(57)【要約】【課題】磁気センサにより、高い検出精度で磁石の位置を検出する。【解決手段】  カメラモジュールは、レンズと、レンズに取り付けられ、少なくとも一方向に分極した磁石と、磁石と対向して配置され、かつ磁石を一方向に移動可能なコイルと、二つの磁電変換素子を有し、一方向と交差する向きに磁電変換素子の感磁軸を有する磁気センサと、二つの磁電変換素子が出力する二つの磁場検出信号の和信号、差信号及び比信号の少なくとも一つに基づいて、磁石の位置を示す位置検出信号を出力する位置検出部と、を備える。【選択図】図１
2020085913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、
前記レンズを有する移動体に取り付けられ、少なくとも一方向に分極した磁石と、
前記磁石と対向して配置され、かつ前記磁石を前記一方向に移動可能なコイルと、
二つの磁電変換素子を有し、前記一方向と交差する向きに前記磁電変換素子の感磁軸を有する磁気センサと、
前記二つの磁電変換素子が出力する二つの磁場検出信号の和信号、差信号及び比信号の少なくとも一つに基づいて、前記磁石の位置を示す位置検出信号を出力する位置検出部と、
を備えるカメラモジュール。
【請求項２】
前記磁気センサは、感磁軸が前記一方向と垂直となるように配置される
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記磁気センサは、前記磁石の下部領域に配置される
請求項２に記載のカメラモジュール。
【請求項４】
駆動信号をコイルに出力して磁場を発生させることにより、前記磁石が取り付けられた移動体を前記一方向に移動させる駆動部と、
前記レンズの目標位置を示す目標位置信号と前記位置検出信号とに基づいて、前記駆動部を制御する制御信号を出力する制御部と、
をさらに備える請求項１から３のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記磁場検出信号をＡＤ変換するＡＤ変換部をさらに備える
請求項１から４のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
【請求項６】
前記位置検出部は、
前記差信号が一定となるような係数を演算し、該係数を前記和信号に掛け合わせる演算を行う演算部と、
前記演算部の出力に基づいて、前記磁石の位置を検出して前記位置検出信号を出力する検出部と、
を備える請求項１から５のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
【請求項７】
前記位置検出部は、
前記磁気センサの差信号が一定となるように、前記磁気センサの出力値を演算する演算部と、
前記出力値が補正された前記磁気センサから出力される前記和信号に基づいて、前記磁石の位置を検出して前記位置検出信号を出力する検出部と、
を備える請求項１から５のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
【請求項８】
前記磁気センサは前記二つの磁電変換素子として、第１の磁電変換素子と、第２の磁電変換素子とを有しており、
前記位置検出部は、
前記第１の磁電変換素子に接続された第１の増幅部、および前記第２の磁電変換素子に接続された第２の増幅部を有し、前記第１の増幅部の出力信号と前記第２の増幅部の出力信号との差信号が一定となるように増幅率を演算し、かつ前記増幅率で制御された前記第１の増幅部の出力信号と前記第２の増幅部の出力信号との和信号を出力する演算部と、
前記演算部の出力に基づいて、前記磁石の位置を検出して前記位置検出信号を出力する検出部と、
を備える請求項１から５のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
【請求項９】
前記位置検出部は、
前記磁気センサの差信号が一定となるように、前記磁気センサの駆動電圧または駆動電流を制御する磁気センサ駆動制御部と、
前記磁気センサから出力される前記和信号に基づいて、前記磁石の位置を検出して前記位置検出信号を出力する検出部と、
を備える請求項１から５のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を有するモバイルカメラを搭載する携帯電話等の端末が多数存在しており、モバイルカメラに適用される光学系において、瞬時に高精度な位置検出を行うことが可能な位置検出機構が求められている。このような要求に対応するために、磁石の移動方向と平行な方向に２つの磁気センサを並べて配置することで、磁石の位置を検出する位置検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、磁石とコイルと磁気センサとを近接して配置することにより、位置検出用磁石とアクチュエータ用磁石を共用し、磁石と磁気センサとによる位置検出の結果に基づいて、コイルを用いて磁石の位置を移動させる技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１８９３６５号
【特許文献２】特開２０１０−１５１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば特許文献２に示すコイルと磁気センサの配置では、コイルに電流を流すことにより発生した磁場を磁気センサが検出してしまう場合がある。コイルを流れる電流に起因して発生した磁場は、磁石の位置を検出する位置検出装置においてノイズとなり、磁気センサが磁石の正確な位置を検出できなくなる場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高い検出精度で磁気センサが磁石の位置を検出することが可能なカメラモジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るカメラモジュールは、レンズと、レンズに取り付けられ、少なくとも一方向に分極した磁石と、磁石と対向して配置され、かつ磁石を一方向に移動可能なコイルと、二つの磁電変換素子を有し、一方向と交差する向きに磁電変換素子の感磁軸を有する磁気センサと、二つの磁電変換素子が出力する二つの磁場検出信号の和信号、差信号及び比信号の少なくとも一つに基づいて、磁石の位置を示す位置検出信号を出力する位置検出部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、高い検出精度で磁石の位置を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係るカメラモジュールの一構成例を模式的に示す外観斜視図及び平面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るカメラモジュールの磁石、コイル及び磁気センサの配置を示す断面模式図である。
【図３】図３（Ａ）は、基準位置からの磁石の距離と、２つの磁気センサに印加される磁束との関係を示すグラフであり、図３（Ｂ）は、基準位置からの磁石の距離と、２つの磁気センサに印加される磁束の和磁束と差磁束の関係とを示すグラフである。
【図４】本発明の第一実施形態に係るカメラモジュールを説明するための回路ブロック図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係るカメラモジュールをより詳細に説明するための回路ブロック図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係るカメラモジュールの一構成例を模式的に示す外観斜視図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係るカメラモジュールの磁石、コイル及び磁気センサの配置を示す断面模式図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るカメラモジュールを説明するための回路ブロック図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るカメラモジュールを説明するための回路ブロック図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るカメラモジュールを説明するための回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の具体的な構成について記載されている。しかしながら、このような特定の具体的な構成に限定されることなく他の実施態様が実施できることは明らかである。また、以下の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴的な構成の組み合わせの全てを含むものである。
また、以下の説明における「左右」や「上下」の方向は、単に説明の便宜上の定義であって、本発明の技術的思想を限定するものではない。よって、例えば、紙面を９０度回転すれば「左右」と「上下」とは交換して読まれ、紙面を１８０度回転すれば「左」が「右」に、「右」が「左」になることは勿論である。
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の第一実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一部分には同一符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。
【００１２】
１．第一実施形態
本発明の第一実施形態に係るカメラモジュールについて、図１から図５を用いて説明する。本実施形態によるカメラモジュール１００は、カメラ機能付電子機器に備えられている。本実施形態におけるカメラ機能付電子機器は、例えばスマートフォンなどの携帯電話機器、デジタルカメラ及びデジタルムービーなどである。
【００１３】
［カメラモジュールの構成］
図１（Ａ）は、カメラ機能付電子機器に備えられたカメラモジュール１００の概略構成を示す斜視図である。図１（Ａ）では、理解を容易にするため、磁気センサＳｘ，Ｓｙが取り付けられた筐体４の図示は省略されている。磁気センサＳｘ，Ｓｙ、筐体４の詳細は後述する。また、図１（Ａ）には、説明の便宜上、カメラモジュール１００に対応付けられたＸＹＺ直交座標系が図示されている。
【００１４】
図１（Ａ）に示すように、カメラモジュール１００は、薄板長方形状の移動体であるレンズホルダ２１と、レンズホルダ２１の中央に形成された貫通孔に取り付けられたレンズ２２とを有している。また、カメラモジュール１００は、レンズ２２の下部に、回路基板に電気的に接続されたＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子（不図示）を有している。
図１（Ｂ）に示すように、レンズホルダ２１は、カメラ機能付電子機器に備えられた筐体４のホルダ取付部４１に設けられている。レンズホルダ２１は、ホルダ取付部４１において、筐体４に対して移動可能に設けられている。
【００１５】
カメラモジュール１００は、レンズホルダ２１の周囲の少なくとも一部に設けられた磁石Ｍを有している。磁石Ｍは、磁石Ｍｘ、Ｍｙで構成されている。磁石Ｍｘ、磁石Ｍｙは、レンズホルダ２１の側面に取り付けられている。磁石Ｍｙは、磁石Ｍｘが配置されたレンズホルダ２１の側面に直交する側面に配置されている。
【００１６】
図１（Ａ）に示すように、レンズホルダ２１の基準位置（設計値）において、レンズ２２の光軸方向にＸＹＺ直交座標系のＺ軸方向が対応付けられている。また、レンズホルダ２１の基準位置において、レンズ２２の光軸方向に直交する平面にＸＹ座標平面が対応付けられている。本実施形態では、コイルＣｘによって磁石Ｍｘが動かされる方向である第１の方向として、レンズ２２の光軸と垂直な方向（本実施形態においてはＸ軸方向）が対応付けられている。また、コイルＣｙによって磁石Ｍｙが動かされる方向である第２の方向として、レンズ２２の光軸方向と、第１の方向（Ｘ軸方向）とに垂直なＹ軸方向が対応付けられている。
【００１７】
すなわち、コイルＣｘと磁石Ｍｘとが並ぶ方向にＸ軸方向が対応付けられている。換言すると、Ｘ軸方向は、磁石Ｍｙの長辺が延在する方向に対応付けられている。磁石Ｍｘ側（レンズ２２側）からコイルＣｘ側に向かう方向がＸ軸の正方向である。さらに、コイルＣｙと磁石Ｍｙとが並ぶ方向にＹ軸方向が対応付けられている。換言すると、Ｙ軸方向は、磁石Ｍｘの長辺が延在する方向に対応付けられている。磁石Ｍｙ側（レンズ２２側）からコイルＣｙ側に向かう方向がＹ軸の正方向である。
【００１８】
［カメラモジュールの動作］
本実施形態のカメラモジュール１００では、レンズホルダ２１に取り付けられた磁石Ｍｘ及び磁石Ｍｙの位置を検出することにより、レンズ２２の位置を特定する。磁石Ｍｘの位置は、磁石Ｍｘの側面に設けられた磁気センサＳｘにより検出される。磁石Ｍｙの位置は、磁石Ｍｙの側面に対向して設けられた磁気センサＳｙにより検出される。磁石Ｍｘの「側面」とは、磁石Ｍｘの外側近傍の位置を示し、具体的には磁石Ｍｘに対してＹ軸の正方向及び負方向、またはＺ軸の正方向及び負方向の位置を示す。また、磁石Ｍｘに対してＸ軸の正方向又は負方向にずれている場合も含む。磁石Ｍｘ及び磁石Ｍｙの詳細な配置位置及び位置検出方法については後述する。
【００１９】
本実施形態のカメラモジュール１００では、磁石Ｍｘ（Ｍｙ）と近接して配置されたコイルＣｘ（Ｃｙ）にそれぞれ駆動電流を印加することにより、磁石Ｍｘ（Ｍｙ）を移動させる。例えば、コイルＣｘに駆動電流を印加することによりコイルＣｘの周りに磁場を発生させ、磁場の向きに応じて磁石ＭｘをＸ軸の正方向又は負方向に移動させることができる。同様に、コイルＣｙに駆動電流を印加することにより、磁石ＭｙをＹ軸の正方向又は負方向に移動させることができる。
以下、カメラモジュール１００の各部について詳細に説明する。
【００２０】
（磁気センサ）
磁気センサＳｘは、Ｘ軸方向を検知方向として、Ｘ軸方向における磁石Ｍｘの位置を検知するセンサである。また、磁気センサＳｙは、Ｙ軸方向を検知方向として、Ｙ軸方向における磁石Ｍｙの位置を検知するセンサである。
図１（Ａ）に模式的に示すように、磁気センサＳｘ及び磁気センサＳｙは、筐体４の底面に取り付けられている。磁気センサＳｘ（第一の磁気センサの一例）は、磁石Ｍｘに対向配置されている。磁石ＭｘがＸ軸方向に移動することによる磁場の変化により、磁気センサＳｘの出力電圧が変化する。磁気センサＳｙ（第二の磁気センサの一例）は、磁石Ｍｙに対向配置されている。磁石ＭｙがＹ軸方向に移動することによる磁場の変化により、磁気センサＳｙの出力電圧が変化する。
【００２１】
図２に示すように、磁気センサＳｘは、Ｘ軸方向（第１の方向の一例）に沿って配置された二つの磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２を有している。磁気センサＳｘにおいて、磁電変換素子ＨＥｘ２は、電変換素子ＨＥｘ１に対してＸ軸方向の正方向に配置されている。磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２は、磁石Ｍｘの分極方向と交差する向きに感磁軸を有するように配置される。例えば、磁気センサＳｘは、感磁軸が、Ｘ軸方向（コイルＣｘによって磁石Ｍｘが移動可能な方向）と垂直となるように配置される。本実施形態では、磁石Ｍｘの分極方向と交差する向きに磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２の感磁軸を有するように磁気センサＳｘが配置された例として、第一実施形態では、磁気センサＳｘが磁石Ｍｘの下部領域（磁石Ｍｘに対してＺ軸方向の負方向の位置）に配置された構成となっている。
【００２２】
磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２は、磁石ＭｘがＸ軸方向に移動した際に磁電変換素子ＨＥｘ１が出力する磁場検出信号Ｘ１の変化量の符号と、磁電変換素子ＨＥｘ２が出力する磁場検出信号Ｘ２の変化量の符号とが、互いに同符号となるように配置されている。
磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２は、磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２の配置位置における磁束の、感磁軸に対して水平な成分を検出する。このため、上述のように磁気センサＳｘを配置することにより、コイルＣｘの周囲で発生した磁束が、磁気センサＳｘで検出されにくくなる。
【００２３】
同様に、磁気センサＳｙは、Ｙ軸方向（第２の方向の一例）に沿って配置された二つの磁電変換素子ＨＥｙ１、ＨＥｙ２（不図示）を有している。磁気センサＳｙにおいて、磁電変換素子ＨＥｙ２は、磁電変換素子ＨＥｙ１に対してＹ軸方向の正方向に配置されている。磁電変換素子ＨＥｙ１、ＨＥｙ２は、磁石Ｍｙの分極方向と交差する向きに感磁軸を有するように配置される。例えば、磁気センサＳｙは、感磁軸が、Ｙ軸方向（コイルＣｙによって磁石Ｍｙが移動可能な方向）と垂直となるように配置される。本実施形態では、磁石Ｍｙの分極方向と交差する向きに磁電変換素子ＨＥｙ１、ＨＥｙ２の感磁軸を有するように磁気センサＳｙが配置された例として、第一実施形態では、磁気センサＳｙが磁石Ｍｙの下部領域に配置された構成となっている。上述のように磁気センサＳｙを配置することにより、コイルＣｙの周囲で発生した磁束が、磁気センサＳｙで検出されにくくなる。
【００２４】
磁電変換素子ＨＥｙ１、ＨＥｙ２は、磁石ＭｙがＹ軸方向に移動した際に磁電変換素子ＨＥｙ１が出力する磁場検出信号Ｙ１の変化量の符号と、磁電変換素子ＨＥｙ２が出力する磁場検出信号Ｙ２の変化量の符号とが、互いに同符号となるように配置されている。
【００２５】
図３（Ａ）は、磁石Ｍｘの位置（基準位置からの磁石Ｍｘの距離）と、磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２から出力される出力信号との関係を示すグラフである。図３（Ａ）において、基準位置からの磁石Ｍｘの距離が正の場合、磁石Ｍｘは、基準位置よりもＸ軸方向の正方向に位置している。
ここで、図３（Ａ）中、磁電変換素子ＨＥｘ１が出力する磁場検出信号Ｘ１を破線で示し、磁電変換素子ＨＥｘ２が出力する磁場検出信号Ｘ２を点線で示す。図３（Ｂ）中、磁場検出信号Ｘ１と磁場検出信号Ｘ２との和信号（Ｘ１＋Ｘ２）を点線で示し、磁場検出信号Ｘ１と磁場検出信号Ｘ２との差信号（Ｘ１−Ｘ２）を鎖線で示す。図３（Ｂ）に示すように、差信号（Ｘ１−Ｘ２）は、磁石Ｍｘの位置に関わらず略一定となる。一方、図３（Ｂ）に示すように、和信号（Ｘ１＋Ｘ２）は、磁石Ｍｘの位置に応じて変化する。このため、磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２を本実施形態の配置とすることにより、差信号（Ｘ１−Ｘ２）に対する和信号（Ｘ１＋Ｘ２）の比（すなわち（Ｘ１＋Ｘ２）／（Ｘ１−Ｘ２））に基づいて、磁石Ｍｘの位置を示す位置検出信号を得ることができる。
なお、位置検出信号は、上述の差信号に対する和信号の比に相当する信号に基づいて得ることもできる。例えば、磁場検出信号Ｘ２に対する磁場検出信号Ｘ１の比信号（Ｘ１／Ｘ２）を用いて、｛（Ｘ１／Ｘ２）＋１｝／｛（Ｘ１／Ｘ２）−１｝に基づいて磁石Ｍｘの位置を示す位置検出信号を得ることもできる。
【００２６】
また、磁石Ｍｙ、磁気センサＳｙ（磁電変換素子ＨＥｙ１、ＨＥｙ２）、コイルＣｙを図３における磁石Ｍｘ、磁気センサＳｘ（磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２）、コイルＣｘと同様の配置としてもよい。この場合、磁電変換素子ＨＥｙ１の出力Ｙ１、磁電変換素子ＨＥｙ２の出力Ｙ２の差信号（Ｙ１−Ｙ２）は、磁石Ｍｙの位置に関わらず略一定となる。一方、和信号（Ｙ１＋Ｙ２）は、磁石Ｍｙの位置に応じて変化する。このため、磁電変換素子ＨＥｙ１、ＨＥｙ２を本実施形態の配置とすることにより、差信号（Ｙ１−Ｙ２）に対する和信号（Ｙ１＋Ｙ２）の比（すなわち（Ｙ１＋Ｙ２）／（Ｙ１−Ｙ２））に基づいて、磁石Ｍｙの位置を示す位置検出信号を得ることができる。
なお、位置検出信号は、上述の差信号に対する和信号の比に相当する信号に基づいて得ることもできる。例えば、磁場検出信号Ｙ２に対する磁場検出信号Ｙ１の比信号（Ｙ１／Ｙ２）を用いて、｛（Ｙ１／Ｙ２）＋１｝／｛（Ｙ１／Ｙ２）−１｝に基づいて磁石Ｍｙの位置を示す位置検出信号を得ることもできる。
磁石Ｍｙの位置（基準位置からの磁石Ｍｙの距離）と、磁電変換素子ＨＥｙ１、ＨＥｙ２から出力される出力信号との関係についても、図３（Ａ）で示すグラフと同様の関係が得られる。
磁気センサＳｘ、Ｓｙは、例えば、磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２、ＨＥｙ１、ＨＥｙ２としてホール素子を用いたホールセンサを用いることができる。また、磁気センサＳｘ、Ｓｙは、例えば磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２、ＨＥｙ１、ＨＥｙ２として磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を用いた磁気抵抗（ＭＲ）センサ等であっても良い。
【００２７】
（磁石）
磁石Ｍｘ、磁石Ｍｙは、薄板直方体形状を有しており、互いに略同等の大きさに形成されている。磁石Ｍｘ、Ｍｙは、１つのＮ極と１つのＳ極を有する、一方向に分極した二極の永久磁石である。磁石Ｍｘは、Ｘ軸方向（一方向の一例）にＮ極とＳ極とが分極して形成されている。磁石Ｍｙは、Ｙ軸方向（一方向の一例）にＮ極とＳ極とが分極して形成されている。磁石Ｍｘ、磁石Ｍｙは、レンズホルダ２１の周囲の少なくとも一部に取り付けられている。磁石Ｍｘは、コイルＣｘによってＸ軸方向（すなわち分極方向）に動かされ、磁石Ｍｘの移動に対応してレンズ２２がＸ軸方向に動かされる。また、磁石Ｍｘは、磁石ＭｙがＹ軸方向に動かされることによってＹ軸方向に移動する。磁石Ｍｙは、コイルＣｙによってＹ軸方向（すなわち分極方向）に動かされ、磁石Ｍｙの移動に対応してレンズ２２がＹ軸方向に動かされる。また、磁石Ｍｙは、磁石ＭｘがＸ軸方向に動かされることによってＸ軸方向に移動する。
【００２８】
図２は、図１（Ａ）においてＩＩ−ＩＩ線で示す断面を示す断面図である。図２に示すように、磁石Ｍｘは、磁気センサＳｘ内で二つの磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２が並んで配置されている方向に平行な方向にＮ極とＳ極とが分布した二極磁石である。また、磁石Ｍｙは、磁気センサＳｙ内で二つの磁電変換素子ＨＥｙ１、ＨＥｙ２が並んで配置されている方向に平行な方向にＮ極とＳ極とが分布している。すなわち、図１（Ａ）および図１（Ｂ）では、磁石Ｍｘは、Ｓ極をレンズホルダ２１側に分布させ、Ｎ極を磁気センサＳｘ側に分布させて形成されている。また、磁石Ｍｙは、Ｓ極をレンズホルダ２１側に分布させ、Ｎ極が磁気センサＳｙ側に分布させて配置されている。
【００２９】
図２に示すように、磁石Ｍｘは、磁気センサＳｘが有する二つの磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２に対して、それぞれ異なる磁極が対向するように配置されている。すなわち、図２に示すように、磁気センサＳｘは磁石ＭｘのＳ極及びＮ極の双方と対向するように配置されている。また、磁石Ｍｙは、磁気センサＳｙが有する二つの磁電変換素子ＨＥｙ１、ＨＥｙ２に対して、それぞれ同じ磁極（図１ではＮ極）が対向するように磁石Ｍｙが配置されている。すなわち、図２に示すように、磁気センサＳｙは磁石ＭｙのＳ極及びＮ極の双方と対向するように配置されている。
【００３０】
（コイル）
コイルＣｘは、電流が供給されることにより磁場を発生し、磁石ＭｘをＸ軸方向に移動させる。コイルＣｘは、コイルＣｘの周囲に生じた磁束の向きに応じて、磁石ＭｘをＸ軸方向の正方向又は負方向に移動させる。コイルＣｙは、電流が供給されることにより磁場を発生し、磁石ＭｙをＹ軸方向に移動させる。コイルＣｙは、コイルＣｙの周囲に生じた磁束の向きに応じて、磁石ＭｙをＹ軸方向の正方向又は負方向に移動させる。すなわち、コイルＣｙは、磁石Ｍｙを、磁石Ｍｘとは異なる方向に移動させることができる。
【００３１】
コイルＣｘは、磁石Ｍｘと対向配置されて設けられている。コイルＣｘには、磁気センサＳｘが検出する検出信号（磁石ＭｘのＸ軸方向における位置を示す信号）に基づく電流が供給される。すなわち、コイルＣｘには、磁石ＭｘのＸ軸方向における位置に基づいて、磁石ＭｘをＸ軸方向の目標位置に動かすための電流が供給される。
コイルＣｙは、磁石Ｍｙと対向配置されて設けられている。コイルＣｙには、磁気センサＳｙが検出する検出信号（磁石ＭｙのＹ軸方向における位置を示す信号）に基づく電流が供給される。すなわち、コイルＣｙには、磁石ＭｙのＹ軸方向における位置に基づいて、磁石ＭｙをＹ軸方向の目標位置に動かすための電流が供給される。
これにより、コイルＣｘは、磁気センサＳｘによって検出された磁石ＭｘのＸ軸方向における位置に基づいて、Ｘ軸方向に磁石Ｍｘを移動させる。また、コイルＣｙは、磁気センサＳｙによって検出された磁石Ｍｙの位置に基づいて、Ｙ軸方向に磁石Ｍｙを移動させる。
【００３２】
（デバイス）
図４は、磁気センサＳｘと、レンズ２２を目標位置に移動させるドライバ１２０とを有するデバイス１１０の一構成例を示すブロック図である。デバイス１１０は、磁気センサＳｘと、ドライバ１２０を構成する各部（位置検出部１３０、制御部１４０及び駆動部１５０）の少なくとも一つとが一体化されて形成されている。デバイス１１０は、例えば、磁気センサＳｘとドライバ１２０とが一枚の基板内又は基板上に作り込まれたモノリシックＩＣや、一基板上に磁気センサＳｘとドライバ１２０とが接続されたハイブリッドＩＣであっても良い。また、デバイス１１０は、例えば、磁気センサＳｘとドライバ１２０とが一つのパッケージ内に一体化されていてもよい。デバイス１１０の一例としては、例えばホールＩＣや磁気抵抗（ＭＲ）ＩＣが挙げられる。
【００３３】
以下、図４を参照して、ドライバ１２０の動作について説明する。ドライバ１２０は、磁気センサＳｘで検出したＸ軸方向における磁石Ｍｘの位置に基づいて、コイルＣｘを制御する。ドライバ１２０は、コイルＣｘを制御して磁石Ｍｘを動かすことで、レンズ２２をＸ軸方向における目標位置に移動させる。なお、ドライバ１２０の制御の理解を容易にするため、図４には、ドライバ１２０を含むデバイス１１０以外のレンズ２２、磁石Ｍｘ及びコイルＣｘを記載している。
【００３４】
ドライバ１２０は、磁石ＭｘのＸ軸方向の位置を検出する位置検出部１３０と、コイルＣｘを駆動する駆動部１５０と、駆動部１５０を制御する制御部１４０と、を有している。
以下、ドライバ１２０の各部について詳細に説明する。なお、磁気センサＳｘについては説明を省略する。
【００３５】
（位置検出部）
位置検出部１３０は、磁気センサＳｘの二つの磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２からそれぞれ出力された磁場検出信号Ｘ１、Ｘ２に基づいて磁石ＭｘのＸ軸方向の位置を検出する。磁石ＭｘのＸ軸方向の位置は、磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２がそれぞれ出力する二つの磁場検出信号Ｘ１、Ｘ２の和信号、差信号及び比信号の少なくとも一つに基づいて検出される。
図５に示すように、位置検出部１３０は、演算部１３２と、検出部１３８とを有している。また、図５に示すように、磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２は電源８０と接続され、駆動電流又は駆動電圧が印加される。位置検出部１３０は、磁場検出信号Ｘ１、Ｘ２をＡＤ変換するＡＤ変換部（不図示）を有していてもよい。ＡＤ変換部は、例えば演算部１３２内に設けられる。
【００３６】
演算部１３２は、加算器１３６ａ及び減算器１３６ｂを有している。演算部１３２は、二つの磁電変換素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２がそれぞれ出力する二つの磁場検出信号Ｘ１、Ｘ２を加算器１３６ａに入力し、磁場検出信号Ｘ１、Ｘ２の和信号（Ｘ１＋Ｘ２）を検出部１３８に出力する。また、演算部１３２は、磁場検出信号Ｘ１、Ｘ２を減算器１３６ｂに入力し、磁場検出信号Ｘ１、Ｘ２の差信号（Ｘ１−Ｘ２）を検出部１３８に出力する。
【００３７】
検出部１３８は、例えば差信号（Ｘ１−Ｘ２）に対する和信号（Ｘ１＋Ｘ２）の比｛（Ｘ１＋Ｘ２）／（Ｘ１−Ｘ２）｝を位置検出信号Ｓｐ（Ｓｐｘ）として制御部１４０に出力する。上述したように、差信号（Ｘ１−Ｘ２）は、磁石Ｍｘの位置に関わらず略一定の値となる（図３（Ｂ）参照）。このため、（Ｘ１＋Ｘ２）／（Ｘ１−Ｘ２）で示される位置検出信号Ｓｐｘは、磁石Ｍｘの位置（磁石Ｍｘの基準位置に対する相対位置）に応じて変化する信号となる。
【００３８】
（制御部）
制御部１４０は、駆動部１５０を制御する制御信号Ｓｃ（Ｓｃｘ）を出力する。制御部１４０は、位置検出部１３０から入力された磁石ＭｘのＸ軸方向の位置を示す位置検出信号Ｓｐ（Ｓｐｘ）と、磁石Ｍｘ（レンズ２２）のＸ軸方向の目標位置を示す目標位置信号Ｓｔｐ（Ｓｔｐｘ）とに基づいて、制御信号Ｓｃ（Ｓｃｘ）を出力する。制御部１４０は、目標位置信号Ｓｔｐと位置検出信号Ｓｐとの差分から、Ｘ軸方向における目標位置までの磁石Ｍｘの移動量を算出する。制御部１４０は、当該移動量に対応する制御信号Ｓｃを駆動部１５０に出力する。また、制御部１４０は、ＰＩＤ制御（Ｐｒｏｐｏｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ−Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ）を用いて制御信号Ｓｃを駆動部１５０に出力してもよい。
【００３９】
（駆動部）
駆動部１５０は、制御部１４０から入力された制御信号Ｓｃ（Ｓｃｘ）に基づき、駆動信号Ｓｄ（Ｓｄｘ）をコイルＣｘに出力する。駆動信号Ｓｄ（Ｓｄｘ）は、コイルＣｘに駆動電流を流すための信号である。駆動部１５０は、駆動信号Ｓｄ（Ｓｄｘ）により所定の駆動電流をコイルＣｘに流してコイルＣｘの周りに磁場を発生させ、磁石ＭｘをＸ軸方向に所定量移動させる。これにより、駆動部１５０は、互いに離間して配置された磁石Ｍｘ，Ｍｙが取り付けられたレンズ２２（レンズホルダ２１）を、Ｘ軸方向に移動させる。
【００４０】
以上、磁気センサＳｘの検出結果に基づきコイルＣｘを駆動するドライバ１２０について説明したが、磁気センサＳｙで検出した磁石Ｍｙの位置に基づいてコイルＣｙを駆動するドライバ（不図示）についても同様に動作する。
【００４１】
［変形例］
（１）本実施形態に示すカメラモジュール１００は、コイルＣｘによってＸ軸方向に移動される磁石Ｍｘと、コイルＣｙによってＹ軸方向に移動される磁石Ｍｙとを有する場合について説明したが、これに限られない。例えば、図示しない磁気センサＳｚ（コイルＣｚによってＺ軸方向に移動される磁石Ｍｚの位置を検出する磁気センサ）についても同様に配置することにより、Ｚ軸方向の磁石Ｍｚの位置検出精度を向上させることができる。
【００４２】
（２）本実施形態に示すカメラモジュール１００は、図６（Ａ）、図６（Ｂ）または図７に示すように、磁気センサＳｘ、Ｓｙがそれぞれ磁石Ｍｘの側方領域（磁石Ｍｘに対してＹ軸方向の負方向の位置）及び磁石Ｍｙの側方領域（磁石Ｍｙに対してＸ軸方向の正方向の位置）に配置されていてもよい。図７は、図６（Ａ）においてＶＩＩ−ＶＩＩ線で示す横断面を示す断面図である。
第二実施形態のカメラモジュール２００は、磁石Ｍｘ，Ｍｙの位置以外については、第一実施形態のカメラモジュール１００と同様に構成することができる。
【００４３】
［第一実施形態の効果］
第一実施形態に係るカメラモジュール１００では、以下の効果を有する。
（１）カメラモジュール１００では、磁気センサＳｙの磁電変換素子ＨＥｙ１、ＨＥｙ２は、磁石Ｍｙの分極方向と交差する向きに感磁軸を有するように配置される。このため、カメラモジュール１００は、磁気センサＳｙが、コイルＣｙに電流を流すことにより発生した磁場を検出しにくくなり、高い検出精度で磁石の位置を検出することが可能となる。磁気センサＳｘについても磁気センサＳｙと同様に、コイルＣｘに電流を流すことにより発生した磁場を検出しにくくなり、高い検出精度で磁石の位置を検出することが可能となる。
（２）カメラモジュール１００では、磁気センサをコイルの側方に配置した場合には、磁気センサをコイルの下部領域に配置した場合と比較して、カメラモジュール２００の厚みを薄くすることができる。
【００４４】
２．他の実施形態
以下、本発明の他の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
第一実施形態及び第二実施形態では、位置検出部１３０において、磁場検出信号Ｘ１、Ｘ２の和信号（Ｘ１＋Ｘ２）と差信号（Ｘ１−Ｘ２）との比を位置検出信号Ｓｐとして出力していたが、これに代えて、位置検出部１３０では以下のような演算を行っても良い。
【００４５】
（他の実施形態の第一の例）
図８は、他の実施形態の第一の例を示すブロック図である。図８に示す位置検出部２３０は、演算部１３２の代わりに演算部２３２を有し、検出部１３８の代わりに検出部２３８を有する点で、図５に示す位置検出部１３０と相違する。位置検出部２３０は、第一実施形態のカメラモジュール１００に適用することができる。
【００４６】
位置検出部２３０は、演算部２３２と検出部２３８とを有している。
演算部２３２は、磁電変換素子ＨＥｘ１に接続された増幅部２３４ａと、磁電変換素子ＨＥｘ２に接続された増幅部２３４ｂとを有している。増幅部２３４ａ、２３４ｂでは、加算器２３６ａで算出された増幅部２３４ａの出力信号と増幅部２３４ｂの出力信号との差信号（Ｘ１−Ｘ２）が一定となるように係数（増幅率）が演算される。演算部２３２は、減算器２３６ｂで演算された増幅率αで制御された増幅部２３４ａの出力信号αＸ１と増幅部２３４ｂの出力信号αＸ２との和信号α（Ｘ１＋Ｘ２）を検出部２３８に出力する。
検出部２３８は、演算部２３２の出力（和信号α（Ｘ１＋Ｘ２））に基づいて、磁石Ｍｘの位置を検出する。また、検出部２３８は、磁石Ｍｘの位置検出信号Ｓｐｘを、位置検出信号Ｓｐｘとして制御部１４０に出力する。位置検出信号Ｓｐｘは、例えばＸ軸方向における磁石Ｍｘの基準位置からの相対位置を示す。
【００４７】
（他の実施形態の第二の例）
図９は、他の実施形態の第二の例を示すブロック図である。図９に示す位置検出部３３０は、演算部１３２の代わりに演算部３３２を有し、検出部１３８の代わりに検出部３３８を有する点で、図５に示す位置検出部１３０と相違する。位置検出部３３０は、第一実施形態のカメラモジュール１００に適用することができる。
位置検出部３３０は、演算部３３２と検出部３３８とを有している。
演算部３３２は、加算器３３６ｂで算出された磁電変換素子ＨＥｘ１からの出力Ｘ１と磁電変換素子ＨＥｘ２からの出力Ｘ２との差信号（Ｘ１−Ｘ２）を増幅率演算部３３５に入力する。増幅率演算部３３５では、差信号（Ｘ１−Ｘ２）が一定となるような係数（増幅率）を演算する。増幅部３３４では、増幅率演算部３３５から入力された増幅率βを、減算器３３６ａで演算した磁電変換素子ＨＥｘ１からの出力Ｘ１と磁電変換素子ＨＥｘ２からの出力Ｘ２との和信号（Ｘ１＋Ｘ２）に掛け合わせる演算を行う。演算部３３２は、演算結果として増幅率βと和信号（Ｘ１＋Ｘ２）との積β（Ｘ１＋Ｘ２）を検出部３３８に出力する。
検出部３３８は、演算部３３２の出力に基づいて、磁石Ｍｘの位置を検出する。また、検出部３３８は、磁石Ｍｘの位置検出信号Ｓｐｘを制御部１４０に出力する。位置検出信号Ｓｐｘは、例えばＸ軸方向における磁石Ｍｘの基準位置からの相対位置を示す。
【００４８】
（他の実施形態の第三の例）
図１０は、他の実施形態の第三の例を示すブロック図である。図１０に示す位置検出部４３０は、演算部１３２の代わりに演算部４３２を有し、検出部１３８の代わりに検出部４３８を有する点で、図５に示す位置検出部１３０と相違する。位置検出部４３０は、第一実施形態のカメラモジュール１００に適用することができる。
位置検出部４３０は、演算部４３２と検出部４３８とを有している。
演算部４３２は、減算器４３６ｂで算出された磁電変換素子ＨＥｘ１からの出力Ｘ１と磁電変換素子ＨＥｘ２からの出力Ｘ２との差信号（Ｘ１−Ｘ２）が一定となるように、磁気センサの出力値を演算する。演算部４３２は、演算結果に基づき電源８０を制御して、差信号（Ｘ１−Ｘ２）が一定となるように磁気センサＳｙを駆動する。
す。
【００４９】
位置検出部４３０は、磁気センサＳｘの差信号（Ｘ１−Ｘ２）が一定となるように、磁気センサＳｘへの入力値を制御しても良い。この場合、検出部４３８は、入力値が制御された磁気センサＳｙの駆動電圧又は駆動電流を制御する磁気センサ駆動制御部（不図示）を有していてもよい。電源８０が磁気センサ駆動制御部によって制御されることにより、磁気センサの駆動電圧または駆動電流が制御される。
検出部４３８は、補正された磁気センサＳｘからの出力値Ｘ１，Ｘ２に基づいて加算器４３６ａで演算された和信号（Ｘ１＋Ｘ２）に基づいて、磁石Ｍｘの位置を検出する。また、検出部４３８は、磁石Ｍｘの位置検出信号Ｓｐｘを制御部１４０に出力する。位置検出信号Ｓｐｘは、例えばＸ軸方向における磁石Ｍｘの基準位置からの相対位置を示す。
【００５０】
以上、他の実施形態の第一から第三の例における位置検出部の構成についてそれぞれ説明したが、各例において、磁電変換素子Ｓｙからの出力Ｙ１，Ｙ２及び磁電変換素子Ｓｚからの出力Ｚ１、Ｚ２を用いて同様の処理を行っても良いことは言うまでもない。
【００５１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００５２】
４  筐体
２１  レンズホルダ
２２  レンズ
４１  ホルダ取付部
８０  電源
１００  カメラモジュール
１１０  デバイス
１２０  ドライバ
１３０  位置検出部
１４０  制御部
１５０  駆動部
Ｓｘ，Ｓｙ  磁気センサ
ＨＥｘ１、ＨＥｘ２、ＨＥｙ１、ＨＥｙ２  磁電変換素子
Ｍｘ，Ｍｙ  磁石
Ｃｘ、Ｃｙ  コイル
【図１】
2020085913.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020085913.tif 000009
【図８】
2020085913.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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