JPWO2009031542A1 - Magnetic drive - Google Patents

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貴史 野口
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Abstract

【課題】 磁石とコイルとを用いて可動部を駆動し、前記磁石に対向する磁気検知部を用いて可動部の移動位置を正確に検知できるようにする。【解決手段】 可動部に磁石21が設けられ、固定部にコイル22と磁気検知部23が設けられている。磁気検知部23はコイル22の側方で、且つ磁石21と上下方向に重ならない位置に配置されている。磁石21の対向面21aから発せられる磁束とコイル22に流れる電流により、磁石21がY方向へ移動させられる。磁気検知部23はX−Y平面内の磁界成分を検知でき、その検知出力により磁石21の移動位置を検知できる。しかも磁気検知部23はX−Z面内の磁界の成分には反応しないため、コイル22に流れる電流による電流磁界によって磁気検知部23の検知出力が影響を受けることがない。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To drive a movable part using a magnet and a coil and to accurately detect the moving position of the movable part using a magnetic detection part facing the magnet. A movable part is provided with a magnet 21, and a fixed part is provided with a coil 22 and a magnetic detection part 23. The magnetic detection unit 23 is disposed on the side of the coil 22 and at a position that does not overlap the magnet 21 in the vertical direction. The magnet 21 is moved in the Y direction by the magnetic flux generated from the facing surface 21 a of the magnet 21 and the current flowing through the coil 22. The magnetic detection unit 23 can detect the magnetic field component in the XY plane, and can detect the moving position of the magnet 21 based on the detection output. In addition, since the magnetic detection unit 23 does not react to the magnetic field component in the XZ plane, the detection output of the magnetic detection unit 23 is not affected by the current magnetic field generated by the current flowing through the coil 22. [Selection] Figure 2

Description

本発明は、可動部を直線移動させまたはX−Y面に沿って二次元的に移動させる磁気駆動装置に係り、特に可動部の移動位置を高精度に検知できる磁気駆動装置に関する。   The present invention relates to a magnetic drive apparatus that moves a movable part linearly or two-dimensionally along an XY plane, and more particularly to a magnetic drive apparatus that can detect the movement position of the movable part with high accuracy.

可動部を直線的または二次元的に移動させる磁気駆動装置は、一般に、固定部と可動部の一方に磁石が、他方に磁石から発せられる磁界と交叉する電流が流れるコイルが設けられており、磁石から発せられる磁界とコイルに流れる電流とによって生じる電磁力によって可動部が移動させられる。また、この種の磁気駆動装置として、固定部または可動部側に磁気検知部が設けられ、この磁気検知部からの出力によって可動部の移動位置や移動速度などが検知され、その検知状態に応じてコイルへの電流が制御されるものがある。   A magnetic drive device that moves a movable part linearly or two-dimensionally is generally provided with a coil in which a magnet flows in one of the fixed part and the movable part, and a coil through which a current crossing a magnetic field generated from the magnet flows. The movable part is moved by the electromagnetic force generated by the magnetic field generated from the magnet and the current flowing through the coil. In addition, as this type of magnetic drive device, a magnetic detection unit is provided on the fixed unit or movable unit side, and the moving position and moving speed of the movable unit are detected by the output from the magnetic detection unit, and depending on the detection state In some cases, the current to the coil is controlled.

例えば、ディジタルカメラやビデオカメラなどでは、レンズを保持するレンズホルダが、レンズの光軸と直交するX−Y平面内で移動できるように支持されて、レンズホルダをX方向へ移動させるための磁石およびコイルと、レンズホルダをY方向へ移動させるための磁石およびコイルとが設けられている。さらに、レンズホルダのX−Y方向への移動位置または移動速度を検知する磁気検知部と、カメラに作用する手振れによる加速度を検知する加速度検知器が設けられている。   For example, in a digital camera or a video camera, a magnet for moving a lens holder in the X direction is supported so that a lens holder holding a lens can move in an XY plane orthogonal to the optical axis of the lens. A coil and a magnet and a coil for moving the lens holder in the Y direction are provided. Further, a magnetic detection unit that detects the movement position or movement speed of the lens holder in the XY direction and an acceleration detector that detects acceleration due to camera shake acting on the camera are provided.

加速度検知器によって手振れによる加速度が検知されると、その検知出力から手振れ量をキャンセルためのレンズホルダの移動量や移動速度が算出される。そして、コイルに通電されると共に磁気検知部によってレンズホルダの移動位置や移動速度が検知され、レンズホルダが手振れをキャンセルする動作を行うように制御される。   When acceleration due to camera shake is detected by the acceleration detector, the movement amount and movement speed of the lens holder for canceling the camera shake amount are calculated from the detection output. Then, the coil is energized and the moving position and moving speed of the lens holder are detected by the magnetic detection unit, and the lens holder is controlled to perform an operation to cancel camera shake.

以下の特許文献1と特許文献2では、レンズホルダの移動位置を検知するための磁気検知部としてホール素子が設けられている。このホール素子はコイルと同じ側に設けられ、このホール素子によって駆動用の前記磁石からの磁界を検知することで、レンズホルダの移動量や移動速度を検知できるようにしている。
特開平10−26779号公報 特開2007−25124号公報
In the following Patent Document 1 and Patent Document 2, a Hall element is provided as a magnetic detection unit for detecting the movement position of the lens holder. This Hall element is provided on the same side as the coil, and by detecting the magnetic field from the driving magnet by this Hall element, the moving amount and moving speed of the lens holder can be detected.
JP-A-10-26779 JP 2007-25124 A

しかし、特許文献1と特許文献2に記載されたものでは、駆動用の磁石からの磁界をホール素子で検知することでレンズホルダの位置を検知しているために、ホール素子をコイルの近くに設置することが必要である。その結果、ホール素子は磁石からの磁界によって反応するのみならず、コイルに電流が流れたときの電流磁界によっても反応することになる。ホール素子がコイルの電流磁界に反応してしまうと、このホール素子によって可動部の移動位置を正確に知ることができなくなる。   However, in the devices described in Patent Document 1 and Patent Document 2, since the position of the lens holder is detected by detecting the magnetic field from the driving magnet with the Hall element, the Hall element is located near the coil. It is necessary to install. As a result, the Hall element reacts not only by the magnetic field from the magnet, but also by the current magnetic field when a current flows through the coil. If the Hall element reacts to the current magnetic field of the coil, the Hall element cannot accurately know the moving position of the movable part.

この問題を解決するには、コイルへの電流の供給時間と、ホール素子による検知時間とを時間的に重複しないように制御して、コイルの電流磁界がホール素子に影響を与えないようにすることが必要である。しかし、そのためには回路構成がきわめて複雑になる。   In order to solve this problem, the current supply time to the coil and the detection time by the Hall element are controlled so as not to overlap in time so that the current magnetic field of the coil does not affect the Hall element. It is necessary. However, this makes the circuit configuration extremely complicated.

または、ホール素子で検知する磁石を、駆動用の磁石と別のものとすることが必要になり、磁石が多くなって、可動部の荷重が増加するなどの新たな問題が生じるようになる。   Or it becomes necessary to make the magnet detected by the Hall element different from the driving magnet, and the number of magnets increases, resulting in new problems such as an increase in the load on the movable part.

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、駆動用の磁石からの磁界を磁気検知部で検知して可動部の移動位置や移動速度を知ることができ、しかもコイルに電流が流れるときの電流磁界で磁気検知部が反応しないようにして、可動部の移動位置を常に精度よく制御できる磁気駆動装置を提供することを目的としている。   The present invention solves the above-described conventional problems, and can detect the magnetic position from the driving magnet by the magnetic detection unit to know the moving position and moving speed of the movable unit, and the current flows through the coil. It is an object of the present invention to provide a magnetic drive device that prevents the magnetic detection unit from reacting with the current magnetic field and can control the moving position of the movable unit with high accuracy at all times.

本発明は、固定部と可動部とを有し、前記固定部と前記可動部の一方に磁石が設けられ、他方には、前記磁石から発せられる磁界と交叉する電流が流れるコイルと、前記磁石から発せられる磁界を検知する磁気検知部とが設けられている磁気駆動装置において、
前記コイルは、前記可動部の移動方向と直交する向きに電流が流れる一対の駆動作用部とこの駆動作用部の間を結ぶ連結部とを有し、前記磁石は、前記駆動作用部に対面する対向面を有し、この対向面は移動方向に向かって一方がN極で他方がS極に着磁されて、前記駆動作用部に流れる電流と前記対向面から前記駆動作用部に与えられる磁界とで、前記可動部に移動力が与えられ、
前記磁気検知部は、前記駆動作用部で電流が流れる方向および前記移動方向の双方に平行な平面内での磁界の変化を検知するものであり、前記磁気検知部は、前記コイルの前記連結部の側方で且つ前記磁石の対向面と重ならない位置に設けられており、前記磁石から発せられる前記平面内での磁界の成分の変化を検知することで、可動部の移動検知が可能とされていることを特徴とするものである。
The present invention includes a fixed portion and a movable portion, wherein a magnet is provided on one of the fixed portion and the movable portion, and on the other side, a coil through which a current crossing a magnetic field generated from the magnet flows, and the magnet In a magnetic drive device provided with a magnetic detection unit for detecting a magnetic field emitted from
The coil includes a pair of driving action portions through which current flows in a direction orthogonal to the moving direction of the movable portion and a connecting portion connecting the driving action portions, and the magnet faces the driving action portion. There is an opposing surface, and this opposing surface is magnetized in the moving direction in which one is an N pole and the other is an S pole, and a current flowing in the driving action part and a magnetic field applied to the driving action part from the opposing face A moving force is given to the movable part.
The magnetic detection unit detects a change in a magnetic field in a plane parallel to both the direction of current flow and the movement direction in the driving action unit, and the magnetic detection unit is the connection unit of the coil. The movement of the movable part can be detected by detecting a change in the component of the magnetic field in the plane emitted from the magnet. It is characterized by that.

本発明の磁気駆動装置は、磁気検知部が、コイルの駆動作用部で電流が流れる方向および可動部の移動方向の双方に平行な平面内での磁界の変化を検知するものである。この磁気検知部を、磁石の対向面と重ならない位置に配置することで、磁石から発せられる前記平面内での磁界の強度と向きの少なくとも一方を検知することが可能である。この検知動作により可動部の移動位置を知ることができる。また、磁気検知部はコイルの連結部の側方に配置されるが、この連結部に流れる電流による電流磁界は、前記平面内で変化する成分を有していない。よって、磁気検知部がコイルの電流磁界に反応しない。そのため、コイルに電流を流す時間と、磁気検知素子で位置を検知する時間とが重複しても、移動位置の検知にコイル磁界が悪影響を及ぼすのを防止できる。   In the magnetic drive device of the present invention, the magnetic detection unit detects a change in the magnetic field in a plane parallel to both the direction in which the current flows in the drive action unit of the coil and the moving direction of the movable unit. By disposing the magnetic detection unit at a position that does not overlap the opposing surface of the magnet, it is possible to detect at least one of the intensity and direction of the magnetic field in the plane emitted from the magnet. By this detection operation, the moving position of the movable part can be known. Moreover, although the magnetic detection part is arrange | positioned at the side of the connection part of a coil, the electric current magnetic field by the electric current which flows into this connection part does not have a component which changes in the said plane. Therefore, the magnetic detection unit does not react to the current magnetic field of the coil. Therefore, even if the time for passing a current through the coil and the time for detecting the position by the magnetic detection element overlap, it is possible to prevent the coil magnetic field from adversely affecting the detection of the moving position.

本発明は、前記磁気検知部には磁気抵抗効果素子が設けられ、この磁気抵抗効果素子は、磁化の向きが固定された固定磁性層と、前記磁石から与えられる外部磁界に応じて磁化の向きが変化する自由磁性層とを有し、自由磁性層の磁化の向きの変化に応じて抵抗値が変化するものであり、前記固定磁性層の固定磁化の向きが前記平面と平行に設定されているものとして構成できる。   According to the present invention, the magnetic sensing unit is provided with a magnetoresistive effect element. The magnetoresistive effect element has a fixed magnetic layer in which the magnetization direction is fixed, and a magnetization direction according to an external magnetic field applied from the magnet. And the resistance value changes according to the change in the magnetization direction of the free magnetic layer, and the fixed magnetization direction of the fixed magnetic layer is set parallel to the plane. Can be configured.

この場合に、前記固定磁性層の固定磁化の向きが、前記駆動作用部での電流が流れる向きと平行であることが好ましい。なお、固定磁化の向きは前記平面と平行で且つ移動方向と交叉していれば、必ずしも前記電流方向と平行でなくてもよい。   In this case, it is preferable that the direction of pinned magnetization of the pinned magnetic layer is parallel to the direction in which current flows in the driving action unit. Note that the direction of fixed magnetization is not necessarily parallel to the current direction as long as it is parallel to the plane and crosses the movement direction.

また、前記磁気検知部は、前記平面内での磁界の変化を検知でき、且つ前記平面と交叉する向きの磁界(コイルの電流磁界)に反応しないものであれば、AMR素子であってもよいし、または検知方向が前記電流方向に向けて配置されたホール素子であってもよい。   The magnetic detection unit may be an AMR element as long as it can detect a change in the magnetic field in the plane and does not react to a magnetic field (coil current magnetic field) in a direction crossing the plane. Alternatively, the Hall element may be arranged such that the detection direction is directed toward the current direction.

例えば、本発明は、前記可動部は互いに直交するX方向とY方向とへ移動するように前記固定部に支持されており、前記可動部をX方向へ移動させるための前記磁石と前記コイルおよび前記磁気検知部、および前記可動部をY方向移動させるための前記磁石と前記コイルおよび前記磁気検知部が設けられているものとして構成できる。   For example, in the present invention, the movable part is supported by the fixed part so as to move in the X direction and the Y direction orthogonal to each other, and the magnet, the coil, and the coil for moving the movable part in the X direction The magnet, the coil, and the magnetic detection unit for moving the magnetic detection unit and the movable unit in the Y direction can be configured.

この場合に、前記可動部には、レンズを保持するレンズホルダが設けられているものとすることが可能である。   In this case, the movable part may be provided with a lens holder for holding a lens.

本発明は、可動部を駆動するための磁石から発せられる磁界を磁気検知部で検知して、可動部の移動位置を検知するものであるため、磁石の数を最少にして構成できる。しかも磁気検知部をコイルの側方に配置しても、磁気検知部がコイルの電流磁界に反応しないため、コイルに通電しているときであっても、磁気検知部からの検知出力により可動部の移動位置を精度よく検知できる。   In the present invention, since the magnetic detection unit detects the magnetic field generated from the magnet for driving the movable part and detects the moving position of the movable part, the number of magnets can be minimized. In addition, even if the magnetic detection unit is arranged on the side of the coil, the magnetic detection unit does not react to the current magnetic field of the coil, so that even when the coil is energized, the movable part is detected by the detection output from the magnetic detection unit. Can be detected with high accuracy.

図1は本発明の実施の形態の磁気駆動装置1を示す斜視図である。図2と図3は、磁気駆動装置1に設けられた駆動・検知部をY1方向の視線で見た側面図と、Z2方向の視線で見た平面図である。図4(A)(B)は、駆動・検知部の動作を説明するためのX1方向の視線で見た端面図である。図5は、駆動・検知部の動作を説明するためのZ2方向の視線で見た平面図である。図6は図2の一部拡大図である。   FIG. 1 is a perspective view showing a magnetic drive device 1 according to an embodiment of the present invention. 2 and 3 are a side view of the driving / detecting unit provided in the magnetic driving device 1 as seen from the line of sight in the Y1 direction and a plan view seen from the line of sight in the Z2 direction. 4A and 4B are end views as viewed from the line of sight in the X1 direction for explaining the operation of the drive / detection unit. FIG. 5 is a plan view seen from the line of sight in the Z2 direction for explaining the operation of the drive / detection unit. FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG.

図1に示す磁気駆動装置1は、第1の可動部2をX−Y平面内で移動させるものである。第1の可動部2にはレンズホルダ3が一体に形成され、レンズホルダ3にはカメラレンズ4が保持されている。この実施の形態の磁気駆動装置1は、カメラの手振れ補正装置として用いられている。   The magnetic drive device 1 shown in FIG. 1 moves the 1st movable part 2 within an XY plane. A lens holder 3 is formed integrally with the first movable portion 2, and a camera lens 4 is held on the lens holder 3. The magnetic drive device 1 of this embodiment is used as a camera shake correction device.

磁気駆動装置1には、中間可動部である第2の可動部5が設けられている。第2の可動部5は枠体形状であり、この第2の可動部5の内部には、X方向に直線的に且つ互いに平行に延びる一対の第1のガイド軸6,6が設けられている。第1の可動部2の両側部には、軸受部2a,2aが一体に形成されている。この軸受部2a,2aに前記第1のガイド軸6,6が摺動自在に挿通され、第1の可動部2が第2の可動部5に対してX1−X2方向へ移動自在に支持されている。   The magnetic drive device 1 is provided with a second movable portion 5 that is an intermediate movable portion. The second movable part 5 has a frame shape, and a pair of first guide shafts 6, 6 extending linearly in the X direction and parallel to each other are provided inside the second movable part 5. Yes. Bearing portions 2 a and 2 a are integrally formed on both side portions of the first movable portion 2. The first guide shafts 6 and 6 are slidably inserted into the bearing portions 2a and 2a, and the first movable portion 2 is supported to be movable in the X1-X2 direction with respect to the second movable portion 5. ing.

第2の可動部の外側では、Y方向に直線的に延び且つ互いに平行に配置された一対の第2のガイド軸7,7が設けられている。それぞれの第2のガイド軸7,7の両端部は、図示しない固定部のベースに固定されている。第2の可動部5には、X1方向とX2方向へ向けてそれぞれ2箇所から一体に突出する軸受部8が設けられている。この軸受部8内に第2のガイド軸7が摺動自在に挿通されて、第2の可動部5が固定部に対してY1−Y2方向へ移動自在に支持されている。   Outside the second movable portion, a pair of second guide shafts 7 and 7 are provided that extend linearly in the Y direction and are arranged in parallel to each other. Both end portions of each of the second guide shafts 7 and 7 are fixed to a base of a fixing portion (not shown). The second movable portion 5 is provided with a bearing portion 8 that integrally protrudes from two locations in the X1 direction and the X2 direction, respectively. The second guide shaft 7 is slidably inserted into the bearing portion 8, and the second movable portion 5 is supported so as to be movable in the Y1-Y2 direction with respect to the fixed portion.

以上の支持および案内機構によって、レンズホルダ3を有する第1の可動部2がX−Y平面内で二次元的に移動できる。   With the above support and guide mechanism, the first movable portion 2 having the lens holder 3 can be moved two-dimensionally in the XY plane.

第1の可動部2と第2の可動部5との間には、第1の駆動・検知部10が設けられている。この第1の駆動・検知部10によって、第1の可動部2がX1−X2方向へ移動させられ、またX1−X2方向への移動位置や移動速度を検知できる。第1の駆動・検知部10では、第1の可動部2の軸受部2aに磁石11が固定されている。第2の可動部5のY2側の側部には支持面5aが形成されており、この支持面5aにコイル12と磁気検知部13とが固定されている。   A first drive / detection unit 10 is provided between the first movable unit 2 and the second movable unit 5. By the first driving / detecting unit 10, the first movable unit 2 is moved in the X1-X2 direction, and the moving position and moving speed in the X1-X2 direction can be detected. In the first drive / detection unit 10, a magnet 11 is fixed to the bearing portion 2 a of the first movable unit 2. A support surface 5a is formed on the Y2 side of the second movable unit 5, and the coil 12 and the magnetic detection unit 13 are fixed to the support surface 5a.

第2の可動部5と固定部との間には、第2の駆動・検知部20が設けられている。第2の駆動・検知部20によって、第2の可動部5がY1−Y2へ移動させられるとともに、Y1−Y2方向への移動位置や移動速度が検知される。第2の駆動・検知部20では、第2の可動部5のX2側に位置する軸受部8,8の間に固定された可動側支持板9に磁石21が固定されている。また、固定部には固定側支持板24が設けられており、この固定側支持板24に、コイル22と磁気検知部23とが固定されている。   A second driving / detecting unit 20 is provided between the second movable unit 5 and the fixed unit. The second driving / detecting unit 20 moves the second movable unit 5 to Y1-Y2, and detects the moving position and moving speed in the Y1-Y2 direction. In the second drive / detection unit 20, the magnet 21 is fixed to the movable support plate 9 fixed between the bearing units 8, 8 located on the X2 side of the second movable unit 5. The fixed part is provided with a fixed side support plate 24, and the coil 22 and the magnetic detection unit 23 are fixed to the fixed side support plate 24.

前記第1の駆動・検知部10のコイル12への通電と、第2の駆動・検知部20のコイル22への通電を制御することにより、第1の可動部2に設けられたカメラレンズ4の光軸OをX−Y平面内で移動させることができ、第1の駆動・検知部10に設けられた磁気検知部13からの出力と、第2の駆動・検知部20に設けられた磁気検知部23からの出力により、前記光軸Oの移動位置や移動速度を検知できる。   The camera lens 4 provided in the first movable unit 2 is controlled by controlling energization to the coil 12 of the first drive / detection unit 10 and energization to the coil 22 of the second drive / detection unit 20. Can be moved within the XY plane, and the output from the magnetic detection unit 13 provided in the first drive / detection unit 10 and the second drive / detection unit 20 are provided. The movement position and movement speed of the optical axis O can be detected by the output from the magnetic detection unit 23.

なお、レンズホルダ3を有する可動部の支持および案内機構と、第1と第2の駆動・検知部の構造は、図1に示すものに限られず、例えば、固定部上でX方向へ移動するXステージと、固定部上でY方向に移動するYステージが重ねて設けられているものであってもよい。例えば、可動部がYステージにおいてX方向へ移動自在に支持され、Xステージの移動力で、可動部がX方向へ移動させられる。また可動部がXステージにおいてY方向へ移動自在に支持され、Yステージの移動力で、可動部がY方向へ移動させられる。この場合、第1の駆動・検知部10は、Xステージと固定部との間に設けられ、第2の駆動・検知部20は、Yステージと固定部との間に設けられる。   Note that the structure of the support and guide mechanism of the movable part having the lens holder 3 and the first and second drive / detection parts is not limited to that shown in FIG. 1, and moves in the X direction on the fixed part, for example. The X stage and the Y stage that moves in the Y direction on the fixed portion may be provided in an overlapping manner. For example, the movable part is supported so as to be movable in the X direction on the Y stage, and the movable part is moved in the X direction by the moving force of the X stage. The movable part is supported so as to be movable in the Y direction on the X stage, and the movable part is moved in the Y direction by the moving force of the Y stage. In this case, the first drive / detection unit 10 is provided between the X stage and the fixed unit, and the second drive / detection unit 20 is provided between the Y stage and the fixed unit.

図1に示す磁気駆動装置1では、第1の駆動・検知部10と第2の駆動・検知部20の構成が実質的に同じであり、その相違点は、第1の駆動・検知部10では、磁石11がX方向へ移動し、第2の駆動・検知部20では、磁石21がY方向へ移動するように、その移動方向が相違するだけである。   In the magnetic drive device 1 shown in FIG. 1, the configurations of the first drive / detection unit 10 and the second drive / detection unit 20 are substantially the same, and the difference is the first drive / detection unit 10. Then, the magnet 11 moves in the X direction, and the second drive / detection unit 20 is different only in the moving direction so that the magnet 21 moves in the Y direction.

よって、以下では、第2の駆動・検知部20について、その詳しい構造と動作原理を説明する。   Therefore, in the following, the detailed structure and operation principle of the second drive / detection unit 20 will be described.

第2の駆動・検知部20では、磁石21に与えられる駆動力の向きはY1−Y2方向であり、Y1−Y2方向が移動方向である。   In the second driving / detecting unit 20, the direction of the driving force applied to the magnet 21 is the Y1-Y2 direction, and the Y1-Y2 direction is the moving direction.

図3には、コイル22の平面が示されている。図3に示すように、コイル22は、駆動作用部22aと駆動作用部22bを有している。また、駆動作用部22aと駆動作用部22bとを連結するX2側の連結部22cとX1側の連結部22dを有している。コイル22では、導線が、X−Y平面内において、駆動作用部22a−連結部22d−駆動作用部22b−連結部22cの順に周回するように複数回りに巻かれている。   In FIG. 3, the plane of the coil 22 is shown. As shown in FIG. 3, the coil 22 includes a drive action part 22 a and a drive action part 22 b. Moreover, it has the X2 side connection part 22c and the X1 side connection part 22d which connect the drive action part 22a and the drive action part 22b. In the coil 22, a plurality of conductive wires are wound around the XY plane so as to circulate in the order of the drive action part 22 a, the connection part 22 d, the drive action part 22 b, and the connection part 22 c.

駆動作用部22aと駆動作用部22bとでは、電流が、移動方向であるY1−Y2方向と直交するX1−X2方向に流れる。そして、駆動作用部22aと駆動作用部22bとでは、電流の流れる向きが互いに逆向きである。また、連結部22cと連結部22dでは、電流の流れる方向は、移動方向であるY1−Y2方向とほぼ同じである。   In the drive action part 22a and the drive action part 22b, an electric current flows into the X1-X2 direction orthogonal to the Y1-Y2 direction which is a moving direction. And in the drive action part 22a and the drive action part 22b, the directions through which the current flows are opposite to each other. Further, in the connecting portion 22c and the connecting portion 22d, the direction in which the current flows is substantially the same as the Y1-Y2 direction that is the moving direction.

図2と図4に示すように、磁石21はそのZ2側に向く下面がコイル22と対面する対向面21aである。対向面21aとZ1側に向く上面21bは、互いに平行な平面である。磁石21は、X2側に向く端面21cとX1側に向く端面21dを有している。端面21cと端面21dは互いに平行な平面であり、対向面21aおよび上面21bに直交している。また、磁石21はY1側に向く側面21eとY2側に向く側面21fを有している。側面21eと側面21fは、互いに平行な平面であり、対向面21aおよび上面21bと直交する面である。   As shown in FIGS. 2 and 4, the magnet 21 is a facing surface 21 a whose lower surface facing the Z <b> 2 side faces the coil 22. The opposing surface 21a and the upper surface 21b facing the Z1 side are planes parallel to each other. The magnet 21 has an end face 21c facing the X2 side and an end face 21d facing the X1 side. The end surface 21c and the end surface 21d are planes parallel to each other, and are orthogonal to the facing surface 21a and the upper surface 21b. The magnet 21 has a side surface 21e facing the Y1 side and a side surface 21f facing the Y2 side. The side surface 21e and the side surface 21f are planes parallel to each other, and are surfaces orthogonal to the facing surface 21a and the upper surface 21b.

図3に示すように、側面21e,21fは端面21c,21dよりも長く、対向面21aと上面21bは、X方向が長手方向となる長方形状である。   As shown in FIG. 3, the side surfaces 21e and 21f are longer than the end surfaces 21c and 21d, and the opposing surface 21a and the upper surface 21b have a rectangular shape whose longitudinal direction is the X direction.

図4(A)(B)に示すように、対向面21aでは、Y方向に二分する中心に着磁境界線L1が設けられており、この着磁境界線L1はX方向に直線的に延びている。また、上面21bにも着磁境界線L2が設けられ、この着磁境界線L2もX方向に直線的に延びている。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the opposing surface 21a is provided with a magnetization boundary line L1 at the center that is divided in the Y direction, and this magnetization boundary line L1 extends linearly in the X direction. ing. Further, a magnetization boundary line L2 is also provided on the upper surface 21b, and this magnetization boundary line L2 also extends linearly in the X direction.

図4に示すように、対向面21aでは、着磁境界線L1を挟んでY1側がS極で、Y2側がN極に着磁されている。よって、上面21bでは、着磁境界線L2を挟んでY1側がN極に着磁され、Y2側がS極に着磁されている。   As shown in FIG. 4, on the facing surface 21a, the Y1 side is magnetized to the S pole and the Y2 side is magnetized to the N pole across the magnetization boundary line L1. Therefore, on the upper surface 21b, the Y1 side is magnetized to the N pole and the Y2 side is magnetized to the S pole across the magnetization boundary line L2.

図2に示すように、磁気検知部23は、固定側支持板24の上に固定された基台25の上に実装されて、磁気検知部23のZ1側の上面と、コイル22のZ1側の上面との間の段差を最小限にしている。   As shown in FIG. 2, the magnetic detection unit 23 is mounted on a base 25 fixed on the fixed support plate 24, and the upper surface on the Z1 side of the magnetic detection unit 23 and the Z1 side of the coil 22. The level difference between the top and the bottom is minimized.

図2ないし図5に示されるように、磁気検知部23は、コイル22のX2側の連結部22cの外面よりもX2側に位置している。また、磁気検知部23は、磁石21の端面21cの位置よりもX2側に位置しており、磁気検知部23は磁石21の対向面21aと、上下方向(Z方向)において重ならない位置に配置されている。磁気検知部23は非磁性材料で形成されたケース内に磁気抵抗効果素子30が配置されているものであり、この磁気抵抗効果素子30が、磁石21の対向面21aと上下方向において重ならないように配置されている。好ましくは、磁気抵抗効果素子30が、磁石21の端面21cよりもX2側に所定距離だけ離れるように配置される。磁気抵抗効果素子が対向面21aに重ならないのであれば、磁気検知部23のケースが対向面21aと上下に重なっていてもかまわない。   As shown in FIGS. 2 to 5, the magnetic detection unit 23 is located on the X2 side of the outer surface of the coupling portion 22 c on the X2 side of the coil 22. Moreover, the magnetic detection part 23 is located in the X2 side rather than the position of the end surface 21c of the magnet 21, and the magnetic detection part 23 is arrange | positioned in the position which does not overlap with the opposing surface 21a of the magnet 21 in an up-down direction (Z direction). Has been. In the magnetic detection unit 23, a magnetoresistive effect element 30 is disposed in a case made of a nonmagnetic material, and the magnetoresistive effect element 30 does not overlap the opposing surface 21a of the magnet 21 in the vertical direction. Is arranged. Preferably, the magnetoresistive effect element 30 is arranged so as to be separated from the end face 21c of the magnet 21 by a predetermined distance on the X2 side. If the magnetoresistive effect element does not overlap the facing surface 21a, the case of the magnetic detection unit 23 may overlap the facing surface 21a vertically.

図8(A)は、磁気抵抗効果素子30の平面図であり、図9は、磁気抵抗効果素子30の素子部31を図8(A)の切断面IXで切断した断面図である。   FIG. 8A is a plan view of the magnetoresistive effect element 30, and FIG. 9 is a cross-sectional view of the element portion 31 of the magnetoresistive effect element 30 taken along the cutting plane IX of FIG.

磁気抵抗効果素子30は、巨大磁気抵抗効果を利用したいわゆるGMR素子である。磁気検知部23内において、磁気抵抗効果素子30は、X−Y平面内での磁界の強度変化と磁界の向きの変化を検知でき、X−Y平面に交叉する向きの磁界に対しては反応しないように配置されている。   The magnetoresistive effect element 30 is a so-called GMR element utilizing a giant magnetoresistive effect. In the magnetic detection unit 23, the magnetoresistive effect element 30 can detect a change in the strength of the magnetic field and a change in the direction of the magnetic field in the XY plane, and react to a magnetic field in a direction crossing the XY plane. Arranged not to.

図8(A)に示すように、この磁気抵抗効果素子30は、複数の素子部31が互いに平行に形成され、個々の素子部31の前後端部は、接続電極41,42によって2個ずつ接続されている。さらに、図示左右両端部に位置する素子部31には引き出し電極43,44が接続されている。よって、各素子部31は直列に接続され、ミアンダ型パターンが構成されている。   As shown in FIG. 8A, the magnetoresistive effect element 30 has a plurality of element portions 31 formed in parallel to each other, and two front and rear end portions of each element portion 31 are connected by connection electrodes 41 and 42, respectively. It is connected. Furthermore, extraction electrodes 43 and 44 are connected to the element portions 31 located at both left and right ends in the figure. Therefore, each element part 31 is connected in series and the meander type | mold pattern is comprised.

図9の断面図に示すように、個々の素子部31は、基板32の上に、反強磁性層33、固定磁性層34、非磁性導電層35、および自由磁性層36の順に積層されて成膜され、自由磁性層36の表面が保護層37で覆われている。   As shown in the cross-sectional view of FIG. 9, each element unit 31 is laminated on a substrate 32 in the order of an antiferromagnetic layer 33, a pinned magnetic layer 34, a nonmagnetic conductive layer 35, and a free magnetic layer 36. A film is formed, and the surface of the free magnetic layer 36 is covered with a protective layer 37.

反強磁性層33は、Ir−Mn合金(イリジウム−マンガン合金)などの反強磁性材料で形成されている。固定磁性層34はCo−Fe合金(コバルト−鉄合金)などの軟磁性材料で形成されている。非磁性導電層35はCu(銅)などである。自由磁性層36は、Ni−Fe合金(ニッケル−鉄合金)などの軟磁性材料で形成されている。保護層37はTa(タンタル)の層である。   The antiferromagnetic layer 33 is made of an antiferromagnetic material such as an Ir—Mn alloy (iridium-manganese alloy). The pinned magnetic layer 34 is formed of a soft magnetic material such as a Co—Fe alloy (cobalt-iron alloy). The nonmagnetic conductive layer 35 is made of Cu (copper) or the like. The free magnetic layer 36 is made of a soft magnetic material such as a Ni—Fe alloy (nickel-iron alloy). The protective layer 37 is a Ta (tantalum) layer.

素子部31では、反強磁性層33と固定磁性層34との反強磁性結合により、固定磁性層34の磁化の方向が固定されている。図8(A)(B)と図9に示すように、個々の素子部31では、固定磁性層34の固定磁化の方向(P方向)が、素子部31の長手方向と直交している。固定磁性層34の固定磁化の方向(P方向)は、X2方向である。すなわち、図5にも示すように、固定磁化の方向(P方向)は、X−Y平面と平行な面内のベクトルであり、磁石21に作用する駆動方向であるY1−Y2方向と直交する向きである。   In the element unit 31, the magnetization direction of the pinned magnetic layer 34 is fixed by antiferromagnetic coupling between the antiferromagnetic layer 33 and the pinned magnetic layer 34. As shown in FIGS. 8A and 8B and FIG. 9, in each element part 31, the fixed magnetization direction (P direction) of the fixed magnetic layer 34 is orthogonal to the longitudinal direction of the element part 31. The direction of fixed magnetization (P direction) of the fixed magnetic layer 34 is the X2 direction. That is, as shown in FIG. 5, the direction of fixed magnetization (P direction) is a vector in a plane parallel to the XY plane, and is orthogonal to the Y1-Y2 direction, which is the driving direction acting on the magnet 21. The direction.

磁気抵抗効果素子30は、固定磁性層34の固定磁化の方向(P方向)と、自由磁性層36の磁化の方向との関係で電気抵抗が変化する。自由磁性層36の磁化の向きと固定磁性層34の固定磁化の方向(P方向)とが同じ向きのときに、磁気抵抗効果素子30の抵抗値が最小になり、自由磁性層36の磁化の向きと固定磁性層34の固定磁化の方向(P方向)とが逆向きのときに、磁気抵抗効果素子30の抵抗値が最大になる。   In the magnetoresistive effect element 30, the electric resistance changes depending on the relationship between the fixed magnetization direction (P direction) of the fixed magnetic layer 34 and the magnetization direction of the free magnetic layer 36. When the magnetization direction of the free magnetic layer 36 and the fixed magnetization direction (P direction) of the pinned magnetic layer 34 are the same, the resistance value of the magnetoresistive effect element 30 is minimized, and the magnetization of the free magnetic layer 36 is reduced. When the direction and the direction of the fixed magnetization of the fixed magnetic layer 34 (P direction) are opposite, the resistance value of the magnetoresistive effect element 30 is maximized.

固定磁性層34の固定磁化の方向がX2方向であり、そのベクトルがX−Y平面と平行であるため、磁気抵抗効果素子30は、自由磁性層36に作用するX−Y平面内の磁界成分(X−Y平面での磁界のベクトル)と、固定磁化のベクトルとの関係で抵抗値が変化する。よって、磁気抵抗効果素子30は、外部磁界のうちのX−Y平面と平行なベクトル成分によってその抵抗値が変化するが、それ以外の成分、例えばX−Y平面に交叉するZ方向の磁界のベクトル成分には反応しない。   Since the direction of pinned magnetization of the pinned magnetic layer 34 is the X2 direction and its vector is parallel to the XY plane, the magnetoresistive effect element 30 has a magnetic field component in the XY plane that acts on the free magnetic layer 36. The resistance value changes depending on the relationship between the (magnetic field vector in the XY plane) and the fixed magnetization vector. Therefore, the magnetoresistive effect element 30 has its resistance value changed by a vector component parallel to the XY plane of the external magnetic field, but other components, for example, a magnetic field in the Z direction crossing the XY plane. Does not react to vector components.

図10は、磁気検知部23内において、磁気抵抗効果素子30の抵抗変化を検出する検知回路の一例を示している。この検知回路では、磁気抵抗効果素子30と固定抵抗素子45とが直列に接続され、直列に接続されている磁気抵抗効果素子30と固定抵抗素子45とに定電圧で直流の電源電圧Vccが与えられる。そして、磁気抵抗効果素子30と固定抵抗素子45との中間点46が、磁気抵抗効果素子30の抵抗値の変化に基づく検知出力の出力部となっている。外部磁界が与えられていないときの磁気抵抗効果素子30の電気抵抗値と、固定抵抗素子45の抵抗値が同じであり、このときの中間点46の電位はVcc/2である。   FIG. 10 shows an example of a detection circuit that detects a change in resistance of the magnetoresistive effect element 30 in the magnetic detection unit 23. In this detection circuit, the magnetoresistive effect element 30 and the fixed resistance element 45 are connected in series, and a DC power supply voltage Vcc is applied to the magnetoresistive effect element 30 and the fixed resistance element 45 connected in series at a constant voltage. It is done. An intermediate point 46 between the magnetoresistive effect element 30 and the fixed resistance element 45 is an output portion of a detection output based on a change in the resistance value of the magnetoresistive effect element 30. The electric resistance value of the magnetoresistive effect element 30 when no external magnetic field is applied is the same as the resistance value of the fixed resistance element 45, and the potential at the intermediate point 46 at this time is Vcc / 2.

次に、第2の駆動・検知部20の動作について説明する。
図1に示す第2の可動部5がY1−Y2方向での中立位置にあるとき、図3に示すように、第2の駆動・検知部20では、磁石21をY1−Y2方向に二分する中心線と、コイル22をY1−Y2方向へ二分する中心線とがほぼ一致している。
Next, the operation of the second drive / detection unit 20 will be described.
When the second movable unit 5 shown in FIG. 1 is in the neutral position in the Y1-Y2 direction, as shown in FIG. 3, the second driving / detecting unit 20 bisects the magnet 21 in the Y1-Y2 direction. The center line substantially coincides with the center line that bisects the coil 22 in the Y1-Y2 direction.

磁石21の対向面21aでは、着磁境界線L1よりもY2側のN極からY1側のS極に向く磁束が発生している。図4(A)(B)では、N極からS極に向かう磁束のうちのY−Z面と平行なベクトル成分を磁束成分H1で示している。   On the facing surface 21a of the magnet 21, a magnetic flux is generated from the N pole on the Y2 side to the S pole on the Y1 side from the magnetization boundary line L1. 4A and 4B, a vector component parallel to the YZ plane in the magnetic flux from the N pole to the S pole is indicated by a magnetic flux component H1.

図4(A)に示すように前記磁束成分H1は、コイル22の駆動作用部22aと駆動作用部22bを横断している。前記磁束成分H1と、それぞれの駆動作用部22a,22bに流れるX1−X2方向の電流とによる電磁力により、磁石21にY1方向またはY2方向への駆動力が与えられ、第2の可動部5が同方向へ移動させられる。コイル22に与える電流の向きおよびその大きさを制御することにより、磁石21および第2の可動部5のY1−Y2方向への移動方向および移動速度を制御することができる。   As shown in FIG. 4A, the magnetic flux component H1 crosses the drive action portion 22a and the drive action portion 22b of the coil 22. A driving force in the Y1 direction or the Y2 direction is given to the magnet 21 by the electromagnetic force due to the magnetic flux component H1 and the current in the X1-X2 direction flowing through the driving action portions 22a and 22b, and the second movable portion 5 Are moved in the same direction. By controlling the direction and magnitude of the current applied to the coil 22, the moving direction and moving speed of the magnet 21 and the second movable part 5 in the Y1-Y2 direction can be controlled.

磁気検知部23は、図4(B)に示すように、磁石21の対向面21aよりも下側(Z2)側に位置し、図5に示すように、磁石21の端面21cよりもX2側に位置している。図4(B)および図5に示すように、磁石21では、その対向面21aの下方にN極からS極に向かう磁束が存在するとともに、対向面21aよりも下方で且つ端面21cよりもX2側にもN極からS極に向かう磁束が存在する。   As shown in FIG. 4B, the magnetic detection unit 23 is located on the lower side (Z2) side of the facing surface 21a of the magnet 21, and as shown in FIG. 5, the X2 side of the end surface 21c of the magnet 21 is located on the X2 side. Is located. As shown in FIG. 4B and FIG. 5, in the magnet 21, there is a magnetic flux from the north pole to the south pole below the facing surface 21a, and below the facing surface 21a and X2 from the end surface 21c. There is also a magnetic flux from the north pole to the south pole on the side.

図4(B)では、前記磁束のY−Z平面内でのベクトル成分を磁束成分H1で示し、図5では、前記磁束のX−Y平面内でのベクトル成分を磁束成分H2で示している。磁気検知部23内の磁気抵抗効果素子30は、磁束成分H1には反応せず、X−Y平面内での磁束成分H2にのみ反応する。   4B, the vector component of the magnetic flux in the YZ plane is indicated by a magnetic flux component H1, and in FIG. 5, the vector component of the magnetic flux in the XY plane is indicated by a magnetic flux component H2. . The magnetoresistive effect element 30 in the magnetic detection unit 23 does not react to the magnetic flux component H1, but reacts only to the magnetic flux component H2 in the XY plane.

図5および図8(A)に示すように、磁気抵抗効果素子30は、固定磁性層34の固定磁化の方向(P方向)がX−Y平面内でX2方向へ向けられている。よって、磁石21が図5に示す中立位置からY1方向へ移動すると、磁気抵抗効果素子30に与えられる磁束がX2方向とY2方向との間の向きとなり、磁気抵抗効果素子30の抵抗値が低下する。よって図10に示す中間点46の出力電圧が低下する。磁石21が図5に示す中立位置からY2方向へ移動すると、磁気抵抗効果素子30に与えられる磁束がX1方向とY1方向との間の向きとなり、磁気抵抗効果素子30の抵抗値が大きくなる。よって前記中間点46の出力電圧が高くなる。   As shown in FIGS. 5 and 8A, in the magnetoresistive effect element 30, the direction of the fixed magnetization (P direction) of the fixed magnetic layer 34 is oriented in the X2 direction in the XY plane. Therefore, when the magnet 21 moves in the Y1 direction from the neutral position shown in FIG. 5, the magnetic flux applied to the magnetoresistive effect element 30 is oriented between the X2 direction and the Y2 direction, and the resistance value of the magnetoresistive effect element 30 decreases. To do. Therefore, the output voltage at the intermediate point 46 shown in FIG. When the magnet 21 moves in the Y2 direction from the neutral position shown in FIG. 5, the magnetic flux applied to the magnetoresistive effect element 30 is oriented between the X1 direction and the Y1 direction, and the resistance value of the magnetoresistive effect element 30 increases. Therefore, the output voltage at the intermediate point 46 is increased.

磁気検知部23から得られる出力電圧に基づいて、磁石21のY1−Y2方向での移動位置を知ることができる。   Based on the output voltage obtained from the magnetic detector 23, the moving position of the magnet 21 in the Y1-Y2 direction can be known.

次に、第2の駆動・検知部20では、コイル22に通電することで、磁石21に駆動力が与えられるが、図6に示すように、コイル22の連結部22cに電流が流れるとその周囲に電流磁界Haが発生する。この電流磁界Haのベクトルは、X−Z面内であってX−Y平面内にその成分がほとんど存在しない。よって、連結部22cに通電されるときの電流磁界Haによって磁気検知部23内の磁気抵抗効果素子30がほとんど反応しない。   Next, in the second driving / detecting unit 20, a driving force is applied to the magnet 21 by energizing the coil 22, but as shown in FIG. 6, when a current flows through the connecting portion 22c of the coil 22, A current magnetic field Ha is generated around. The vector of the current magnetic field Ha is in the XZ plane and has almost no component in the XY plane. Therefore, the magnetoresistive effect element 30 in the magnetic detection unit 23 hardly reacts with the current magnetic field Ha when the connection unit 22c is energized.

図7は、本発明の実施の形態と対比するための比較例である。
この比較例では、固定部に設けられたコイル22の連結部22cの側方に、ホール素子を備えた磁気検知部50が設けられている。ホール素子は、Z2方向への磁界強度を検知できるように配置されている。このホール素子が、可動部に設けられた磁石21の対向面21aに対向している。磁石21がY1−Y2方向へ移動するときの磁束のX−Y面内の磁束成分H1をホール素子で検知することで、磁石21のY1−Y2方向の移動位置を知ることができる。
FIG. 7 is a comparative example for comparison with the embodiment of the present invention.
In this comparative example, a magnetic detection unit 50 including a Hall element is provided on the side of the coupling portion 22c of the coil 22 provided in the fixed portion. The Hall element is arranged so as to detect the magnetic field strength in the Z2 direction. This Hall element faces the facing surface 21a of the magnet 21 provided in the movable part. By detecting the magnetic flux component H1 in the XY plane of the magnetic flux when the magnet 21 moves in the Y1-Y2 direction with the Hall element, the moving position of the magnet 21 in the Y1-Y2 direction can be known.

しかし、図7に示す比較例では、コイル22に通電したときに連結部22cから発せられる電流磁界Haが磁気検知部50のホール素子で検知されてしまうため、この電流磁界がノイズとなって、磁石21の移動位置を正確に検知できなくなる。そのため、コイル22への通電時間と、磁気検知部50による検知時間とを重複しないように設定するなどの複雑な制御が必要になる。   However, in the comparative example shown in FIG. 7, since the current magnetic field Ha generated from the connecting portion 22c when the coil 22 is energized is detected by the Hall element of the magnetic detection unit 50, this current magnetic field becomes noise, The moving position of the magnet 21 cannot be detected accurately. Therefore, complicated control such as setting the energization time to the coil 22 and the detection time by the magnetic detection unit 50 so as not to overlap is necessary.

一方、図6に示す本発明の実施の形態では、電流磁界Haが、磁気検知部23内の磁気抵抗効果素子30の検知出力に影響を与えないため、コイル22に通電して磁石21を移動させているときに、同時に磁気検知部23からの出力で磁石21の移動位置を高精度に知ることができる。   On the other hand, in the embodiment of the present invention shown in FIG. 6, the current magnetic field Ha does not affect the detection output of the magnetoresistive effect element 30 in the magnetic detection unit 23, so that the coil 21 is energized to move the magnet 21. At the same time, the moving position of the magnet 21 can be known with high accuracy by the output from the magnetic detection unit 23 at the same time.

図1に示す磁気駆動装置1が、カメラの手振れ補正装置として使用されるときには、カメラに磁気駆動装置1と共に加速度センサが装備される。加速度センサで検知された加速度を積分して速度に変換し、第1の駆動・検知部10のコイル12および第2の駆動・検知部20のコイル22に、前記速度を相殺するための駆動電流が与えられる。このときのレンズホルダ3の移動位置が磁気検知部13と磁気検知部23で検知され、この検知出力からレンズホルダの移動位置、さらには移動速度が検知され、レンズホルダ3が、手振れの方向と逆向きに移動させられて、手振れの動作が相殺される。   When the magnetic drive device 1 shown in FIG. 1 is used as a camera shake correction device, the camera is equipped with an acceleration sensor together with the magnetic drive device 1. The acceleration detected by the acceleration sensor is integrated and converted into a speed, and a driving current for canceling the speed is applied to the coil 12 of the first driving / detecting unit 10 and the coil 22 of the second driving / detecting unit 20. Is given. The moving position of the lens holder 3 at this time is detected by the magnetic detection unit 13 and the magnetic detection unit 23, and the moving position and moving speed of the lens holder are detected from the detection output, and the lens holder 3 is moved in the direction of camera shake. The movement of the camera shake is canceled out by moving in the opposite direction.

なお、前記実施の形態では、磁気検知部23内にGMR素子である磁気抵抗効果素子30が搭載されているが、これがAMR素子であってもよい。または、磁気検知部23内にホール素子を設け、このホール素子がX1−X2方向の磁界の強度を検知する向きに配置されたものであってもよい。また、GMR素子と同等の磁気抵抗効果素子として、非磁性導電層35の代わりに非磁性絶縁層が設けられ、電流が各層の厚み方向へ与えられるいわゆるTMR素子であってもよい。   In the above-described embodiment, the magnetoresistive effect element 30 which is a GMR element is mounted in the magnetic detection unit 23. However, this may be an AMR element. Alternatively, a Hall element may be provided in the magnetic detection unit 23, and the Hall element may be arranged in a direction to detect the intensity of the magnetic field in the X1-X2 direction. Further, as a magnetoresistive effect element equivalent to the GMR element, a so-called TMR element in which a nonmagnetic insulating layer is provided instead of the nonmagnetic conductive layer 35 and current is applied in the thickness direction of each layer may be used.

前記実施の形態のように、磁気検知部23にGMR素子である磁気抵抗効果素子30を使用すると、このGMR素子の自由磁性層36は、図5に示すように磁石21から与えられる磁界のうちのX−Y平面内での磁束のベクトルに反応してそのベクトルの向きに磁化され、その磁化の方向によって抵抗値が変化する。そのため、他の磁気検知素子に比べて外乱による検知ノイズを低減できる。   When the magnetoresistive effect element 30 which is a GMR element is used for the magnetic detection unit 23 as in the above embodiment, the free magnetic layer 36 of the GMR element has a magnetic field applied from the magnet 21 as shown in FIG. In response to the magnetic flux vector in the XY plane, the magnet is magnetized in the direction of the vector, and the resistance value changes depending on the magnetization direction. Therefore, detection noise due to disturbance can be reduced compared to other magnetic detection elements.

例えば、図5において磁石21がY1−Y2方向へ移動するとともにX1−X2方向にも移動する機構であっても、磁石21がX方向へ過大に動かない限りにおいては、磁石21がY1−Y2方向へ移動したときの磁気検知部23に与えられるX−Y平面内での磁界のベクトルが大きく変動することがない。そのため、Y1−Y2方向の移動量を比較的高精度に検知できる。これはTMR素子であっても同じである。   For example, in FIG. 5, even if the magnet 21 moves in the Y1-Y2 direction and also moves in the X1-X2 direction, as long as the magnet 21 does not move excessively in the X direction, the magnet 21 is in the Y1-Y2 direction. The vector of the magnetic field in the XY plane given to the magnetic detection unit 23 when moving in the direction does not vary greatly. Therefore, the movement amount in the Y1-Y2 direction can be detected with relatively high accuracy. The same applies to TMR elements.

また、第1の駆動・検知部10と第2の駆動・検知部20において、可動部にコイル12,22と磁気検知部13,23が設けられ、固定部に磁石が設けられてもよい。   In the first drive / detection unit 10 and the second drive / detection unit 20, the coils 12, 22 and the magnetic detection units 13, 23 may be provided in the movable part, and the magnet may be provided in the fixed part.

さらに本発明の磁器駆動装置は、可動部が一方向へ直線的にのみ移動するものであってもよい。   Further, in the porcelain driving device of the present invention, the movable portion may move only linearly in one direction.

本発明の実施の形態の磁気駆動装置を示す斜視図、The perspective view which shows the magnetic drive device of embodiment of this invention, 第2の駆動・検知部20をY1方向の視線で見た側面図、A side view of the second drive / detection unit 20 as seen in the line of sight in the Y1 direction, 第2の駆動・検知部20をZ2方向の視線で見た平面図、The top view which looked at the 2nd drive and detection part 20 with the look of the Z2 direction, 図4(A)(B)は、第2の駆動・検知部20をX1方向の視線で見た端面図、4 (A) and 4 (B) are end views of the second drive / detection unit 20 as viewed in the line of sight in the X1 direction. 図3の部分拡大図、FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 図2の部分側面図、2 is a partial side view of FIG. 比較例を示す図2と同じ部分側面図、The same partial side view as FIG. 2 showing a comparative example, (A)は磁気抵抗効果素子の構造を示す平面図、(B)は磁気抵抗効果素子の固定磁性層の磁化方向と、外部磁界の方向との関係を示す説明図、(A) is a plan view showing the structure of the magnetoresistive effect element, (B) is an explanatory diagram showing the relationship between the magnetization direction of the pinned magnetic layer of the magnetoresistive effect element and the direction of the external magnetic field, 磁気抵抗効果素子の素子部の断面図であり、図8(A)の切断面IXで切断した断面図、FIG. 9 is a cross-sectional view of the element portion of the magnetoresistive effect element, and is a cross-sectional view cut along a cutting plane IX in FIG. 検知器の回路構成の一例を示す回路図、A circuit diagram showing an example of the circuit configuration of the detector,

符号の説明Explanation of symbols

1 磁気駆動装置
2 第1の可動部
3 レンズホルダ
4 カメラレンズ
5 第2の可動部
6 第1のガイド軸
7 第2のガイド軸
10 第1の駆動・検知部
11 磁石
12 コイル
13 磁気検知部
20 第2の駆動・検知部
21 磁石
21a 対向面
21c 端面
22 コイル
22a,22b 駆動作用部
22c,22d 連結部
23 磁気検知部
30 磁気抵抗効果素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic drive device 2 1st movable part 3 Lens holder 4 Camera lens 5 2nd movable part 6 1st guide shaft 7 2nd guide shaft 10 1st drive and detection part 11 Magnet 12 Coil 13 Magnetic detection part 20 Second drive / detection unit 21 Magnet 21a Opposing surface 21c End surface 22 Coils 22a, 22b Drive action units 22c, 22d Connection unit 23 Magnetic detection unit 30 Magnetoresistive element

Claims (5)

固定部と可動部とを有し、前記固定部と前記可動部の一方に磁石が設けられ、他方には、前記磁石から発せられる磁界と交叉する電流が流れるコイルと、前記磁石から発せられる磁界を検知する磁気検知部とが設けられている磁気駆動装置において、
前記コイルは、前記可動部の移動方向と直交する向きに電流が流れる一対の駆動作用部とこの駆動作用部の間を結ぶ連結部とを有し、前記磁石は、前記駆動作用部に対面する対向面を有し、この対向面は移動方向に向かって一方がN極で他方がS極に着磁されて、前記駆動作用部に流れる電流と前記対向面から前記駆動作用部に与えられる磁界とで、前記可動部に移動力が与えられ、
前記磁気検知部は、前記駆動作用部で電流が流れる方向および前記移動方向の双方に平行な平面内での磁界の変化を検知するものであり、前記磁気検知部は、前記コイルの前記連結部の側方で且つ前記磁石の対向面と重ならない位置に設けられており、前記磁石から発せられる前記平面内での磁界の成分の変化を検知することで、可動部の移動検知が可能とされていることを特徴とする磁気駆動装置。
A magnet having a fixed part and a movable part, a magnet is provided on one of the fixed part and the movable part, and on the other side, a coil through which a current crossing the magnetic field generated from the magnet flows and a magnetic field generated from the magnet In a magnetic drive device provided with a magnetic detection unit for detecting
The coil includes a pair of driving action portions through which current flows in a direction orthogonal to the moving direction of the movable portion and a connecting portion connecting the driving action portions, and the magnet faces the driving action portion. There is an opposing surface, and this opposing surface is magnetized in the moving direction in which one is an N pole and the other is an S pole, and a current flowing in the driving action part and a magnetic field applied to the driving action part from the opposing face A moving force is given to the movable part.
The magnetic detection unit detects a change in a magnetic field in a plane parallel to both the direction of current flow and the movement direction in the driving action unit, and the magnetic detection unit is the connection unit of the coil. The movement of the movable part can be detected by detecting a change in the component of the magnetic field in the plane emitted from the magnet. A magnetic drive device characterized by that.
前記磁気検知部には磁気抵抗効果素子が設けられ、この磁気抵抗効果素子は、磁化の向きが固定された固定磁性層と、前記磁石から与えられる外部磁界に応じて磁化の向きが変化する自由磁性層とを有し、自由磁性層の磁化の向きの変化に応じて抵抗値が変化するものであり、
前記固定磁性層の固定磁化の向きが前記平面と平行に設定されている請求項1記載の磁気駆動装置。
The magnetic sensing unit is provided with a magnetoresistive effect element. The magnetoresistive effect element has a fixed magnetic layer in which the magnetization direction is fixed and a magnetization direction that changes according to an external magnetic field applied from the magnet. A magnetic layer, and the resistance value changes according to the change in the magnetization direction of the free magnetic layer,
The magnetic drive device according to claim 1, wherein the direction of fixed magnetization of the fixed magnetic layer is set parallel to the plane.
前記固定磁性層の固定磁化の向きが、前記駆動作用部での電流が流れる向きと平行である請求項1または2記載の磁気駆動装置。   The magnetic drive device according to claim 1, wherein a direction of fixed magnetization of the fixed magnetic layer is parallel to a direction in which a current flows in the drive action unit. 前記可動部は互いに直交するX方向とY方向へ移動するように前記固定部に支持されており、前記可動部をX方向へ移動させるための前記磁石と前記コイルおよび前記磁気検知部、および前記可動部をY方向移動させるための前記磁石と前記コイルおよび前記磁気検知部が設けられている請求項1ないし3のいずれかに記載の磁気駆動装置。   The movable part is supported by the fixed part so as to move in the X direction and the Y direction orthogonal to each other, and the magnet, the coil, the magnetic detection part, and the magnet for moving the movable part in the X direction, The magnetic drive device according to claim 1, wherein the magnet, the coil, and the magnetic detection unit for moving the movable unit in the Y direction are provided. 前記可動部には、レンズを保持するレンズホルダが設けられている請求項4記載の磁気駆動装置。   The magnetic drive device according to claim 4, wherein the movable part is provided with a lens holder for holding a lens.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011158714A (en) * 2010-02-01 2011-08-18 Tricore Corp Camera shake prevention unit
JP2011175036A (en) * 2010-02-23 2011-09-08 Nittoh Kogaku Kk Camera shake correction device
JP5731871B2 (en) * 2011-03-30 2015-06-10 旭化成エレクトロニクス株式会社 Position detecting apparatus and actuator using the same
JP5715023B2 (en) * 2011-10-12 2015-05-07 旭化成エレクトロニクス株式会社 POSITION DETECTION DEVICE, POSITION DETECTION METHOD, AND ELECTRONIC DEVICE USING THE SAME
JP2014126668A (en) * 2012-12-26 2014-07-07 Mitsumi Electric Co Ltd Lens drive device, camera module and portable terminal with camera
JP2020129571A (en) * 2017-04-27 2020-08-27 株式会社村田製作所 Electrical element, actuator, and communication device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05146135A (en) * 1991-11-18 1993-06-11 Copal Co Ltd Linear actuator
JPH07322597A (en) * 1994-05-24 1995-12-08 Shicoh Eng Co Ltd Linear d.c. brushless motor
JP2000134977A (en) * 1998-10-29 2000-05-12 Alps Electric Co Ltd Driving gear for multiple-phase motor
JP2002250888A (en) * 2001-02-22 2002-09-06 Seiko Instruments Inc Polygon scanner motor
JP2007025124A (en) * 2005-07-14 2007-02-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Image blur stabilizer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05146135A (en) * 1991-11-18 1993-06-11 Copal Co Ltd Linear actuator
JPH07322597A (en) * 1994-05-24 1995-12-08 Shicoh Eng Co Ltd Linear d.c. brushless motor
JP2000134977A (en) * 1998-10-29 2000-05-12 Alps Electric Co Ltd Driving gear for multiple-phase motor
JP2002250888A (en) * 2001-02-22 2002-09-06 Seiko Instruments Inc Polygon scanner motor
JP2007025124A (en) * 2005-07-14 2007-02-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Image blur stabilizer

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