WO2022004226A1 - 位置検出装置 - Google Patents

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WO2022004226A1
WO2022004226A1 PCT/JP2021/020599 JP2021020599W WO2022004226A1 WO 2022004226 A1 WO2022004226 A1 WO 2022004226A1 JP 2021020599 W JP2021020599 W JP 2021020599W WO 2022004226 A1 WO2022004226 A1 WO 2022004226A1
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magnetic sensor
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center
detection magnet
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大佐 中村
拓也 杉本
吉博 伊藤
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a position detection device.
  • Patent Document 1 As a prior document disclosing the configuration of the position detection device, there is US Patent Application Publication No. 2018/018847 (Patent Document 1).
  • the position detection device described in Patent Document 1 includes a fixed portion, a movable portion, an optical element, a position detection magnet, and a magnetic sensor.
  • the movable portion is movably connected to the fixed portion.
  • the optical element is arranged on the movable part.
  • the position detection magnet corresponds to an optical element and has a magnetizing direction.
  • the magnetic sensor corresponds to the position detection magnet and detects the rotation of the position detection magnet around the axis with respect to the fixed portion.
  • the axis is orthogonal to the magnetizing direction of the position detection magnet.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a position detection device capable of optimizing a position detection range and position detection accuracy with a simple configuration.
  • the position detection device based on the present invention includes an optical reflection element, a position detection magnet, and a magnetic sensor.
  • the optical reflection element is provided so as to be rotatable around a rotation axis.
  • the position detection magnet is provided in the optical reflection element.
  • the magnetizing direction of the position detection magnet is orthogonal to the axial direction of the rotation axis.
  • the magnetic sensor is fixedly arranged.
  • the magnetic sensor can detect a magnetic field applied from a position detecting magnet that moves relatively when the optical reflecting element rotates.
  • the position detection magnet is a reference position when the rotation axis, the center of the magnetic sensor, and the center of the position detection magnet are aligned in a straight line when viewed from the axial direction due to the rotation of the optical reflection element. It is possible to pass through.
  • the magnetic sensor is arranged in a plane including the magnetizing direction and the axial direction passing through the center of the position detection magnet located at the reference position.
  • the position detection range and the position detection accuracy can be optimized with a simple configuration.
  • FIG. 1 It is a side view which shows the structure of the compact camera module which includes the position detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the state which the optical reflection element rotates in one direction about the rotation axis in the compact camera module of FIG. In the compact camera module of FIG. 1, it is a figure which shows the state which the optical reflection element rotates in the other direction about the rotation axis. It is a side view which shows the configuration of the position detection device in the compact camera module of FIG. 1 in an enlarged manner. It is a figure which shows the positional relationship between the position detection magnet and the magnetic sensor in the position detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention as seen from the axial direction of the rotation axis.
  • FIG. 6 It is a figure which shows the structure of the magnetic sensor provided in the position detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the circuit structure of the magnetic sensor provided in the position detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a perspective view which shows the VIII part of FIG. 6 enlarged. It is sectional drawing seen from the direction of the IX-IX line arrow of FIG. It is a graph which shows the result of the experimental example 1. FIG. It is a graph for demonstrating the error rate of the output of a magnetic sensor.
  • FIG. 1 is a side view showing a configuration of a compact camera module including a position detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • the position detection magnet and the magnetic sensor included in the position detection device are not shown.
  • the compact camera module 1 including the position detection device includes an optical reflection element 2, an actuator unit 3 including a lens group, an image sensor 4, and a fixed unit 5. And.
  • Each of the optical reflection element 2, the actuator unit 3 including the lens group, and the image sensor 4 is arranged along the main surface of the fixed unit 5.
  • the compact camera module 1 is a periscope type camera module.
  • the compact camera module 1 realizes a so-called image stabilization function by rotating the optical reflection element 2 as described later.
  • the optical reflection element 2 is rotatably provided around the rotation shaft C.
  • the optical reflection element 2 is a prism mirror.
  • the optical reflection element 2 rotates about a rotation shaft C by being driven by a drive mechanism (not shown).
  • the rotation axis C is orthogonal to the main surface of the fixing portion 5. As a result, the optical reflection element 2 rotates along the main surface of the fixed portion 5.
  • Light La taken in from the outside of the compact camera module 1 is incident on the optical reflecting element 2.
  • the light Lb in which the light La is reflected by the optical reflecting element 2 faces the actuator unit 3 including the lens group and passes through the lens group.
  • the light Lc that has passed through the lens group is incident on the image sensor 4.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state in which the optical reflecting element is rotated in one direction about a rotation axis in the compact camera module of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which the optical reflecting element is rotated in the other direction about the rotation axis in the compact camera module of FIG.
  • the angle of incidence of the light Lb on the actuator unit 3 including the lens group is the rotation of the optical reflecting element 2. It changes according to the moving angle. As a result, the position where the light Lc is incident on the image sensor 4 is displaced in the direction indicated by the arrow D.
  • the angle of incidence of the light Lb on the actuator unit 3 including the lens group is the rotation of the optical reflecting element 2. It changes according to the moving angle. As a result, the position where the light Lc is incident on the image sensor 4 is displaced in the direction indicated by the arrow U.
  • FIG. 4 is an enlarged side view showing the configuration of the position detection device in the compact camera module of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a diagram showing the positional relationship between the position detection magnet and the magnetic sensor in the position detection device according to the first embodiment of the present invention as viewed from the axial direction of the rotation axis.
  • the direction parallel to the axial direction of the rotation axis C is the Z-axis direction
  • the direction connecting the above is described as the X-axis direction
  • the direction orthogonal to each of the X-axis direction and the Z-axis direction is described as the Y-axis direction.
  • the position detection device includes an optical reflection element 2, a position detection magnet 6, and a magnetic sensor 7.
  • the position detection magnet 6 is provided in the optical reflection element 2.
  • the position detection magnet 6 is fixed to one side surface of the optical reflection element 2 in the Z-axis direction.
  • the magnetic sensor 7 is fixedly arranged.
  • the magnetic sensor 7 is fixed to the main surface of the fixing portion 5 facing the other side surface in the Z-axis direction of the optical reflecting element 2.
  • the shortest distance between the center 7c of the magnetic sensor 7 and the rotation axis C when viewed from the axial direction of the rotation axis C is L1.
  • the shortest distance between the center 6c of the position detection magnet 6 and the rotation shaft C when viewed from the axial direction of the rotation shaft C is L2.
  • the relationship of L1 ⁇ L2 is satisfied.
  • the positional relationship between the magnetic sensor 7 and the position detection magnet 6 in the Z-axis direction is not particularly limited.
  • the position detection magnet 6 rotates about the rotation axis C together with the optical reflection element 2. As shown in FIG. 5, the center 6c of the position detection magnet 6 moves on the rotation locus indicated by the dotted line when viewed from the axial direction of the rotation axis C. In the position detection magnet 6, the rotation of the optical reflection element 2 causes the rotation axis C, the center 7c of the magnetic sensor 7, and the center 6c of the position detection magnet 6 to be in a straight line when viewed from the axial direction of the rotation axis C. It is possible to pass through the reference position B when it is located side by side on top.
  • the magnetizing direction M of the position detection magnet 6 is orthogonal to the axial direction of the rotation axis C. Specifically, the magnetizing direction M of the position detection magnet 6 is oriented toward the rotating shaft C when viewed from the axial direction of the rotating shaft C. When viewed from the axial direction of the rotation shaft C, the rotation shaft C side of the position detection magnet 6 is the N pole, and the side opposite to the rotation shaft C side of the position detection magnet 6 is the S pole.
  • the magnetic sensor 7 is arranged in a plane including the magnetizing direction M passing through the center 6c of the position detection magnet 6 located at the reference position B and the axial direction of the rotating shaft C. That is, the magnetic sensor 7 is arranged in the XZ plane shown in FIG.
  • the magnetic sensor 7 can detect a magnetic field applied from a position detecting magnet 6 that moves relatively when the optical reflecting element 2 rotates. Specifically, the magnetic sensor 7 outputs according to the detection angle which is the direction of the magnetic field applied from the position detection magnet 6.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a magnetic sensor included in the position detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of a magnetic sensor included in the position detection device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 6, the magnetic sensor is viewed from the same direction as in FIG.
  • the magnetic sensor 7 has a plurality of magnetoresistive effect elements constituting a bridge circuit.
  • the magnetic sensor 7 has a first magnetoresistive effect element MR1, a second magnetoresistive effect element MR2, a third magnetoresistive effect element MR3, and a fourth magnetoresistive effect element MR4. There is.
  • the first magnetic resistance effect element MR1, the second magnetic resistance effect element MR2, the third magnetic resistance effect element MR3, and the fourth magnetic resistance effect element MR4 Each is provided on the upper surface of the sensor substrate 7s.
  • a power supply terminal Vcc, a ground terminal GND, a first output terminal V +, and a second output terminal V- are provided on the sensor board 7s.
  • the detection target magnetic field of the position detection magnet 6 is applied to the magnetic sensor 7 in the direction along the upper surface of the sensor substrate 7s.
  • the first magnetoresistive sensor MR1, the second magnetoresistive element MR2, the third magnetoresistive element MR3, and the fourth magnetoresistive element MR4 are electrically connected to each other to form a Wheatstone bridge type bridge circuit. There is.
  • the magnetic sensor 7 may have a half-bridge circuit composed of the first magnetoresistive element MR1 and the second magnetoresistive element MR2.
  • the series connection of the first magnetoresistive element MR1 and the second magnetoresistive element MR2 and the series connection of the third magnetoresistive element MR3 and the fourth magnetoresistive element MR4 are the power supply terminal Vcc and the ground terminal GND. It is connected in parallel with.
  • the first output terminal V + is connected to the connection point between the first magnetoresistive sensor MR1 and the second magnetoresistive element MR2.
  • a second output terminal V- is connected to a connection point between the third magnetoresistive sensor MR3 and the fourth magnetoresistive sensor MR4.
  • Each of the first magnetoresistive element MR1, the second magnetoresistive element MR2, the third magnetoresistive element MR3, and the fourth magnetoresistive element MR4 is a TMR (Tunnel Magneto Resistance) element.
  • each of the first magnetoresistive element MR1, the second magnetoresistive element MR2, the third magnetoresistive element MR3, and the fourth magnetoresistive element MR4 is substantially rectangular.
  • the first magnetoresistive effect element MR1, the second magnetoresistive effect element MR2, the third magnetoresistive effect element MR3, and the fourth magnetoresistive effect element MR4 have a substantially square shape as a whole.
  • the center 7c of the magnetic sensor 7 is located at the center of this square.
  • FIG. 8 is an enlarged perspective view showing the VIII portion of FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken from the direction of the IX-IX line arrow in FIG.
  • each of the first magnetoresistive element MR1, the second magnetoresistive element MR2, the third magnetoresistive element MR3, and the fourth magnetoresistive element MR4 has a plurality of TMR elements 10 in series. It is connected and configured. The plurality of TMR elements 10 are provided in a matrix.
  • the multilayer element 10b is composed of a plurality of TMR elements 10 that are laminated and connected in series with each other.
  • the element row 10c is composed of a plurality of multilayer elements 10b connected in series with each other.
  • the plurality of element trains 10c are alternately connected by leads 20 at one end and the other end.
  • a plurality of TMR elements 10 are electrically connected in series in each of the first magnetoresistive element MR1, the second magnetoresistive element MR2, the third magnetoresistive element MR3, and the fourth magnetoresistive element MR4. Has been done.
  • the upper electrode layer 18 of the TMR element 10 located on the lower side of the multilayer element 10b and the lower electrode layer 11 of the TMR element 10 located on the upper side are integrally configured as the intermediate electrode layer 19. ing. That is, the upper electrode layer 18 and the lower electrode layer 11 in the TMR element 10 adjacent to each other in the multilayer element 10b are integrally configured as the intermediate electrode layer 19.
  • the TMR element 10 of each of the first magnetoresistive element MR1, the second magnetoresistive element MR2, the third magnetoresistive element MR3, and the fourth magnetoresistive element MR4 is the lower electrode layer 11.
  • the lower electrode layer 11 includes, for example, a metal layer containing Ta and Cu or a metal compound layer.
  • the antiferromagnetic layer 12 is provided on the lower electrode layer 11 and includes, for example, a metal compound layer such as IrMn, PtMn, FeMn, NiMn, RuRhMn or CrPtMn.
  • the first reference layer 13 is provided on the antiferromagnetic layer 12, and includes, for example, a ferromagnetic layer such as CoFe.
  • the non-magnetic intermediate layer 14 is provided on top of the first reference layer 13 and is selected from, for example, at least one of Ru, Cr, Rh, Ir and Re, or an alloy of two or more of these metals. Includes a layer of The second reference layer 15 is provided on the non-magnetic intermediate layer 14 and includes, for example, a ferromagnetic layer such as CoFe or CoFeB.
  • the tunnel barrier layer 16 is provided on the second reference layer 15 and is a layer made of an oxide containing at least one or two or more of Mg, Al, Ti, Zn, Hf, Ge and Si such as magnesium oxide. including.
  • the free layer 17 is provided on the tunnel barrier layer 16 and includes, for example, CoFeB or a layer made of at least one or more alloys such as Co, Fe and Ni.
  • the upper electrode layer 18 is provided on the free layer 17 and includes, for example, a metal layer such as Ta, Ru or Cu.
  • the magnetization direction of each pin layer of the first magnetoresistive sensor MR1 and the fourth magnetoresistive element MR4 and the magnetization direction of each pin layer of the second magnetoresistive element MR2 and the third magnetoresistive element MR3 are , 180 ° opposite to each other.
  • Each of the first magnetoresistive element MR1, the second magnetoresistive element MR2, the third magnetoresistive element MR3, and the fourth magnetoresistive element MR4 replaces the TMR element with a GMR (Giant Magneto Resistance) element.
  • GMR Global Magneto Resistance
  • it may have a magnetoresistive element such as an AMR (Anisotropic Magneto Resistance) element.
  • the shortest distance L1 between the center 7c of the magnetic sensor 7 and the rotation axis C, and the center 6c and the rotation axis C of the position detection magnet 6 An experimental example 1 for verifying the transition of the relationship between the rotation angle ⁇ (deg) and the detection angle (deg) of the magnetic sensor 7 when the ratio with the shortest distance L2 changes will be described.
  • FIG. 10 is a graph showing the results of Experimental Example 1.
  • the vertical axis shows the detection angle (deg) of the magnetic sensor
  • the horizontal axis shows the rotation angle ⁇ (deg).
  • each of the straight line Lx in which the detection angle of the magnetic sensor is ⁇ 20 °, the straight line Ly in which the detection angle of the magnetic sensor is ⁇ 30 °, and the straight line Lz in which the detection angle of the magnetic sensor is ⁇ 50 ° is 2 It is shown by a dotted line.
  • FIG. 11 is a graph for explaining the error rate of the output of the magnetic sensor.
  • the vertical axis shows the detection angle (deg) of the magnetic sensor 7
  • the horizontal axis shows the rotation angle ⁇ (deg).
  • the measured output is shown by a solid line
  • the virtual output is shown by a two-dot chain line.
  • the virtual output is obtained by linearly approximating the measured output in the planned measurement range of the detection angle of the magnetic sensor 7. Specifically, the virtual output is obtained by approximating the rotation angle ⁇ and the actually measured output with a linear function using the least squares method.
  • the ratio of the difference between the measured output and the virtual output to the full scale of the output which is the interval between the maximum and minimum values of the output corresponding to the planned measurement range of the detection angle of the magnetic sensor 7, is the output of the magnetic sensor 7. Defined as the linearity error rate of.
  • the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 is about 0.06% when the planned measurement range of the detection angle of the magnetic sensor 7 is in the range of ⁇ 20 ° sandwiched by the straight line Lx. It was about 0.2% in the range of ⁇ 30 ° sandwiched by the straight line Ly, and about 1.0% in the range of ⁇ 50 ° sandwiched by the straight line Lz.
  • FIG. 12 shows a range in which the rotation angle and L1 / L2 can be taken within the planned measurement range of the detection angle of the magnetic sensor according to Experimental Example 1, depending on the required linearity error rate of the output of the magnetic sensor. It is a graph.
  • the vertical axis shows L1 / L2
  • the horizontal axis shows the rotation angle ⁇ (deg).
  • the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 is reduced within the range of ⁇ 20 ° of the planned measurement angle of the detection angle of the magnetic sensor 7. It can be 0.06% or less.
  • the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 is reduced within the range of ⁇ 30 ° of the planned measurement angle of the detection angle of the magnetic sensor 7. It can be 0.2% or less.
  • the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 is reduced within the range of ⁇ 50 ° of the planned measurement angle of the detection angle of the magnetic sensor 7. It can be 1.0% or less.
  • the region in which the relationship of ⁇ 0.026 ⁇ ⁇ + 0.76 ⁇ L1 / L2 ⁇ ⁇ 0.016 ⁇ ⁇ + 0.8 is satisfied is magnetic.
  • the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 can be set to about 0.2% or more and about 1.0% or less in the range where the measurement range of the detection angle of the sensor 7 is ⁇ 30 ° or more and ⁇ 50 ° or less. ..
  • the magnetic sensor 7 In the region between the straight line L 30 and the straight line L 20 , where the relationship of ⁇ 0.037 ⁇ ⁇ + 0.72 ⁇ L1 / L2 ⁇ ⁇ 0.026 ⁇ ⁇ + 0.76 is satisfied, the magnetic sensor 7
  • the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 can be set to about 0.06% or more and about 0.2% or less in the range where the planned measurement range of the detection angle is ⁇ 20 ° or more and ⁇ 30 ° or less.
  • scheduled measurement range of the detection angle of the magnetic sensor 7 is 20 ° below ⁇ In the range, the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 can be reduced to about 0.06% or less.
  • the magnetic sensor 7 passes through the center 6c of the position detection magnet 6 located at the reference position B, and the magnetizing direction M and the rotation axis C.
  • the position detection range which is the planned measurement range of the detection angle of the magnetic sensor 7, and the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 are simple. It is possible to optimize the position detection accuracy.
  • the magnetic sensor 7 has a plurality of magnetoresistive effect elements constituting a bridge circuit. As a result, the magnetic field to be detected applied in the direction along the upper surface of the sensor substrate 7s can be detected.
  • a position detection device may be used in a region where the relationship of ⁇ ⁇ 0.026 ⁇ ⁇ + 0.76 is satisfied.
  • the position detection device according to the second embodiment of the present invention differs from the position detection device according to the first embodiment of the present invention only in the arrangement of the position detection magnet and the magnetic sensor. The description of the same configuration as that of the position detection device will not be repeated.
  • FIG. 13 is a diagram showing the positional relationship between the position detection magnet and the magnetic sensor in the position detection device according to the second embodiment of the present invention as viewed from the axial direction of the rotation axis. As shown in FIG. 13, in the position detection device according to the second embodiment of the present invention, the relationship of L1> L2 is satisfied.
  • the shortest distance L1 between the center 7c of the magnetic sensor 7 and the rotation axis C, and the center 6c and the rotation axis C of the position detection magnet 6 An experimental example 2 for verifying the transition of the relationship between the rotation angle ⁇ (deg) and the detection angle (deg) of the magnetic sensor 7 when the ratio with the shortest distance L2 changes will be described.
  • FIG. 14 is a graph showing the results of Experimental Example 2.
  • the vertical axis shows the detection angle (deg) of the magnetic sensor
  • the horizontal axis shows the rotation angle ⁇ (deg).
  • each of the straight line Lx in which the detection angle of the magnetic sensor is ⁇ 20 °, the straight line Ly in which the detection angle of the magnetic sensor is ⁇ 30 °, and the straight line Lz in which the detection angle of the magnetic sensor is ⁇ 50 ° is 2 It is shown by a dotted line.
  • the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 is about 0.06% when the planned measurement range of the detection angle of the magnetic sensor 7 is in the range of ⁇ 20 ° sandwiched by the straight line Lx. It was about 0.2% in the range of ⁇ 30 ° sandwiched by the straight line Ly, and about 1.0% in the range of ⁇ 50 ° sandwiched by the straight line Lz.
  • FIG. 15 shows a range in which the rotation angle and L1 / L2 can be taken within the planned measurement range of the detection angle of the magnetic sensor according to Experimental Example 2, depending on the required linearity error rate of the output of the magnetic sensor. It is a graph.
  • the vertical axis shows L1 / L2
  • the horizontal axis shows the rotation angle ⁇ (deg).
  • the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 is about 0 in the range where the planned measurement range of the detection angle of the magnetic sensor 7 is ⁇ 20 °. It can be .06% or less.
  • the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 is about 0 in the range where the planned measurement range of the detection angle of the magnetic sensor 7 is ⁇ 30 °. It can be less than .2%.
  • the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 is about 1 in the range where the planned measurement range of the detection angle of the magnetic sensor 7 is ⁇ 50 °. It can be 0.0% or less.
  • the magnetic sensor 7 In the region between the straight line L 50 and the straight line L 30 , in the region where the relationship of 0.032 ⁇ ⁇ + 1.12 ⁇ L1 / L2 ⁇ 0.096 ⁇ ⁇ + 0.8 is satisfied, the magnetic sensor 7
  • the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 can be set to about 0.2% or more and about 1.0% or less in the range where the planned measurement range of the detection angle is ⁇ 30 ° or more and ⁇ 50 ° or less.
  • the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 can be set to about 0.06% or more and about 0.2% or less in the range where the planned angle measurement range is ⁇ 20 ° or more and ⁇ 30 ° or less.
  • the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 can be reduced to about 0.06% or less.
  • the magnetic sensor 7 passes through the center 6c of the position detection magnet 6 located at the reference position B, and the magnetizing direction M and the rotation axis C.
  • the position detection range which is the planned measurement range of the detection angle of the magnetic sensor 7, and the linearity error rate of the output of the magnetic sensor 7 are simple. It is possible to optimize the position detection accuracy.
  • a position detecting device may be used in a region where the relationship of L1 / L2 is satisfied.

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Abstract

磁気センサ(７)は、光学反射素子が回動する際に相対的に移動する位置検出用磁石(６)から印加される磁界を検出可能である。位置検出用磁石(６)は、光学反射素子の回動によって、回動軸(Ｃ)の軸方向から見て、回動軸(Ｃ)と磁気センサ(７)の中心(７ｃ)と位置検出用磁石(６)の中心(６ｃ)とが直線上に並んで位置するときの基準位置(Ｂ)を通過可能である。磁気センサ(７)は、基準位置(Ｂ)に位置する位置検出用磁石(６)の中心(６ｃ)を通過する着磁方向(Ｍ)と回動軸(Ｃ)の軸方向とを含むＸＺ平面内に配置されている。

Description

位置検出装置
　本発明は、位置検出装置に関する。
　位置検出装置の構成を開示した先行文献として、米国特許出願公開第２０１８／０１８８４７６号明細書(特許文献１)がある。特許文献１に記載された位置検出装置は、固定部と、可動部と、光学素子と、位置検出用磁石と、磁気センサとを備える。可動部は、固定部に、移動可能に接続されている。光学素子は、可動部上に配置されている。位置検出用磁石は、光学素子に対応し、着磁方向を有する。磁気センサは、位置検出用磁石に対応し、固定部に関する軸周りの位置検出用磁石の回転を検出する。上記軸は、位置検出用磁石の着磁方向と直交している。
米国特許出願公開第２０１８／０１８８４７６号明細書
　特許文献１に記載された位置検出装置においては、簡易な構成で位置検出範囲および位置検出精度を好適化できる余地がある。
　本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で位置検出範囲および位置検出精度を好適化することができる、位置検出装置を提供することを目的とする。
　本発明に基づく位置検出装置は、光学反射素子と、位置検出用磁石と、磁気センサとを備える。光学反射素子は、回動軸を中心に回動可能に設けられている。位置検出用磁石は、光学反射素子に設けられている。位置検出用磁石の着磁方向は、上記回動軸の軸方向に対して直交する。磁気センサは、固定配置されている。磁気センサは、光学反射素子が回動する際に相対的に移動する位置検出用磁石から印加される磁界を検出可能である。位置検出用磁石は、光学反射素子の回動によって、上記軸方向から見て、上記回動軸と磁気センサの中心と位置検出用磁石の中心とが直線上に並んで位置するときの基準位置を通過可能である。磁気センサは、上記基準位置に位置する位置検出用磁石の中心を通過する上記着磁方向と上記軸方向とを含む平面内に配置されている。
　本発明によれば、簡易な構成で位置検出範囲および位置検出精度を好適化することができる。
本発明の実施の形態１に係る位置検出装置を含むコンパクトカメラモジュールの構成を示す側面図である。 図１のコンパクトカメラモジュールにおいて、光学反射素子が回動軸を中心に一方向に回動した状態を示す図である。 図１のコンパクトカメラモジュールにおいて、光学反射素子が回動軸を中心に他方向に回動した状態を示す図である。 図１のコンパクトカメラモジュールにおける位置検出装置の構成を拡大して示す側面図である。 本発明の実施の形態１に係る位置検出装置における、位置検出用磁石と磁気センサとの位置関係を回動軸の軸方向から見て示す図である。 本発明の実施の形態１に係る位置検出装置が備える磁気センサの構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る位置検出装置が備える磁気センサの回路構成を示す図である。 図６のＶＩＩＩ部を拡大して示す斜視図である。 図８のＩＸ－ＩＸ線矢印方向から見た断面図である。 実験例１の結果を示すグラフである。 磁気センサの出力の誤差率を説明するためのグラフである。 実験例１に係る磁気センサの検出角の測定予定範囲内において、磁気センサの出力の必要な線形性誤差率に応じて、回動角とＬ１／Ｌ２とが取り得る範囲を示すグラフである。 本発明の実施の形態２に係る位置検出装置における、位置検出用磁石と磁気センサとの位置関係を回動軸の軸方向から見て示す図である。 実験例２の結果を示すグラフである。 実験例２に係る磁気センサの検出角の測定予定範囲内において、磁気センサの出力の必要な線形性誤差率に応じて、回動角とＬ１／Ｌ２とが取り得る範囲を示すグラフである。
　以下、本発明の各実施の形態に係る位置検出装置について図を参照して説明する。以下の実施の形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
　(実施の形態１)
　図１は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置を含むコンパクトカメラモジュールの構成を示す側面図である。図１においては、位置検出装置が備える位置検出用磁石および磁気センサについては図示していない。
　図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置を含むコンパクトカメラモジュール１は、光学反射素子２と、レンズ群を含むアクチュエータ部３と、イメージセンサ４と、固定部５とを備える。光学反射素子２、レンズ群を含むアクチュエータ部３およびイメージセンサ４の各々は、固定部５の主面に沿って配置されている。コンパクトカメラモジュール１は、ペリスコープ型カメラモジュールである。コンパクトカメラモジュール１は、後述するように光学反射素子２を回動させることにより、いわゆる手振れ補正機能を実現する。
　光学反射素子２は、回動軸Ｃを中心に回動可能に設けられている。具体的には、光学反射素子２は、プリズムミラーである。光学反射素子２は、図示しない駆動機構によって駆動されることにより回動軸Ｃを中心に回動する。回動軸Ｃは、固定部５の主面と直交している。これにより、光学反射素子２は、固定部５の主面に沿って回動する。
　コンパクトカメラモジュール１の外部から取り込まれた光Ｌａが光学反射素子２に入射する。光Ｌａが光学反射素子２にて反射された光Ｌｂは、レンズ群を含むアクチュエータ部３に向かい、レンズ群を通過する。レンズ群を通過した光Ｌｃは、イメージセンサ４に入射する。
　図２は、図１のコンパクトカメラモジュールにおいて、光学反射素子が回動軸を中心に一方向に回動した状態を示す図である。図３は、図１のコンパクトカメラモジュールにおいて、光学反射素子が回動軸を中心に他方向に回動した状態を示す図である。
　図２に示すように、光学反射素子２が回動軸Ｃを中心に一方向Ｘに回動した状態では、レンズ群を含むアクチュエータ部３への光Ｌｂの入射角が光学反射素子２の回動角に対応して変化する。その結果、光Ｌｃがイメージセンサ４に入射する位置は、矢印Ｄに示す方向に変位する。
　図３に示すように、光学反射素子２が回動軸Ｃを中心に他方向Ｙに回動した状態では、レンズ群を含むアクチュエータ部３への光Ｌｂの入射角が光学反射素子２の回動角に対応して変化する。その結果、光Ｌｃがイメージセンサ４に入射する位置は、矢印Ｕに示す方向に変位する。
　図４は、図１のコンパクトカメラモジュールにおける位置検出装置の構成を拡大して示す側面図である。図５は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置における、位置検出用磁石と磁気センサとの位置関係を回動軸の軸方向から見て示す図である。図５においては、回動軸Ｃの軸方向と平行な方向をＺ軸方向、位置検出用磁石６が後述する基準位置Ｂに位置するときの回動軸Ｃと位置検出用磁石６の中心６ｃとを結ぶ方向をＸ軸方向、並びに、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の各々に直交する方向をＹ軸方向として記載している。
　図４および図５に示すように、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置は、光学反射素子２と、位置検出用磁石６と、磁気センサ７とを備える。位置検出用磁石６は、光学反射素子２に設けられている。位置検出用磁石６は、光学反射素子２におけるＺ軸方向の一方の側面に固定されている。磁気センサ７は、固定配置されている。磁気センサ７は、光学反射素子２におけるＺ軸方向の他方の側面と対向する、固定部５の主面に固定されている。
　具体的には、図５に示すように、回動軸Ｃの軸方向から見て、磁気センサ７の中心７ｃと回動軸Ｃとの最短距離は、Ｌ１である。回動軸Ｃの軸方向から見て、位置検出用磁石６の中心６ｃと回動軸Ｃとの最短距離は、Ｌ２である。本実施の形態においては、Ｌ１≦Ｌ２の関係が満たされている。なお、Ｚ軸方向における、磁気センサ７と位置検出用磁石６との位置関係は、特に限定されない。
　位置検出用磁石６は、光学反射素子２とともに回動軸Ｃを中心に回動する。図５に示すように、回動軸Ｃの軸方向から見て、位置検出用磁石６の中心６ｃは、点線で示す回動軌跡上を移動する。位置検出用磁石６は、光学反射素子２の回動によって、回動軸Ｃの軸方向から見て、回動軸Ｃと磁気センサ７の中心７ｃと位置検出用磁石６の中心６ｃとが直線上に並んで位置するときの基準位置Ｂを通過可能である。位置検出用磁石６における基準位置Ｂからの回動軸Ｃ周りの回動角は、θである。すなわち、θ＝０のとき、位置検出用磁石６は、基準位置Ｂに位置している。
　位置検出用磁石６の着磁方向Ｍは、回動軸Ｃの軸方向に対して直交している。具体的には、回動軸Ｃの軸方向から見て、位置検出用磁石６の着磁方向Ｍは、回動軸Ｃに向いている。回動軸Ｃの軸方向から見て、位置検出用磁石６の回動軸Ｃ側がＮ極、位置検出用磁石６の回動軸Ｃ側とは反対側がＳ極である。
　磁気センサ７は、基準位置Ｂに位置する位置検出用磁石６の中心６ｃを通過する着磁方向Ｍと回動軸Ｃの軸方向とを含む平面内に配置されている。すなわち、磁気センサ７は、図５に示すＸＺ平面内に配置されている。磁気センサ７は、光学反射素子２が回動する際に相対的に移動する位置検出用磁石６から印加される磁界を検出可能である。具体的には、磁気センサ７は、位置検出用磁石６から印加される磁界の向きである検出角に応じて出力する。
　図６は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置が備える磁気センサの構成を示す図である。図７は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置が備える磁気センサの回路構成を示す図である。図６においては、図５と同一方向から磁気センサを見て図示している。
　図６および図７に示すように、磁気センサ７は、ブリッジ回路を構成する複数の磁気抵抗効果素子を有している。本発明の実施の形態１においては、磁気センサ７は、第１磁気抵抗効果素子ＭＲ１、第２磁気抵抗効果素子ＭＲ２、第３磁気抵抗効果素子ＭＲ３および第４磁気抵抗効果素子ＭＲ４を有している。
　具体的には、図６に示すように、磁気センサ７においては、第１磁気抵抗効果素子ＭＲ１、第２磁気抵抗効果素子ＭＲ２、第３磁気抵抗効果素子ＭＲ３および第４磁気抵抗効果素子ＭＲ４の各々が、センサ基板７ｓの上面に設けられている。センサ基板７ｓ上には、電源端子Ｖｃｃ、接地端子ＧＮＤ、第１出力端子Ｖ+および第２出力端子Ｖ-が設けられている。位置検出用磁石６の検出対象磁界は、磁気センサ７に対して、センサ基板７ｓの上面に沿う方向に印加される。
　第１磁気抵抗効果素子ＭＲ１、第２磁気抵抗効果素子ＭＲ２、第３磁気抵抗効果素子ＭＲ３および第４磁気抵抗効果素子ＭＲ４は、互いに電気的に接続されてホイートストンブリッジ型のブリッジ回路を構成している。なお、磁気センサ７は、第１磁気抵抗効果素子ＭＲ１および第２磁気抵抗効果素子ＭＲ２で構成されるハーフブリッジ回路を有していてもよい。
　第１磁気抵抗効果素子ＭＲ１および第２磁気抵抗効果素子ＭＲ２の直列接続体と、第３磁気抵抗効果素子ＭＲ３および第４磁気抵抗効果素子ＭＲ４の直列接続体とが、電源端子Ｖｃｃと接地端子ＧＮＤとの間に並列接続されている。第１磁気抵抗効果素子ＭＲ１と第２磁気抵抗効果素子ＭＲ２との接続点には、第１出力端子Ｖ+が接続されている。第３磁気抵抗効果素子ＭＲ３と第４磁気抵抗効果素子ＭＲ４との接続点には、第２出力端子Ｖ-が接続されている。
　第１磁気抵抗効果素子ＭＲ１、第２磁気抵抗効果素子ＭＲ２、第３磁気抵抗効果素子ＭＲ３および第４磁気抵抗効果素子ＭＲ４の各々は、ＴＭＲ(Tunnel　Magneto　Resistance)素子である。
　第１磁気抵抗効果素子ＭＲ１、第２磁気抵抗効果素子ＭＲ２、第３磁気抵抗効果素子ＭＲ３および第４磁気抵抗効果素子ＭＲ４の各々の外形は略矩形状である。第１磁気抵抗効果素子ＭＲ１、第２磁気抵抗効果素子ＭＲ２、第３磁気抵抗効果素子ＭＲ３および第４磁気抵抗効果素子ＭＲ４は、全体として略正方形状である。この正方形の中心に、磁気センサ７の中心７ｃが位置している。
　図８は、図６のＶＩＩＩ部を拡大して示す斜視図である。図９は、図８のＩＸ－ＩＸ線矢印方向から見た断面図である。図８に示すように、第１磁気抵抗効果素子ＭＲ１、第２磁気抵抗効果素子ＭＲ２、第３磁気抵抗効果素子ＭＲ３および第４磁気抵抗効果素子ＭＲ４の各々は、複数のＴＭＲ素子１０が直列に接続されて構成されている。複数のＴＭＲ素子１０は、マトリックス状に設けられている。
　具体的には、積層されて互いに直列に接続された複数のＴＭＲ素子１０によって、多層素子１０ｂが構成されている。互いに直列に接続された複数の多層素子１０ｂによって、素子列１０ｃが構成されている。複数の素子列１０ｃは、一端と他端とで交互にリード２０によって接続されている。これにより、第１磁気抵抗効果素子ＭＲ１、第２磁気抵抗効果素子ＭＲ２、第３磁気抵抗効果素子ＭＲ３および第４磁気抵抗効果素子ＭＲ４の各々において、複数のＴＭＲ素子１０が電気的に直列に接続されている。
　図８に示すように、多層素子１０ｂにおいて下側に位置するＴＭＲ素子１０の上部電極層１８と、上側に位置するＴＭＲ素子１０の下部電極層１１とが、中間電極層１９として一体で構成されている。すなわち、多層素子１０ｂ内において互いに隣接するＴＭＲ素子１０における上部電極層１８と下部電極層１１とは、中間電極層１９として一体で構成されている。
　図９に示すように、第１磁気抵抗効果素子ＭＲ１、第２磁気抵抗効果素子ＭＲ２、第３磁気抵抗効果素子ＭＲ３および第４磁気抵抗効果素子ＭＲ４の各々のＴＭＲ素子１０は、下部電極層１１と、反強磁性層１２と、第１リファレンス層１３と、非磁性中間層１４と、第２リファレンス層１５と、トンネルバリア層１６と、フリー層１７と、上部電極層１８とからなる積層構造を有する。
　下部電極層１１は、たとえば、ＴａとＣｕとを含む金属層または金属化合物層を含む。反強磁性層１２は、下部電極層１１の上に設けられ、たとえば、ＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ＲｕＲｈＭｎまたはＣｒＰｔＭｎなどの金属化合物層を含む。第１リファレンス層１３は、反強磁性層１２の上に設けられ、たとえば、ＣｏＦｅなどの強磁性層を含む。
　非磁性中間層１４は、第１リファレンス層１３の上に設けられ、たとえば、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｒｈ、ＩｒおよびＲｅのうち少なくとも１つから選ばれる、またはこれらの金属のうち２つ以上の合金からなる層を含む。第２リファレンス層１５は、非磁性中間層１４の上に設けられ、たとえば、ＣｏＦｅまたはＣｏＦｅＢなどの強磁性層を含む。
　トンネルバリア層１６は、第２リファレンス層１５の上に設けられ、酸化マグネシウムなど、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｈｆ、ＧｅおよびＳｉの少なくとも１つまたは２つ以上を含有する酸化物からなる層を含む。フリー層１７は、トンネルバリア層１６の上に設けられ、たとえば、ＣｏＦｅＢ、もしくは、Ｃｏ、ＦｅおよびＮｉなどの少なくとも１つまたは２つ以上の合金からなる層を含む。上部電極層１８は、フリー層１７の上に設けられ、たとえば、Ｔａ、ＲｕまたはＣｕなどの金属層を含む。
　第１磁気抵抗効果素子ＭＲ１および第４磁気抵抗効果素子ＭＲ４の各々のピン層の磁化方向と、第２磁気抵抗効果素子ＭＲ２および第３磁気抵抗効果素子ＭＲ３の各々のピン層の磁化方向とが、互いに１８０°反対になっている。
　なお、第１磁気抵抗効果素子ＭＲ１、第２磁気抵抗効果素子ＭＲ２、第３磁気抵抗効果素子ＭＲ３および第４磁気抵抗効果素子ＭＲ４の各々は、ＴＭＲ素子に代えて、ＧＭＲ(Giant　Magneto　Resistance)素子またはＡＭＲ(Anisotropic　Magneto　Resistance)素子などの磁気抵抗効果素子を有していてもよい。
　ここで、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置において、磁気センサ７の中心７ｃと回動軸Ｃとの最短距離Ｌ１と、位置検出用磁石６の中心６ｃと回動軸Ｃとの最短距離Ｌ２との比が変化した際の、回動角θ(ｄｅｇ)と磁気センサ７の検出角(ｄｅｇ)との関係の推移を検証した実験例１について説明する。
　実験例１においては、Ｌ１／Ｌ２＝０，０．０８，０．１６，０．２４，０．３２，０．４，０．４８，０．５６，０．６４，０．７２，０．８の１１パターンについて、回動角θと磁気センサ７の検出角との関係の推移を検証した。なお、磁気センサ７の磁気抵抗効果素子には、何れの位置関係においても位置検出用磁石６から、磁気抵抗効果素子の飽和磁界であるたとえば１０ｍＴ以上の検出対象磁界が印加された状態とした。
　図１０は、実験例１の結果を示すグラフである。図１０においては、縦軸に、磁気センサの検出角(ｄｅｇ)、横軸に、回動角θ(ｄｅｇ)を示している。また、磁気センサの検出角が±２０°である直線Ｌｘ、磁気センサの検出角が±３０°である直線Ｌｙ、および、磁気センサの検出角が±５０°である直線Ｌｚの各々を、２点鎖線で示している。
　図１０に示すように、Ｌ１／Ｌ２が大きくなるにしたがって、回動角θに対する磁気センサ７の検出角が大きくなるとともに、磁気センサ７の出力が線形性を有する範囲が狭くなった。
　ここで、磁気センサの出力の線形性誤差率について定義する。図１１は、磁気センサの出力の誤差率を説明するためのグラフである。図１１においては、縦軸に、磁気センサ７の検出角(ｄｅｇ)、横軸に、回動角θ(ｄｅｇ)を示している。図１１においては、実測出力を実線で、仮想出力を二点鎖線で示している。
　仮想出力は、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲における実測出力を直線近似して求められている。具体的には、仮想出力は、回動角θおよび実測出力を最小二乗法を用いて１次関数にて近似して求められている。
　磁気センサ７における検出角の測定予定範囲に対応する出力の最大値と最小値との間の間隔である出力のフルスケールに対する、実測出力と仮想出力との差の比率を、磁気センサ７の出力の線形性誤差率と定義する。
　図１０に示すように、磁気センサ７の出力の線形性誤差率は、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲が、直線Ｌｘに挟まれた±２０°の範囲のとき約０．０６％、直線Ｌｙに挟まれた±３０°の範囲のとき約０．２％、直線Ｌｚに挟まれた±５０°の範囲のとき約１．０％であった。
　図１２は、実験例１に係る磁気センサの検出角の測定予定範囲内において、磁気センサの出力の必要な線形性誤差率に応じて、回動角とＬ１／Ｌ２とが取り得る範囲を示すグラフである。図１２においては、縦軸にＬ１／Ｌ２、横軸に回動角θ(ｄｅｇ)を示している。
　近似式ｙ＝－０．０３７ｘ＋０．７２で示される直線Ｌ２０上においては、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲が±２０°の範囲において、磁気センサ７の出力の線形性誤差率を約０．０６％以下にすることができる。近似式ｙ＝－０．０２６ｘ＋０．７６で示される直線Ｌ３０上においては、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲が±３０°の範囲において、磁気センサ７の出力の線形性誤差率を約０．２％以下にすることができる。近似式ｙ＝－０．０１６ｘ＋０．８で示される直線Ｌ５０上においては、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲が±５０°の範囲において、磁気センサ７の出力の線形性誤差率を約１．０％以下にすることができる。
　したがって、直線Ｌ５０と直線Ｌ３０との間の領域である、－０．０２６×θ＋０．７６≦Ｌ１／Ｌ２≦－０．０１６×θ＋０．８の関係が満たされている領域においては、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲が±３０°以上±５０°以下の範囲において、磁気センサ７の出力の線形性誤差率を約０．２％以上約１．０％以下にすることができる。
　直線Ｌ３０と直線Ｌ２０との間の領域である、－０．０３７×θ＋０．７２≦Ｌ１／Ｌ２≦－０．０２６×θ＋０．７６の関係が満たされている領域においては、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲が±２０°以上±３０°以下の範囲において、磁気センサ７の出力の線形性誤差率を約０．０６％以上約０．２％以下にすることができる。
　直線Ｌ２０以下の領域である、０≦Ｌ１／Ｌ２≦－０．０３７×θ＋０．７２の関係が満たされている領域においては、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲が±２０°以下の範囲において、磁気センサ７の出力の線形性誤差率を約０．０６％以下にすることができる。
　このように、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置においては、磁気センサ７が、基準位置Ｂに位置する位置検出用磁石６の中心６ｃを通過する着磁方向Ｍと回動軸Ｃの軸方向とを含むＸＺ平面内に配置されていることにより、簡易な構成で、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲である位置検出範囲、および、磁気センサ７の出力の線形性誤差率である位置検出精度を好適化することができる。
　本発明の実施の形態１に係る位置検出装置においては、磁気センサ７は、ブリッジ回路を構成する複数の磁気抵抗効果素子を有している。これにより、センサ基板７ｓの上面に沿う方向に印加される検出対象磁界を検出することができる。
　なお、直線Ｌ５０以下の領域である、０≦Ｌ１／Ｌ２≦－０．０１６×θ＋０．８の関係が満たされている領域、または、直線Ｌ３０以下の領域である、０≦Ｌ１／Ｌ２≦－０．０２６×θ＋０．７６の関係が満たされている領域において、位置検出装置が使用されていてもよい。
　(実施の形態２)
　以下、本発明の実施の形態２に係る位置検出装置について説明する。なお、本発明の実施の形態２に係る位置検出装置は、位置検出用磁石および磁気センサの配置のみ本発明の実施の形態１に係る位置検出装置と異なるため、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置と同様の構成については説明を繰り返さない。
　図１３は、本発明の実施の形態２に係る位置検出装置における、位置検出用磁石と磁気センサとの位置関係を回動軸の軸方向から見て示す図である。図１３に示すように、本発明の実施の形態２に係る位置検出装置においては、Ｌ１＞Ｌ２の関係が満たされている。
　ここで、本発明の実施の形態２に係る位置検出装置において、磁気センサ７の中心７ｃと回動軸Ｃとの最短距離Ｌ１と、位置検出用磁石６の中心６ｃと回動軸Ｃとの最短距離Ｌ２との比が変化した際の、回動角θ(ｄｅｇ)と磁気センサ７の検出角(ｄｅｇ)との関係の推移を検証した実験例２について説明する。
　実験例２においては、Ｌ１／Ｌ２＝１．２８，１．３６，１．４４，１．５２，１．６，１．６８，１．７６，１．８４，１．９２，２，２．０８，２．１６，２．２４，２．３２，２．４，２．４８，２．５６，２．６４，２．７２，２．８の２０パターンについて、回動角θと磁気センサ７の検出角との関係の推移を検証した。なお、磁気センサ７の磁気抵抗効果素子には、何れの位置関係においても位置検出用磁石６から、磁気抵抗効果素子の飽和磁界であるたとえば１０ｍＴ以上の検出対象磁界が印加された状態とした。
　図１４は、実験例２の結果を示すグラフである。図１４においては、縦軸に、磁気センサの検出角(ｄｅｇ)、横軸に、回動角θ(ｄｅｇ)を示している。また、磁気センサの検出角が±２０°である直線Ｌｘ、磁気センサの検出角が±３０°である直線Ｌｙ、および、磁気センサの検出角が±５０°である直線Ｌｚの各々を、２点鎖線で示している。
　図１４に示すように、Ｌ１／Ｌ２が大きくなるにしたがって、回動角θに対する磁気センサ７の検出角が小さくなるとともに、磁気センサ７の出力が線形性を有する範囲が広くなった。
　図１４に示すように、磁気センサ７の出力の線形性誤差率は、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲が、直線Ｌｘに挟まれた±２０°の範囲のとき約０．０６％、直線Ｌｙに挟まれた±３０°の範囲のとき約０．２％、直線Ｌｚに挟まれた±５０°の範囲のとき約１．０％であった。
　図１５は、実験例２に係る磁気センサの検出角の測定予定範囲内において、磁気センサの出力の必要な線形性誤差率に応じて、回動角とＬ１／Ｌ２とが取り得る範囲を示すグラフである。図１５においては、縦軸にＬ１／Ｌ２、横軸に回動角θ(ｄｅｇ)を示している。
　近似式ｙ＝０．１１２ｘ＋０．９６で示される直線Ｌ２０上においては、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲が±２０°の範囲において、磁気センサ７の出力の線形性誤差率を約０．０６％以下にすることができる。近似式ｙ＝０．０９６ｘ＋０．８で示される直線Ｌ３０上においては、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲が±３０°の範囲において、磁気センサ７の出力の線形性誤差率を約０．２％以下にすることができる。近似式ｙ＝０．０３２ｘ＋１．１２で示される直線Ｌ５０上においては、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲が±５０°の範囲において、磁気センサ７の出力の線形性誤差率を約１．０％以下にすることができる。
　したがって、直線Ｌ５０と直線Ｌ３０との間の領域である、０．０３２×θ＋１．１２≦Ｌ１／Ｌ２≦０．０９６×θ＋０．８の関係が満たされている領域においては、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲が±３０°以上±５０°以下の範囲において、磁気センサ７の出力の線形性誤差率を約０．２％以上約１．０％以下にすることができる。
　直線Ｌ３０と直線Ｌ２０との間の領域である、０．０９６×θ＋０．８≦Ｌ１／Ｌ２≦０．１１２×θ＋０．９６の関係が満たされている領域においては、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲が±２０°以上±３０°以下の範囲において、磁気センサ７の出力の線形性誤差率を約０．０６％以上約０．２％以下にすることができる。
　直線Ｌ２０以上の領域である、０．１１２×θ＋０．９６≦Ｌ１／Ｌ２の関係が満たされている領域においては、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲が±２０°以下の範囲において、磁気センサ７の出力の線形性誤差率を約０．０６％以下にすることができる。
　このように、本発明の実施の形態２に係る位置検出装置においては、磁気センサ７が、基準位置Ｂに位置する位置検出用磁石６の中心６ｃを通過する着磁方向Ｍと回動軸Ｃの軸方向とを含むＸＺ平面内に配置されていることにより、簡易な構成で、磁気センサ７の検出角の測定予定範囲である位置検出範囲、および、磁気センサ７の出力の線形性誤差率である位置検出精度を好適化することができる。
　なお、直線Ｌ５０以上の領域である、０．０３２×θ＋１．１２≦Ｌ１／Ｌ２の関係が満たされている領域、または、直線Ｌ３０以上の領域である、０．０９６×θ＋０．８≦Ｌ１／Ｌ２の関係が満たされている領域において、位置検出装置が使用されていてもよい。
　上述した実施の形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　コンパクトカメラモジュール、２　光学反射素子、３　アクチュエータ部、４　イメージセンサ、５　固定部、６　位置検出用磁石、６ｃ，７ｃ　中心、７　磁気センサ、７ｓ　センサ基板、１０　ＴＭＲ素子、１０ｂ　多層素子、１０ｃ　素子列、１１　下部電極層、１２　反強磁性層、１３　第１リファレンス層、１４　非磁性中間層、１５　第２リファレンス層、１６　トンネルバリア層、１７　フリー層、１８　上部電極層、１９　中間電極層、２０　リード、Ｂ　基準位置、Ｃ　回動軸、ＧＮＤ　接地端子、Ｍ　着磁方向、ＭＲ１　第１磁気抵抗効果素子、ＭＲ２　第２磁気抵抗効果素子、ＭＲ３　第３磁気抵抗効果素子、ＭＲ４　第４磁気抵抗効果素子、Ｖ+　第１出力端子、Ｖ-　第２出力端子、Ｖｃｃ　電源端子。

Claims (8)

  1. 　回動軸を中心に回動可能に設けられた光学反射素子と、
    　前記光学反射素子に設けられ、着磁方向が前記回動軸の軸方向に対して直交する位置検出用磁石と、
    　固定配置され、前記光学反射素子が回動する際に相対的に移動する前記位置検出用磁石から印加される磁界を検出可能な磁気センサとを備え、
    　前記位置検出用磁石は、前記光学反射素子の回動によって、前記軸方向から見て、前記回動軸と前記磁気センサの中心と前記位置検出用磁石の中心とが直線上に並んで位置するときの基準位置を通過可能であり、
    　前記磁気センサは、前記基準位置に位置する前記位置検出用磁石の中心を通過する前記着磁方向と前記軸方向とを含む平面内に配置されている、位置検出装置。
  2. 　前記磁気センサは、ブリッジ回路を構成する複数の磁気抵抗効果素子を有している、請求項１に記載の位置検出装置。
  3. 　前記軸方向から見て、前記磁気センサの中心と前記回動軸との最短距離をＬ１、前記位置検出用磁石の中心と前記回動軸との最短距離をＬ２、前記位置検出用磁石における前記基準位置からの前記回動軸周りの回動角をθとした場合、
    　－０．０２６×θ＋０．７６≦Ｌ１／Ｌ２≦－０．０１６×θ＋０．８の関係が満たされている、請求項１または２に記載の位置検出装置。
  4. 　前記軸方向から見て、前記磁気センサの中心と前記回動軸との最短距離をＬ１、前記位置検出用磁石の中心と前記回動軸との最短距離をＬ２、前記位置検出用磁石における前記基準位置からの前記回動軸周りの回動角をθとした場合、
    　－０．０３７×θ＋０．７２≦Ｌ１／Ｌ２≦－０．０２６×θ＋０．７６の関係が満たされている、請求項１または２に記載の位置検出装置。
  5. 　前記軸方向から見て、前記磁気センサの中心と前記回動軸との最短距離をＬ１、前記位置検出用磁石の中心と前記回動軸との最短距離をＬ２、前記位置検出用磁石における前記基準位置からの前記回動軸周りの回動角をθとした場合、
    　０≦Ｌ１／Ｌ２≦－０．０３７×θ＋０．７２の関係が満たされている、請求項１または２に記載の位置検出装置。
  6. 　前記軸方向から見て、前記磁気センサの中心と前記回動軸との最短距離をＬ１、前記位置検出用磁石の中心と前記回動軸との最短距離をＬ２、前記位置検出用磁石における前記基準位置からの前記回動軸周りの回動角をθとした場合、
    　０．０３２×θ＋１．１２≦Ｌ１／Ｌ２≦０．０９６×θ＋０．８の関係が満たされている、請求項１または２に記載の位置検出装置。
  7. 　前記軸方向から見て、前記磁気センサの中心と前記回動軸との最短距離をＬ１、前記位置検出用磁石の中心と前記回動軸との最短距離をＬ２、前記位置検出用磁石における前記基準位置からの前記回動軸周りの回動角をθとした場合、
    　０．０９６×θ＋０．８≦Ｌ１／Ｌ２≦０．１１２×θ＋０．９６の関係が満たされている、請求項１または２に記載の位置検出装置。
  8. 　前記軸方向から見て、前記磁気センサの中心と前記回動軸との最短距離をＬ１、前記位置検出用磁石の中心と前記回動軸との最短距離をＬ２、前記位置検出用磁石における前記基準位置からの前記回動軸周りの回動角をθとした場合、
    　０．１１２×θ＋０．９６≦Ｌ１／Ｌ２の関係が満たされている、請求項１または２に記載の位置検出装置。
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