軸方向」に対応する一具体例である。本実施の形態における＋Ｘ方向および－Ｘ方向、すなわち、Ｘ軸に平行な方向が本発明の「第２軸方向」に対応する一具体例である。さらに、本実施の形態における＋Ｙ方向および－Ｙ方向、すなわち、Ｙ軸に平行な方向が本発明の「第３軸方向」に対応する一具体例である。

（レンズ５）
レンズ５は、その光軸方向がＸ軸と一致するような姿勢で、基板７の上面７Ａの上方に配置されている。また、図２に示したように、基板７は、レンズ５を通過した光を通過させる開口部７Ｋを有している。図２に示したように、レンズモジュール３００は、レンズ５と基板７の開口部７Ｋとを順次通過した被写体からの光がイメージセンサ２００に入射されるように、イメージセンサ２００に対して位置合わせされている。

（位置検出装置１）
次に、本実施の形態に係る位置検出装置１について詳細に説明する。

位置検出装置１は、第１の保持部材１４（図２参照）と、第２の保持部材１５と、複数のワイヤ１６と、複数のスプリング１７とを有している。第１の保持部材１４は、第１磁石１０（後出）およびレンズ５を保持するものである。第１の保持部材１４は、例えば、その内部にレンズ５を装着できるように構成された筒状の形状を有している。なお、位置検出装置１は、ワイヤ１６およびスプリング１７を有しなくともよい。

第１の保持部材１４は、第２の保持部材１５に対しレンズ５の光軸方向、すなわちＸ軸方向に沿って移動可能に設けられている。本実施の形態では、第２の保持部材１５は、例えばその内部にレンズ５と第１の保持部材１４とを収容できるように構成された箱型の形状を有している。複数のスプリング１７は、第１の保持部材１４と第２の保持部材１５とを接続し、第１の保持部材１４が第２の保持部材１５に対してＸ軸方向に移動できるように、第１の保持部材１４を支持している。

第２の保持部材１５は、基板７の上面７Ａの上方において、基板７に対してＹ軸方向およびＺ軸方向の双方に移動可能に設けられている。複数のワイヤ１６は、基板７と第２の保持部材１５とを接続しつつ、第２の保持部材１５が基板７に対してＹ軸方向およびＺ軸方向に移動できるように第２の保持部材１５を支持している。基板７に対する第２の保持部材１５の相対的な位置が変化すると、基板７に対する第１の保持部材１４の相対的な位置も変化する。

位置検出装置１は、第１の磁場ＭＦ１を発生する第１の磁場発生部としての第１磁石１０と、磁気センサ２０とをさらに有している。したがって、第１の磁場ＭＦ１は第１磁石１０が形成する磁場である。第１の磁場ＭＦ１には、Ｘ軸方向に沿った磁場成分ＨｓｘとＹ軸方向に沿った磁場成分Ｈｓｙとが含まれる。磁場成分Ｈｓｘは、本発明の「第１の磁場成分」に対応する一具体例であり、磁場成分Ｈｓｙは、磁場成分Ｈｓｘと位相差を有する「第２の磁場成分」に対応する一具体例である。第１磁石１０は、第１の保持部材１４により保持され、第２の磁場ＭＦ２を発生する第２の磁場発生部としての第２磁石３１，３２に対する相対的な位置が変化可能に設けられている。また、磁気センサ２０と第１磁石１０とは、Ｚ軸方向において互いに重なり合う状態を維持しつつ、Ｘ軸方向に沿って相対的に移動可能に設けられている。第１磁石１０は、例えばＸ軸方向を長手方向とする略直方体形状の外観を有している。第１磁石１０は、第１の磁性材料を主成分としている。第１の磁性材料としては、例えばＮｄＦｅＢなどのネオジム系磁石材料が挙げられ、詳細には例えばグレードＮ４８ＳＨのＮｄＦｅＢが好適である。あるいは、第１の磁性材料としてＳｍＣｏを用いてもよい。第１磁石１０は、レンズ５を保持する第１の保持部材１４の位置検出を行うための第１の磁場ＭＦ１を発生する位置検出用磁石である。

また、第１磁石１０は、Ｙ軸方向において第２磁石３１と第２磁石３２との間に位置するように、第１の保持部材１４に固定されている。すなわち、第１磁石１０は、第１の保持部材１４によって保持されている。第１の保持部材１４に対する第２の保持部材１５の相対的な位置がＸ軸方向に沿って変化すると、第１磁石１０に対する第２磁石３１，３２の相対的な位置もＸ軸方向に沿って変化するようになっている。

磁気センサ２０は、それが配置された所定の検出位置における検出対象磁場としての合成磁場ＭＦを検出し、合成磁場ＭＦの方向に対応した検出信号を生成する。磁気センサ２０は、Ｙ軸方向において第２磁石３１と第２磁石３２との間に位置すると共に、Ｚ軸方向において第１磁石１０を挟んでレンズ５と反対側に位置している。磁気センサ２０は、第２磁石３１，３２と共に第２の保持部材１５に固定されている。したがって、第１磁石１０は、磁気センサ２０に対してＸ軸方向へ移動可能に構成されている。

本実施の形態では、所定の検出位置は、磁気センサ２０が配置されている位置である。前述のように、第１の磁場発生部としての第１磁石１０の位置に対する第２の磁場発生部としての第２磁石３１，３２のＸ軸方向の位置が変化すると、上記所定の検出位置と第２磁石３１，３２との間の距離が変化する。検出対象磁場は、検出位置における第１の磁場ＭＦ１と第２の磁場ＭＦ２との合成磁場ＭＦである。磁気センサ２０は、合成磁場ＭＦの方向に対応した検出信号を生成し、第１磁石１０の位置の変化、すなわち、レンズ５の位置の変化を検出可能である。

図４Ａは、位置検出装置１における第１磁石１０および磁気センサ２０を拡大して表す斜視図である。図４Ｂは、磁気センサ２０および第１磁石１０を＋Ｚ方向に眺めた状態の一例を表す模式図である。なお、上述したように、第１磁石１０は、磁気センサ２０に対してＸ軸方向に移動可能に設けられている。図４Ａおよび図４Ｂに示したように、第１磁石１０は、例えばＺ軸方向において磁気センサ２０と離間して対向するように配置されている。第１磁石１０は、Ｚ軸方向と直交するＸ－Ｙ平面に沿って隣り合う複数のＮ極１１Ｎ，１２Ｎおよび複数のＳ極１１Ｓ，１２Ｓを含む多極磁石である。第１磁石１０は、例えば＋Ｙ方向に着磁された第１領域部分１１と、＋Ｙ方向と反対の－Ｙ方向に着磁された第２領域部分１２と、第１領域部分１１と第２領域部分１２との間に挟まれたニュートラルゾーン１３とを含んでいる。図４Ａにおいて、第１領域部分１１および第２領域部分１２に描かれた矢印は、それぞれ、第１領域部分１１および第２領域部分１２の磁化の方向を表している。第１領域部分１１と第２領域部分１２とは、第１磁石１０の移動方向であるＸ軸方向において、ニュートラルゾーン１３を挟んで隣り合っている。第１領域部分１１は、Ｙ軸方向に沿って隣り合うＮ極１１ＮとＳ極１１Ｓとを含んでいる。第２領域部分１２は、Ｙ軸方向に沿って隣り合うＮ極１２ＮとＳ極１２Ｓとを含んでいる。ここで、Ｎ極１１ＮとＳ極１２ＳとがＸ軸方向においてニュートラルゾーン１３を挟んで隣り合うように配置され、Ｎ極１２ＮとＳ極１１ＳとがＸ軸方向においてニュートラルゾーン１３を挟んで隣り合うように配置されている。

ニュートラルゾーン１３は、例えばＹ軸方向に沿って延在している。ニュートラルゾーン１３は、第１磁石１０において着磁されていない無着磁部分である。

図４Ｂに示したように、Ｙ軸方向において隣り合うＮ極１１ＮとＳ極１１Ｓとの境界１１Ｋ、およびＹ軸方向において隣り合うＮ極１２ＮとＳ極１２Ｓとの境界１２Ｋは、いずれも例えばＸ－Ｚ平面に沿って広がっている。ここで、Ｙ軸方向における磁気センサ２０の中心位置Ｐ２０は、境界１１Ｋ，１２ＫのＹ軸方向の位置Ｐ１０と異なっている。図４Ｂでは、中心位置Ｐ２０が位置Ｐ１０に対して＋Ｙ方向にずれている場合を例示しているが、中心位置Ｐ２０が位置Ｐ１０に対して－Ｙ方向にずれていてもよい。

（駆動装置３）
次に、本実施の形態に係る駆動装置３について詳細に説明する。

駆動装置３は、第２の磁場ＭＦ２を発生する第２の磁場発生部として、互いに異なる位置に離間して配置された２つの第２磁石３１，３２を有している。第２磁石３１，３２は、第２の保持部材１５に固定されている。したがって第２磁石３１，３２は、磁気センサ２０に対して移動しないようになっている。第１の磁場発生部としての第１磁石１０は、磁気センサ２０と、第２の磁場発生部としての第２磁石３１，３２に対しＸ軸方向に沿って移動可能に設けられている。

図１～図３に示したように、第２磁石３１は、レンズ５から見て＋Ｙ方向に位置している。第２磁石３２は、レンズ５から見て－Ｙ方向に位置している。すなわち、駆動装置３では、例えば基板７の上面７Ａに沿った正方形あるいは長方形の領域を形成する４辺のうちの対向する２辺に第２磁石３１および第２磁石３２がそれぞれ配置されている。

第２磁石３１および第２磁石３２は、例えばＺ軸方向を長手方向とする略直方体形状を有している。第２磁石３１と第２磁石３２とは、Ｚ軸方向と直交するＹ軸方向においてレンズ５を挟んで対向するように配置されている。第２の磁場ＭＦ２は、第２磁石３１および第２磁石３２がそれぞれ発生する磁場が合成された磁場であり、Ｘ軸方向に沿った磁場成分ＨｄｘとＹ軸方向に沿った磁場成分Ｈｄｙとが含まれる。第２磁石３１および第２磁石３２は、第２の磁性材料を主成分としている。第２の磁性材料としては、例えばＮｄＦｅＢなどのネオジム系磁石材料が挙げられ、詳細には例えばグレードＮ４８ＨのＮｄＦｅＢが好適である。第２磁石３１および第２磁石３２は、第２の保持部材１５に固定されている。すなわち、第２の磁場発生部は、第２の保持部材１５によって保持されている。第２磁石３１および第２磁石３２は、レンズ５を保持する第１の保持部材１４をＺ軸に沿って移動させる駆動力を発生する駆動用磁石である。さらに、第２磁石３１および第２磁石３２は、磁気センサ２０にバイアスを印加するためのバイアス磁石であってもよい。

図５Ａは、駆動装置３のうちの第２磁石３１の近傍を拡大して表す斜視図である。図５Ｂは、駆動装置３のうちの第２磁石３２の近傍を拡大して表す斜視図である。図５Ａおよび図５Ｂに示したように、第２磁石３１および第２磁石３２は、いずれも、例えば多極磁石であってもよい。

図５Ａに示したように、第２磁石３１は、例えば＋Ｙ方向に着磁された第１領域部分３１１と、－Ｙ方向に着磁された第２領域部分３１２と、第１領域部分３１１と第２領域部分３１２との間に挟まれたニュートラルゾーン３１３とを含んでいる。図５Ａにおいて、第１領域部分３１１および第２領域部分３１２に描かれた矢印は、それぞれ、第１領域部分３１１および第２領域部分３１２の磁化の方向を表している。第１領域部分３１１および第２領域部分３１２は、それぞれ、例えばＺ軸方向を長手方向とする略直方体状を有している。第１領域部分３１１と第２領域部分３１２とは、Ｘ軸方向においてニュートラルゾーン３１３を挟んで隣り合っている。第１領域部分３１１は、Ｙ軸方向に沿って隣り合うＮ極３１１ＮとＳ極３１１Ｓとを含んでいる。第２領域部分３１２は、Ｙ軸方向に沿って隣り合うＮ極３１２ＮとＳ極３１２Ｓとを含んでいる。ここで、Ｎ極３１１ＮとＳ極３１２ＳとがＸ軸方向においてニュートラルゾーン３１３を挟んで隣り合うように配置され、Ｎ極３１２ＮとＳ極３１１ＳとがＸ軸方向においてニュートラルゾーン３１３を挟んで隣り合うように配置されている。

図５Ｂに示したように、第２磁石３２は、例えば－Ｙ方向に着磁された第１領域部分３２１と、＋Ｙ方向に着磁された第２領域部分３２２と、第１領域部分３２１と第２領域部分３２２との間に挟まれたニュートラルゾーン３２３とを含んでいる。図５Ｂにおいて、第１領域部分３２１および第２領域部分３２２に描かれた矢印は、それぞれ、第１領域部分３２１および第２領域部分３２２の磁化の方向を表している。第１領域部分３２１および第２領域部分３２２は、それぞれ、例えばＺ軸方向を長手方向とする略直方体状を有している。第１領域部分３２１と第２領域部分３２２とは、Ｘ軸方向においてニュートラルゾーン３２３を挟んで隣り合っている。第１領域部分３２１は、Ｙ軸方向に沿って隣り合うＮ極３２１ＮとＳ極３２１Ｓとを含んでいる。第２領域部分３２２は、Ｙ軸方向に沿って隣り合うＮ極３２２ＮとＳ極３２２Ｓとを含んでいる。ここで、Ｎ極３２１ＮとＳ極３２２ＳとがＸ軸方向においてニュートラルゾーン３２３を挟んで隣り合うように配置され、Ｎ極３２２ＮとＳ極３２１ＳとがＸ軸方向においてニュートラルゾーン３２３を挟んで隣り合うように配置されている。

駆動装置３は、第２磁石３１，３２に加えて、コイル４１，４２，４５，４６をさらに有している。

図１および図２に示したように、コイル４１は、第２磁石３１と基板７との間に配置されており、コイル４２は、第２磁石３２と基板７との間に配置されている。また、コイル４５は、第２磁石３１とレンズ５との間に配置されており、コイル４６は、第２磁石３２とレンズ５との間に配置されている。コイル４１，４２は、それぞれ基板７に固定されている。コイル４５，４６は、それぞれ第１の保持部材１４に固定されている。

コイル４１には、主に、第２磁石３１から発生する磁場が印加される。コイル４２には、主に、第２磁石３２から発生する磁場が印加される。

また、図２に示したように、コイル４５は、第２磁石３１の第１領域部分３１１に沿って延びる第１の導体部４５Ａと、第２磁石３１の第２領域部分３１２に沿って延びる第２の導体部４５Ｂとを含んでいる。また、コイル４６は、図２に示したように、第２磁石３２の第１領域部分３２１に沿って延びる第１の導体部４６Ａと、第２磁石３２の第２領域部分３２２に沿って延びる第２の導体部４６Ｂとを含んでいる。

図６Ａは、駆動装置３の第２磁石３１およびコイル４５を拡大して表す側面図である。また、図６Ｂは、駆動装置３の第２磁石３２およびコイル４６を拡大して表す側面図である。図６Ａに示したように、コイル４５の第１の導体部４５Ａには、主に、第２磁石３１の第１領域部分３１１から発生する磁場の＋Ｙ方向の成分が印加される。コイル４５の第２の導体部４５Ｂには、主に、第２磁石３１の第２領域部分３１２から発生する磁場の－Ｙ方向の成分が印加される。図６Ｂに示したように、コイル４６の第１の導体部４６Ａには、主に、第２磁石３２の第１領域部分３２１から発生する磁場の－Ｙ方向の成分が印加される。コイル４６の第２の導体部４６Ｂには、主に、第２磁石３２の第２領域部分３２２から発生する磁場の＋Ｙ方向の成分が印加される。

図６Ａおよび図６Ｂに示したように、駆動装置３は、磁気センサ３０Ａおよび磁気センサ３０Ｂをさらに有している。磁気センサ３０Ａ，３０Ｂは、手振れの影響を低減するためにレンズ５の位置を変化させる際に用いられる。

コイル４１の内側に位置する磁気センサ３０Ａは、第２磁石３１から発生する磁場を検出し、第２磁石３１の位置に対応した信号を生成するようになっている。コイル４２の内側に位置する磁気センサ３０Ｂは、第２磁石３２から発生する磁場を検出し、第２磁石３２の位置に対応した信号を生成するようになっている。磁気センサ３０Ａ，３０Ｂは、例えば、磁気抵抗効果素子やホール素子等の磁場を検出する素子によって構成することができる。なお、駆動装置３は、コイル４１の内側に位置する磁気センサ３０Ａまたはコイル４２の内側に位置する磁気センサ３０Ｂのいずれか一方のみを有するようにしてもよい。

図７は、位置検出装置１の要部を示す斜視図である。図７において、符号ＭＦ１を付した矢印は、磁気センサ２０に及ぶ第１の磁場ＭＦ１を表している。上述したように、第１の磁場ＭＦ１は、Ｘ軸方向に沿った磁場成分ＨｓｘとＹ軸方向に沿った磁場成分Ｈｓｙとを含んでいる。

次に、図８を参照して、磁気センサ２０の構成について説明する。図８は、磁気センサ２０の構成を示す回路図である。本実施の形態では、磁気センサ２０は、検出対象磁場である合成磁場ＭＦの方向に対応した検出信号として、合成磁場ＭＦの方向が基準方向に対してなす角度に対応した検出信号を生成するように構成されている。

図８に示したように、磁気センサ２０は、ホイートストンブリッジ回路２１を有している。ホイートストンブリッジ回路２１は、電源ポートＶと、グランドポートＧと、２つの出力ポートＥ１，Ｅ２と、直列に接続された第１の抵抗部Ｒ１および第２の抵抗部Ｒ２と、直列に接続された第３の抵抗部Ｒ３および第４の抵抗部Ｒ４とを含んでいる。第１の抵抗部Ｒ１の第１端部および第３の抵抗部Ｒ３の第１端部は、それぞれ電源ポートＶに接続されている。第１の抵抗部Ｒ１の第２端部は、第２の抵抗部Ｒ２の第１端部と出力ポートＥ１とにそれぞれ接続されている。第３の抵抗部Ｒ３の第２端部は、第４の抵抗部Ｒ４の第１端部と出力ポートＥ２とにそれぞれ接続されている。第２の抵抗部Ｒ２の第２端部および第４の抵抗部Ｒ４の第２端部は、それぞれグランドポートＧに接続されている。電源ポートＶには、所定の大きさの電源電圧が印加される。グランドポートＧはグランドに接続される。出力ポートＥ１，Ｅ２は、それぞれ制御部４（図１）に接続されている。

本実施の形態では、第１～第４の抵抗部Ｒ１～Ｒ４の各々は、直列に接続された複数の磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を含んでいる。複数のＭＲ素子の各々は、例えばスピンバルブ型のＭＲ素子であってもよい。このスピンバルブ型のＭＲ素子は、磁化方向が固定された磁化固定層と、検出対象磁場の方向に応じて磁化の方向が変化する磁性層である自由層と、磁化固定層と自由層の間に配置された非磁性層とを有している。スピンバルブ型のＭＲ素子は、トンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）でもよいし、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）でもよい。ＴＭＲ素子では、非磁性層はトンネルバリア層である。ＧＭＲ素子では、非磁性層は非磁性導電層である。スピンバルブ型のＭＲ素子では、自由層の磁化の方向が磁化固定層の磁化の方向に対してなす角度に応じて抵抗値が変化し、この角度が０°のときに抵抗値は最小値となり、角度が１８０°のときに抵抗値は最大値となる。図８において、塗りつぶした矢印は、ＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向を表し、白抜きの矢印は、ＭＲ素子における自由層の磁化の方向を表している。

図８に示したように、第１の抵抗部Ｒ１にそれぞれ含まれる複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向（以下、単に第１の抵抗部Ｒ１のピン方向という）と、第２の抵抗部Ｒ２にそれぞれ含まれる複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向（以下、単に第２の抵抗部Ｒ２のピン方向という）とは、互いに逆向きである。また、第３の抵抗部Ｒ３にそれぞれ含まれる複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向（以下、単に第３の抵抗部Ｒ３のピン方向という）と、第４の抵抗部Ｒ４にそれぞれ含まれる複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向（以下、単に第４の抵抗部Ｒ４のピン方向という）とは、互いに逆向きである。さらに、第１の抵抗部Ｒ１のピン方向および第２の抵抗部Ｒ２のピン方向は、第３の抵抗部Ｒ３のピン方向および第４の抵抗部Ｒ４のピン方向と直交している。したがって、例えば図９に示したように、出力ポートＥ１に出力される電圧Ｖｏｕｔ１が基準方向に対する合成磁場ＭＦの方向のなす角度θに応じて変化する余弦曲線を描くとき、出力ポートＥ２に出力される電圧Ｖｏｕｔ２は角度θに応じて変化する正弦曲線を描くこととなる。すなわち、電圧Ｖｏｕｔ１と電圧Ｖｏｕｔ２とは、角度θについて互いに９０°の位相差を有する。出力ポートＥ１，Ｅ２の電位差に対応する信号を検出信号として差分検出器から出力する。その検出信号は、出力ポートＥ１の電位と、出力ポートＥ２の電位と、出力ポートＥ１，Ｅ２の電位差に依存する。その検出信号は、検出対象磁場である合成磁場ＭＦの方向に応じて変化する。

なお、複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向は、ＭＲ素子の作製の精度等の観点から、上述の方向からわずかにずれていてもよい。

ここで、図１０を参照して、第１～第４の抵抗部Ｒ１～Ｒ４の構成の一例について説明する。図１０は、図８に示した磁気センサ２０における１つの抵抗部の一部を示す斜視図である。この例では、１つの抵抗部は、複数の下部電極１６２と、複数の磁気抵抗効果（ＭＲ）素子１５０と、複数の上部電極１６３とを有している。複数の下部電極１６２は図示しない基板上に配置されている。個々の下部電極１６２は細長い形状を有している。下部電極１６２の長手方向に隣接する２つの下部電極１６２の間には、間隙が形成されている。図１０に示したように、下部電極１６２の上面上において、長手方向の両端の近傍に、それぞれＭＲ素子１５０が配置されている。ＭＲ素子１５０は、例えば、下部電極１６２側から順に積層された磁化自由層１５１と非磁性層１５２と磁化固定層１５３と反強磁性層１５４とを含んでいる。磁化自由層１５１は、下部電極１６２に電気的に接続されている。反強磁性層１５４は、反強磁性材料を含んで構成され、磁化固定層１５３との間で交換結合を生じさせて磁化固定層１５３の磁化の方向を固定する。複数の上部電極１６３は、複数のＭＲ素子１５０の上に配置されている。個々の上部電極１６３は細長い形状を有し、下部電極１６２の長手方向に隣接する２つの下部電極１６２上に配置されて隣接する２つのＭＲ素子１５０の反強磁性層１５４同士を電気的に接続する。このような構成により、図１０に示した抵抗部は、複数の下部電極１６２と複数の上部電極１６３とによって直列に接続された複数のＭＲ素子１５０を有している。なお、ＭＲ素子１５０における磁化自由層１５１、非磁性層１５２、磁化固定層１５３および反強磁性層１５４の配置は、図１０に示した配置とは上下が反対でもよい。

次に、図１から図６Ｂを参照して、駆動装置３の動作について説明する。はじめに、光学式手振れ補正機構とオートフォーカス機構について簡単に説明する。駆動装置３は、光学式手振れ補正機構およびオートフォーカス機構の一部を構成する。駆動装置３、光学式手振れ補正機構およびオートフォーカス機構は、撮像装置１００の外部に設けられた制御部４（図１参照）によって制御される。制御部４は、例えば、演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＣＰＵの実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する記憶素子であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される回路を有する。

光学式手振れ補正機構は、例えば、撮像装置１００の外部のジャイロセンサ等によって手振れを検出できるように構成されている。光学式手振れ補正機構が手振れを検出すると、制御部４は、手振れの態様に応じて基板７に対するレンズ５の相対的な位置が変化するように、駆動装置３を制御する。これにより、レンズ５の絶対的な位置を安定化させて、手振れの影響を低減することができる。なお、基板７に対するレンズ５の相対的な位置は、手振れの態様に応じて、Ｙ軸に平行な方向またはＺ軸に平行な方向に変化する。

オートフォーカス機構は、例えば、イメージセンサ２００またはオートフォーカスセンサ等によって、被写体に焦点が合った状態を検出できるように構成されている。制御部４は、被写体に焦点が合った状態になるように、駆動装置３によって、基板７に対するレンズ５の相対的な位置をＺ軸に沿って変化させる。これにより、自動的に被写体に対する焦点合わせを行うことができる。

次に、光学式手振れ補正機構に関連する駆動装置３の動作について説明する。制御部４によってコイル４１，４２に電流が流されると、第２磁石３１，３２から発生する磁場とコイル４１，４２から発生する磁場との相互作用によって、第２磁石３１，３２が固定された第２の保持部材１５は、Ｚ軸に沿って移動する。その結果、レンズ５も、Ｚ軸に沿って移動する。制御部４は、磁気センサ３０Ａ，３０Ｂによって生成される第２磁石３１，３２の位置に対応した信号を測定することによって、レンズ５の位置を検出する。

次に、オートフォーカス機構に関連する駆動装置３の動作について説明する。基板７に対するレンズ５の相対的な位置をＸ軸に沿って移動させる場合、制御部４は、第１の導体部４５Ａにおいて＋Ｙ方向の電流が流れ、第２の導体部４５Ｂにおいて－Ｙ方向の電流が流れるようにコイル４５に電流を流す。制御部４は、さらに第１の導体部４６Ａに－Ｙ方向の電流が流れ、第２の導体部４６Ｂに＋Ｙ方向の電流が流れるようにコイル４６に電流を流す。これらの電流と第２磁石３１，３２から発生する磁場によって、コイル４５の第１の導体部４５Ａおよび第２の導体部４５Ｂとコイル４６の第１の導体部４６Ａおよび第２の導体部４６Ｂとに、＋Ｘ方向のローレンツ力が作用する。これにより、コイル４５，４６が固定された第１の保持部材１４は、＋Ｘ方向に移動することとなる。その結果、レンズ５も、＋Ｘ方向に移動する。

基板７に対するレンズ５の相対的な位置を－Ｘ方向に移動させる場合には、制御部４は、コイル４５，４６に、＋Ｘ方向に移動させる場合とは逆方向の電流を流す。

［撮像装置１００の作用効果］
次に、本実施の形態に係る位置検出装置１、およびそれを備えた撮像装置１００の作用および効果について説明する。本実施の形態に係る位置検出装置１は、レンズ５の位置を検出するために用いられる。本実施の形態では、基板７に対するレンズ５の相対的な位置が変化する場合、基板７および第２の保持部材１５に対する第１の保持部材１４の相対的な位置も変化する。前述のように、第１の保持部材１４は第１の磁場発生部としての第１磁石１０と、レンズ５とを保持し、第２の保持部材１５は第２の磁場発生部としての第２磁石３１，３２と、磁気センサ２０とを保持している。したがって、上述のようにレンズ５の相対的な位置が変化すると、第２磁石３１，３２および磁気センサ２０に対する第１磁石１０の相対的な位置が変化する。本実施の形態では、第２磁石３１，３２および磁気センサ２０に対する第１磁石１０の相対的な位置の変化の方向は、レンズ５の光軸方向すなわちＸ軸に平行な方向である。

第２磁石３１，３２および磁気センサ２０に対する第１磁石１０の相対的な位置が変化する一方で、磁気センサ２０に対する第２磁石３１，３２の相対的な位置は変化しない。そのため、第２磁石３１，３２および磁気センサ２０に対する第１磁石１０の相対的な位置が変化すると、第２の磁場ＭＦ２の強度および方向は変化しないが、第１の磁場ＭＦ１の強度および方向は変化する。第１の磁場ＭＦ１の強度および方向が変化すると、合成磁場ＭＦの方向および強度も変化し、それに伴い、磁気センサ２０が生成する検出信号の値も変化する。すなわち、磁気センサ２０が生成する検出信号の値は、基板７に対する第１磁石１０の相対的な位置に依存して変化する。制御部４は、Ｘ軸方向に沿った磁場成分ＨｓｘおよびＹ軸方向に沿った磁場成分Ｈｓｙなどに伴い変動する磁気センサ２０の検出信号から演算処理を行うことにより合成磁場ＭＦの方向の角度θを求めるようになっている。基板７に対する第１磁石１０の相対位置は、基板７に対するレンズ５の相対的な位置を表すものである。

先に述べたように、磁気センサ２０は、例えば第１～第４の抵抗部Ｒ１～Ｒ４を含むホイートストンブリッジ回路２１を有しており、第１～第４の抵抗部Ｒ１～Ｒ４における各ピン方向が互いに反平行もしくは互いに直交する方向となっている。このため、磁気センサ２０は、例えば合成磁場ＭＦのうちの、Ｘ軸方向の磁場ＨｘおよびＹ軸方向の磁場Ｈｙを検出することができるようになっている。

合成磁場ＭＦの方向の角度θは、以下の式（１）により定義される。
θ＝ａｒｃｔａｎ２（Ｈｓｘ＋Ｈｄｘ，Ｈｓｙ＋Ｈｄｙ） …（１）
ただし、Ｈｓｘは第１の磁場ＭＦ１のうちのＸ軸方向に沿った磁場成分であり、Ｈｄｘは
第２の磁場ＭＦ２のうちのＸ軸方向に沿った磁場成分であり、Ｈｓｙは第１の磁場ＭＦ１
のうちのＹ軸方向に沿った磁場成分であり、Ｈｄｙは第２の磁場ＭＦ２のうちのＹ軸方向
に沿った磁場成分である。

ここで、磁気センサ２０に及ぶ磁場成分Ｈｄｘおよび磁場成分Ｈｄｙは、磁気センサ２０に及ぶ磁場成分Ｈｓｘおよび磁場成分Ｈｓｙに比べて極めて弱い。よって、合成磁場ＭＦの方向の角度θを求めるにあたり磁場成分Ｈｄｘおよび磁場成分Ｈｄｙは実質的に無視できるので、磁気センサ２０に及ぶ合成磁場ＭＦの方向の角度θは、式（２）で表すことができる。
θ≒ａｒｃｔａｎ２（Ｈｓｘ，Ｈｓｙ） …（２）
すなわち、角度θは磁場成分Ｈｓｘおよび磁場成分Ｈｓｙによって変動する。
撮像装置１００では、磁気センサ２０に対し第１磁石１０がＸ軸方向に沿って移動するのに伴い、例えば図１１Ａに示したように変化するＸ軸方向に沿った磁場成分ＨｓｘおよびＹ軸方向に沿った磁場成分Ｈｓｙを含む第１の磁場ＭＦ１が磁気センサ２０に付与される。このとき、磁気センサ２０では、図１１Ｂに示したように変化する電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２がそれぞれ検出される。図１１Ａでは、横軸が基準位置に対する第１磁石１０の位置（ストローク量）［μｍ］を表し、縦軸が磁気センサ２０において検出される磁場強度［ｍＴ］を表している。また、図１１Ｂでは、横軸が基準位置に対する第１磁石１０の位置（ストローク量）［μｍ］を表し、縦軸が磁気センサ２０から出力される電圧［ｍＶ／Ｖ］を表している。制御部４では、電圧Ｖｏｕｔ１および電圧Ｖｏｕｔ２を、それぞれ合成磁場ＭＦの方向の角度θについての余弦曲線（Ｖ×ｃｏｓθ）および正弦曲線（Ｖ×ｓｉｎθ）として取り扱い、θ[deg.]＝arctan（Ｔ×（Ｖ×ｓｉｎθ）／（Ｖ×ｃｏｓθ））にしたがって、第１磁石１０のＸ軸方向の位置に応じて変化する角度θを算出する（図１１Ｃ参照）。図１１Ｃでは、横軸がＸ軸方向における、基準位置に対する第１磁石１０の位置（ストローク量）［μｍ］を表し、縦軸が角度θ［deg.］を表している。図１１Ｃに示したように、第１磁石１０のストローク量に対し、角度θがほぼ線形に変化する。よって、角度θを求めることにより、第１磁石１０のＸ軸方向の位置（ストローク量）が一義的に決まる。なお、上式における定数Ｔは、線形性を高めるための補正因子である。

ここで、本願発明の技術的意義を明確にするため、参考例として、多極磁石である第１磁石１０の代わりに、図１２Ａおよび図１２Ｂに示したように一対のＮ極およびＳ極のみを有する磁石１１０を用い、磁石１１０のストローク量を求める場合について説明する。なお、この参考例は、第１磁石１０の代わりに磁石１１０を用いること、および磁石１１０のＹ軸方向の中心位置Ｐ１１０と磁気センサ２０のＹ軸方向の中心位置Ｐ２０とを一致させたことを除き、他は本実施の形態と同じ構成である。図１２Ａは、参考例としての位置検出装置１０１を模式的に表す斜視図であり、本実施の形態の位置検出装置１を表す図４に相当する。

磁石１１０は、Ｎ極１１０ＮとＳ極１１０Ｓとを有し、矢印Ｙ１１０で示した方向に着磁されている。ここで、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向の各寸法がそれぞれ１．３ｍｍ、０．８ｍｍ、および０．５ｍｍであって材質がＮ４８ＳＨである磁石１１０をＸ軸方向に移動させたときの、ＴＭＲ素子を有する磁気センサ２０において検出されるＺ軸方向の磁場Ｈｚの強度をシミュレーションにより求めた結果を図１３Ａに示す。図１３Ａにおいて、横軸が基準位置に対する磁石１１０の位置（ストローク量）［μｍ］を表し、縦軸が磁気センサ２０において検出される磁場Ｈｚの強度［ｍＴ］を表している。図１３Ａでは、磁気センサ２０と磁石１１０とのＺ軸方向の距離が４００μｍ、４５０μｍおよび５００μｍの場合の各々についての磁場Ｈｚの強度の変化を表している。図１３Ａに示したように、参考例では、磁石１１０のストローク量に対して磁場Ｈｚの強度がほぼ線形に変化することがわかる。しかしながら、参考例では、磁石１１０のＸ軸方向のストローク量に対する磁場Ｈｚの強度の変化の傾きが、磁気センサ２０と磁石１１０とのＺ軸方向の距離（ギャップ）によって異なっている。したがって、図１３Ｂに示したように、磁石１１０のＸ軸方向のストローク量の絶対値が増大するほど、磁気センサ２０と磁石１１０とのＺ軸方向の距離の違いによる磁場Ｈｚの強度の変動率［％］の絶対値が増大することとなる。参考例としての位置検出装置１０１では、１０～１４％程度の変動率が発生する。なお、図１３Ｂにおいて、実線は、磁気センサ２０と磁石１１０とのＺ軸方向の距離が４５０μｍの場合の磁場Ｈｚの強度を基準としたときの、磁気センサ２０と磁石１１０とのＺ軸方向の距離が４００μｍの場合の磁場Ｈｚの強度の誤差の割合（すなわち変動率［％］）を表している。図１３Ｂにおいて、破線は磁気センサ２０と磁石１１０とのＺ軸方向の距離が４５０μｍの場合の磁場Ｈｚの強度を基準としたときの、磁気センサ２０と磁石１１０とのＺ軸方向の距離が５００μｍの場合の磁場Ｈｚの強度の誤差の割合（すなわち変動率［％］）を表している。図１３Ｂの結果は、磁石１１０が磁気センサ２０からのＺ軸方向の距離を一定に維持しつつＸ軸方向に移動することができれば、ストローク量に応じた正確な磁場Ｈｚの強度を求めることができるものの、磁石１１０がＸ軸方向に移動する際に磁気センサ２０と磁石１１０とのＺ軸方向の距離が変動することがあると、ストローク量に応じた正確な磁場Ｈｚの強度を求めることが困難となることを意味する。実際には、Ｘ軸方向の磁石１１０の移動に伴い、磁気センサ２０と磁石１１０とのＺ軸方向の距離が±５０μｍ程度の誤差を含むことは避けがたい。

図１４Ａは、本実施の形態の位置検出装置１における第１磁石１０のＸ軸方向のストローク量と、磁気センサ２０に付与されるＸ軸方向の磁場成分Ｈｓｘの強度との関係を表す特性図である。また、図１４Ｂは、本実施の形態の位置検出装置１における第１磁石１０のＸ軸方向のストローク量と、磁気センサ２０に付与されるＹ軸方向の磁場成分Ｈｓｙの強度との関係を表す特性図である。図１４Ａおよび図１４Ｂの各特性図は、いずれもシミュレーションにより求めたものである。図１４Ａおよび図１４Ｂでは、それぞれ、磁気センサ２０と第１磁石１０とのＺ軸方向の距離が３５０μｍ、４００μｍおよび４５０μｍの場合の各々についての磁場成分Ｈｓｘ，Ｈｓｙを表している。図１４Ａおよび図１４Ｂに示したように、磁気センサ２０と第１磁石１０とのＺ軸方向の距離の違いにより、磁場成分Ｈｓｘ，Ｈｓｙの強度が変動することが分かる。なお、図１４Ａおよび図１４Ｂのシミュレーション結果は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向の各寸法がそれぞれ１．２ｍｍ、１．０ｍｍ、および０．５ｍｍであって材質がＮ４８ＳＨである第１磁石１０を用いた場合のものである。また、境界１１Ｋ，１２ＫのＹ軸方向の位置Ｐ１０に対し磁気センサ２０の中心位置Ｐ２０が＋Ｙ方向に０．２５ｍｍずれているとした。

しかしながら、本実施の形態の位置検出装置１では、図１４Ｃに示したように、第１磁石１０のストローク量に対する、磁場成分Ｈｓｘおよび磁場成分Ｈｓｙから求めた角度θの数値は、磁気センサ２０と第１磁石１０とのＺ軸方向の距離の影響を受けにくいことがわかる。図１４Ｃは、Ｘ軸方向の第１磁石１０のストローク量に対する、磁場成分Ｈｓｘおよび磁場成分Ｈｓｙから求めた合成磁場ＭＦの角度θの変化を表す特性図である。したがって、図１４Ｄに示したように、第１磁石１０のＸ軸方向のストローク量の絶対値が増大した場合であっても、磁気センサ２０と第１磁石１０とのＺ軸方向の距離の違いによる角度θの変動率［％］の絶対値の増大が抑制される。位置検出装置１では、１～２％程度の変動率に抑えることができる。なお、図１４Ｄにおいて、実線は、磁気センサ２０と第１磁石１０とのＺ軸方向の距離が４００μｍの場合の角度θを基準としたときの、磁気センサ２０と第１磁石１０とのＺ軸方向の距離が３５０μｍの場合の角度θの誤差の割合（すなわち変動率［％］）を表している。図１４Ｄにおいて、破線は、磁気センサ２０と第１磁石１０とのＺ軸方向の距離が４００μｍの場合の角度θを基準としたときの、磁気センサ２０と第１磁石１０とのＺ軸方向の距離が４５０μｍの場合の角度θの誤差の割合（すなわち変動率［％］）を表している。図１４Ｄの結果は、第１磁石１０がＸ軸方向に移動する際に磁気センサ２０と第１磁石１０とのＺ軸方向の距離が変動した場合であっても、例えばその距離が±５０μｍ程度の誤差を生じる場合であっても、第１磁石１０のストローク量に応じた正確な角度θを求めることができることを意味する。すなわち、位置検出装置１によれば、磁場成分Ｈｓｘおよび磁場成分Ｈｓｙから算出される角度θから、第１磁石１０のストローク量を正確に求めることができることを意味する。

このように、本実施の形態の位置検出装置１によれば、磁気センサ２０に対してＺ軸方向に離間して対向しつつＸ軸方向に移動可能な第１磁石１０を多極磁石としている。このため、位相差（例えば９０°の位相差）を有するＸ軸方向の磁場成分ＨｓｘおよびＹ軸方向の磁場成分Ｈｓｙを磁気センサ２０に対して付与することができる。さらに、位置検出装置１では、Ｙ軸方向における磁気センサ２０の中心位置Ｐ２０が、Ｙ軸方向において隣り合うＮ極とＳ極との境界１１Ｋ，１２ＫのＹ軸方向の位置Ｐ１０と異なるようにしている。このため、磁気センサ２０に対して磁場成分Ｈｓｘが十分に付与されることとなる。したがって、本実施の形態の位置検出装置１によれば、磁気センサ２０において検出される磁場成分Ｈｓｘおよび磁場成分Ｈｓｙを用いて、第１磁石１０のストローク量に応じた合成磁場ＭＦの角度θを高い精度で検出することができる。ここで、磁場成分Ｈｓｘの強度および磁場成分Ｈｓｙの強度はそれぞれ第１磁石１０と磁気センサ２０との距離に応じて変動する。しかしながら、磁場成分Ｈｓｘの強度に対応する電圧Ｖｏｕｔ１および磁場成分Ｈｓｙの強度に対応する電圧Ｖｏｕｔ２との比を用いた角度演算により角度θを求めるようにすることで、角度θに対する第１磁石１０と磁気センサ２０との距離の変動の影響を低減することができる。また、位置検出装置１では、磁場成分Ｈｓｘの強度に対応する電圧Ｖｏｕｔ１および磁場成分Ｈｓｙの強度に対応する電圧Ｖｏｕｔ２との比を用いた角度演算により合成磁場ＭＦの角度θを求めるようにしているので、環境温度の変化に伴う第１磁石１０のストローク量の検出精度の低下を抑制することもできる。一般的に、温度の上下に伴い、磁石の形成する磁場の強度も変動するが、第１磁石１０における磁場成分Ｈｓｘの強度の温度依存性と第１磁石１０における磁場成分Ｈｓｙの強度の温度依存性とは、一致する。このため、磁場成分Ｈｓｘの強度と磁場成分Ｈｓｙの強度との比を利用することにより、算出される角度θは環境温度によらず、ほぼ一定となるからである。よって、位置検出装置１によれば、磁場成分Ｈｓｘおよび磁場成分Ｈｓｙから算出される角度θから、第１磁石１０のストローク量を正確に求めることができる。

また、本実施の形態では、磁気センサ２０における例えばＴＭＲ素子の感磁面が第１磁石１０の着磁方向と実質的に平行であるとよい。磁気センサ２０および第１磁石１０の実装が容易となるからである。

＜２．変形例＞
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、磁気センサにおいて４つの抵抗部を用いてフルブリッジ回路を形成するようにしたが、本発明では、例えば２つの抵抗部を用いてハーフブリッジ回路を形成するようにしてもよい。また、複数の磁気抵抗効果素子の形状および寸法は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、抵抗部は、例えば磁気検出素子を含んでいてもよい。ここで、磁気検出素子とは、磁場を検知する機能を有する素子であればよく、スピンバルブ型のＭＲ素子に限らず、異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）や、ホール素子等（例えば平面ホール素子や垂直ホール素子）をも含む概念である。また、各構成要素の寸法や各構成要素のレイアウトなどは例示であってこれに限定されるものではない。

また、本発明の位置検出装置は、レンズの位置検出を行うための装置に限定されるものではなく、レンズ以外の他の物体の空間上の位置検出を行うものであってもよい。

また、上記実施の形態では、第１磁石１０が、２つのＮ極１１Ｎ，１２Ｎおよび２つのＳ極１１Ｓ，１２Ｓを含むようにしたが、本発明の第１の多極磁石はこれに限定されるものではなく、例えば図１５に示した第１変形例としての第１磁石１０Ａであってもよい。第１磁石１０は第１領域部分１１および第２領域部分１２の２つの領域部分を含むようにしたが、第１磁石１０Ａは、第１領域部分１１および第２領域部分１２に加えてさらに第３領域部分１８を含んでいる。第２領域部分１２と第３領域部分１８との間にはニュートラルゾーン１９が設けられている。

また、上記実施の形態では、第１磁石１０、コイル４５，４６およびレンズ５をＸ軸方向に移動させる駆動力を発生させる駆動磁石としての第２磁石３１，３２を多極磁石としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図１６に示した本発明の第２変形例としてのレンズモジュール３００Ａのように、Ｎ極およびＳ極をそれぞれ１つずつ含む第２磁石３１Ａ，３２Ａを有するものであってもよい。また、図１７に示した本発明の第３変形例としてのレンズモジュール３００Ｂのように、Ｎ極およびＳ極をそれぞれ１つずつ含む４つの第２磁石３１Ｂ～３４Ｂを有するものであってもよい。なお、図１６および図１７のレンズモジュール３００Ａ，３００Ｂでは、コイル４５，４６の代わりにレンズ５をＹ－Ｚ平面に沿って取り囲むコイル４７を設けるようにしている。

また、上記実施の形態および変形例では、基板７の上面７Ａに沿った正方形あるいは長方形の領域の二辺もしくは四辺に第２磁石がそれぞれ配置されるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図１８に示した本発明の第４変形例としてのレンズモジュール３００Ｃのように、筐体６の四隅に４つの駆動磁石３１Ｃ～３４Ｃを配置するようにしてもよい。なお、図１８では、コイル４７や基板７の記載を省略している。

また、上記実施の形態および変形例では、第１の磁場発生部として多極磁石である第１磁石１０を例示したが、本発明の第１の磁場発生部は２極磁石を複数含むものであってもよいし、多極磁石を複数含むものであってもよい。それら複数の２極磁石は互いに接触していてもよいし、互いに離れていてもよい。同様に、複数の多極磁石は互いに接触していてもよいし、互いに離れていてもよい。さらに、第１の磁場発生部は、２極磁石と多極磁石との双方を含むものであってもよい。

１００…撮像装置、２００…イメージセンサ、３００…レンズモジュール、１…位置検出装置、３…駆動装置、４…制御部、５…レンズ、６…筐体、７…基板、７Ａ…上面、７Ｋ…開口部、１０…第１磁石、１１…第１領域部分、１２…第２領域部分、１１Ｓ，１２Ｓ…Ｓ極、１１Ｎ，１２Ｎ…Ｎ極、１１Ｋ，１２Ｋ…境界、１３，１９…ニュートラルゾーン、１４…第１の保持部材、１５…第２の保持部材、１６…ワイヤ、１７…スプリング、１８…第３領域部分、２０，３０…磁気センサ、３１，３２…第２磁石、４１～４７…コイル、１５０…ＭＲ素子、１６２…下部電極、１６３…上部電極、１５１…磁化自由層、１５２…非磁性層、１５３…磁化固定層、１５４…反強磁性層、ＭＦ１…第１の磁場、ＭＦ２…第２の磁場、ＭＦ…合成磁場、Ｐ１０，Ｐ２０…中心位置。

Claims (20)

1. 磁気センサと、
   第１軸方向において前記磁気センサと離間して対向するように配置され、前記第１軸方向と直交する平面に沿って隣り合うＮ極およびＳ極をそれぞれ複数含む第１の多極磁石を有し、前記磁気センサに及ぶ第１の磁場を発生する第１の磁場発生部と
   を備え、
   前記磁気センサと前記第１の磁場発生部とは、前記第１軸方向と直交する第２軸方向に沿って相対的に移動可能に設けられ、
   前記第１軸方向および前記第２軸方向の双方と直交する第３軸方向における前記磁気センサの中心位置は、前記第３軸方向において隣り合う前記Ｎ極と前記Ｓ極との境界の前記第３軸方向の位置、と異なっている
   位置検出装置。
2. 前記第１の磁場は、第１の磁場成分と、前記第１の磁場成分と位相差を有する第２の磁場成分とを含み、
   前記磁気センサは、前記平面において前記第１の磁場成分と前記第２の磁場成分とが合成された検出対象磁場の方向に対応した検出信号を生成し、前記第１の磁場発生部の位置の変化を検出可能である
   請求項１記載の位置検出装置。
3. 前記第１の多極磁石は、複数の前記Ｎ極として第１のＮ極および第２のＮ極を含むと共に複数の前記Ｓ極として第１のＳ極および第２のＳ極を含み、
   前記第１のＮ極と前記第１のＳ極とが前記第３軸方向に隣り合って配置され、
   前記第２のＮ極と前記第２のＳ極とが前記第３軸方向に隣り合って配置され、
   前記第１のＮ極と前記第２のＳ極とが前記第２軸方向に隣り合って配置され、
   前記第２のＮ極と前記第１のＳ極とが前記第２軸方向に隣り合って配置されている
   請求項１または請求項２に記載の位置検出装置。
4. 前記第１の多極磁石は、
   前記第３軸方向に沿った第１の方向に着磁された第１領域部分と、
   前記第３軸方向に沿った前記第１の方向と反対の第２の方向に着磁された第２領域部分と
   を含む
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の位置検出装置。
5. 前記第１の多極磁石は、前記第１領域部分と前記第２領域部分との間に、ニュートラルゾーンをさらに含む
   請求項４記載の位置検出装置。
6. 前記ニュートラルゾーンは前記第３軸方向に沿って延在している
   請求項５記載の位置検出装置。
7. 前記第１の多極磁石は前記第２軸方向に沿った長手方向を有している
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の位置検出装置。
8. 前記境界は前記第２軸方向に沿って延在している
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の位置検出装置。
9. 前記磁気センサと前記第１の多極磁石とは、前記第１軸方向において互いに重なり合う状態を維持しつつ、前記第２軸方向に沿って相対的に移動可能に設けられている
   請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の位置検出装置。
10. 第２の磁場を発生する第２の磁場発生部をさらに備え、
    前記第１の磁場発生部は、前記第２の磁場により、前記磁気センサおよび前記第２の磁場発生部に対し前記第２軸方向に沿って移動可能に設けられている
    請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の位置検出装置。
11. 前記第２の磁場発生部は、Ｎ極およびＳ極をそれぞれ複数含む第２の多極磁石を有する
    請求項１０記載の位置検出装置。
12. 前記第２の磁場発生部は、前記第１軸方向に沿ってそれぞれ延在すると共に前記第３軸方向において互いに対向するように配置された一対の前記第２の多極磁石を有し、
    前記磁気センサは、前記第３軸方向において前記一対の第２の多極磁石の間に配置されている
    請求項１１記載の位置検出装置。
13. 前記第１の磁場発生部を保持する第１の保持部材をさらに備え、
    前記第２の磁場により、前記第１の保持部材が前記第２軸方向に移動するようになっている
    請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の位置検出装置。
14. 前記第１の保持部材は、前記第２軸方向に沿った光軸を有するレンズを保持可能である
    請求項１３記載の位置検出装置。
15. 前記磁気センサおよび前記第２の磁場発生部を保持する第２の保持部材をさらに備える
    請求項１０から請求項１４のいずれか１項に記載の位置検出装置。
16. 前記磁気センサは、前記第２軸方向に沿った第１の磁場成分の強度と、前記第３軸方向に沿った第２の磁場成分の強度とをそれぞれ検知可能である
    請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の位置検出装置。
17. 前記磁気センサは、前記第２軸方向に沿った第１の磁場成分と、前記第３軸方向に沿った第２の磁場成分との合成磁場の方向を検知可能である
    請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の位置検出装置。
18. 磁気センサと、
    第１軸方向において前記磁気センサと離間して対向するように配置され、前記第１軸方向と直交する平面に沿って隣り合うＮ極およびＳ極をそれぞれ複数含む第１の多極磁石を有し、前記磁気センサに及ぶ第１の磁場を発生する第１の磁場発生部と、
    第２の磁場を発生する第２の磁場発生部と、
    レンズと
    を備え、
    前記第１の磁場発生部および前記レンズは、前記磁気センサおよび前記第２の磁場発生部に対し、前記第１軸方向と直交する第２軸方向に沿って相対的に移動可能に設けられ、
    前記第１軸方向および前記第２軸方向の双方と直交する第３軸方向における前記磁気センサの中心位置は、前記第３軸方向において隣り合う前記Ｎ極と前記Ｓ極との境界の前記第３軸方向の位置、と異なっている
    レンズモジュール。
19. 前記第１の磁場発生部および前記レンズを保持する第１の保持部材と、
    前記第２の磁場発生部および前記磁気センサを保持する第２の保持部材と
    をさらに備え、
    前記第１の保持部材は、前記第２の保持部材に対し前記第２軸方向に沿って移動可能に設けられている
    請求項１８記載のレンズモジュール。
20. 撮像素子と、
    レンズモジュールと
    を備え、
    前記レンズモジュールは、
    磁気センサと、
    第１軸方向において前記磁気センサと離間して対向するように配置され、前記第１軸方向と直交する平面に沿って隣り合うＮ極およびＳ極をそれぞれ複数含む第１の多極磁石を有し、前記磁気センサに及ぶ第１の磁場を発生する第１の磁場発生部と、
    第２の磁場を発生する第２の磁場発生部と、
    レンズと
    を備え、
    前記第１の磁場発生部および前記レンズは、前記磁気センサおよび前記第２の磁場発生部に対し、前記第１軸方向と直交する第２軸方向に沿って相対的に移動可能に設けられ、
    前記第１軸方向および前記第２軸方向の双方と直交する第３軸方向における前記磁気センサの中心位置は、前記第３軸方向において隣り合う前記Ｎ極と前記Ｓ極との境界の前記第３軸方向の位置、と異なっている
    撮像装置。

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