(57)【要約】【課題】磁気センサを用いた位置検出装置において、ノイズ磁界が印加された場合にも、精度の高い位置検出を行うことを可能にする。【解決手段】位置検出装置１は、第１の位置検出部１Ａと第２の位置検出部１Ｂと信号生成部を備えている。第１の位置検出部１Ａは、第１の磁界発生部１１Ａと第２の磁界発生部１２Ａと第１の磁気センサ２０Ａを備えている。第２の位置検出部１Ｂは、第３の磁界発生部１１Ｂと第４の磁界発生部１２Ｂと第２の磁気センサ２０Ｂを備えている。第２および第４の磁界発生部１２Ａ，１２Ｂの位置は、検出対象位置の変化に対応して変化する。信号生成部は、第１の磁気センサ２０Ａが生成する第１の検出信号と第２の磁気センサ２０Ｂが生成する第２の検出信号との和である位置検出信号を生成する。第１および第２の位置検出部１Ａ，１Ｂの各々は、バイアス磁界発生部を備えている。【選択図】図１
2019082414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の可動範囲内で変化する検出対象位置を検出するための位置検出装置であって、
第１の位置検出部と、
第２の位置検出部と、
前記検出対象位置に対応する位置検出信号を生成する信号生成部とを備え、
前記第１の位置検出部は、第１の磁界を発生する第１の磁界発生部と、第２の磁界を発生する第２の磁界発生部と、第１の磁気センサとを備え、
前記第２の位置検出部は、第３の磁界を発生する第３の磁界発生部と、第４の磁界を発生する第４の磁界発生部と、第２の磁気センサとを備え、
前記第１の磁気センサは、第１の基準平面内の第１の検出位置において、前記第１の基準平面に平行な磁界成分である第１の検出対象磁界を検出して、前記第１の検出対象磁界の方向に対応して大きさが変化する第１の検出信号を生成し、
前記第２の磁気センサは、第２の基準平面内の第２の検出位置において、前記第２の基準平面に平行な磁界成分である第２の検出対象磁界を検出して、前記第２の検出対象磁界の方向に対応して大きさが変化する第２の検出信号を生成し、
前記信号生成部は、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との和を前記位置検出信号とし、
前記第１の磁界発生部に対する前記第２の磁界発生部の相対的な位置と、前記第３の磁界発生部に対する前記第４の磁界発生部の相対的な位置は、前記検出対象位置の変化に対応して変化し、
前記第１の検出位置における、前記第１の基準平面に平行な前記第１の磁界の成分を第１の磁界成分とし、前記第１の検出位置における、前記第１の基準平面に平行な前記第２の磁界の成分を第２の磁界成分としたときに、前記検出対象位置が変化すると、前記第１の磁界成分の強度および方向と前記第２の磁界成分の方向は変化しないが、前記第２の磁界成分の強度は変化し、
前記第２の検出位置における、前記第２の基準平面に平行な前記第３の磁界の成分を第３の磁界成分とし、前記第２の検出位置における、前記第２の基準平面に平行な前記第４の磁界の成分を第４の磁界成分としたときに、前記検出対象位置が変化すると、前記第３の磁界成分の強度および方向と前記第４の磁界成分の方向は変化しないが、前記第４の磁界成分の強度は変化し、
前記第３の磁界成分の方向は、前記第１の磁界成分の方向とは反対方向であり、
前記第４の磁界成分の方向は、前記第２の磁界成分の方向とは反対方向であり、
前記第１の検出対象磁界の方向が３６０°変化したときの前記第１の検出信号の最大値と最小値の平均値を第１の基準値とし、前記第２の検出対象磁界の方向が３６０°変化したときの前記第２の検出信号の最大値と最小値の平均値を第２の基準値としたとき、前記可動範囲に対応する前記第１の検出信号の可変範囲は前記第１の基準値を含み、前記可動範囲に対応する前記第２の検出信号の可変範囲は前記第２の基準値を含むことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記第１の磁気センサと前記第２の磁気センサの各々は、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子を含み、
前記少なくとも１つの磁気抵抗効果素子は、方向が固定された磁化を有する磁化固定層と、前記第１または第２の検出対象磁界の方向に応じて方向が変化可能な磁化を有する自由層とを含み、
前記第１の基準平面は、前記第１の磁気センサにおける前記磁化固定層の磁化の方向および前記第１の検出対象磁界の方向を含む平面であり、
前記第１の検出信号が前記第１の基準値であるときにおける前記第１の検出対象磁界の方向は、前記第１の磁気センサにおける前記磁化固定層の磁化の方向に直交する２方向のうちの一方と同じ方向であり、
前記第２の基準平面は、前記第２の磁気センサにおける前記磁化固定層の磁化の方向および前記第２の検出対象磁界の方向を含む平面であり、
前記第２の検出信号が前記第２の基準値であるときにおける前記第２の検出対象磁界の方向は、前記第２の磁気センサにおける前記磁化固定層の磁化の方向に直交する２方向のうちの一方と同じ方向であることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記第１の検出信号の可変範囲の中間の値は前記第１の基準値であり、前記第２の検出信号の可変範囲の中間の値は前記第２の基準値であることを特徴とする請求項１または２記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記第１の位置検出部と前記第２の位置検出部の少なくとも一方は、更に、前記第１の磁気センサまたは前記第２の磁気センサに対して印加されるバイアス磁界を発生するバイアス磁界発生部を備え、
前記第１の位置検出部と前記第２の位置検出部の少なくとも一方に前記バイアス磁界が印加されることによって、前記第１の検出信号の可変範囲が前記第１の基準値を含み、前記第２の検出信号の可変範囲が前記第２の基準値を含むことになることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項５】
同じ検出対象位置に対応する前記第２の磁界成分の強度の絶対値と前記第４の磁界成分の強度の絶対値が互いに異なることを特徴とする請求項４記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記第１の位置検出部と前記第２の位置検出部は、いずれも前記バイアス磁界発生部を備えていることを特徴とする請求項４記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記第１の位置検出部のバイアス磁界発生部が発生するバイアス磁界を第１のバイアス磁界とし、前記第２の位置検出部のバイアス磁界発生部が発生するバイアス磁界を第２のバイアス磁界としたとき、前記第１のバイアス磁界の方向と前記第２のバイアス磁界の方向は、非平行であることを特徴とする請求項６記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記第１の磁界発生部は、互いに異なる位置に配置された第１の磁石と第２の磁石を有し、
前記第１の磁界は、前記第１の磁石と前記第２の磁石がそれぞれ発生する２つの磁界が合成されたものであり、
前記第３の磁界発生部は、互いに異なる位置に配置された第３の磁石と第４の磁石を有し、
前記第３の磁界は、前記第３の磁石と前記第４の磁石がそれぞれ発生する２つの磁界が合成されたものであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項９】
更に、前記第１の磁界発生部および前記第３の磁界発生部を保持する第１の保持部材と、前記第１の保持部材に対して一方向に位置変更可能に設けられ、前記第２の磁界発生部および前記第４の磁界発生部を保持する第２の保持部材とを備えたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項１０】
前記第２の保持部材は、レンズを保持するものであり、且つ前記第１の保持部材に対して前記レンズの光軸方向に位置変更可能に設けられていることを特徴とする請求項９記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサを用いた位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、種々の用途で、磁気センサを用いた位置検出装置が利用されている。以下、磁気センサを用いた位置検出装置を、磁気式の位置検出装置と言う。磁気式の位置検出装置は、例えば、スマートフォンに内蔵された、オートフォーカス機構を備えたカメラモジュールにおいて、レンズの位置を検出するために用いられている。
【０００３】
特許文献１には、レンズが基板に対して移動可能に設けられたオートフォーカス機構において、第１の方向の一定の大きさの第１の磁界と、レンズと共に移動する磁石によって生成された第２の方向の第２の磁界との相互作用によって生じる合成ベクトルを位置センサによって検出する技術が記載されている。第２の方向は、第１の方向に対して直交している。この技術では、レンズの位置に応じて第２の磁界の大きさが変化し、その結果、合成ベクトルが第２の方向に対してなす角度（以下、合成ベクトルの角度と言う。）も変化する。
【０００４】
特許文献２には、スピンバルブ構造の磁気抵抗効果素子を用いた磁界検出装置であって、バイアス磁界を磁気抵抗効果素子に印加し、磁気抵抗効果素子の外部磁界に対する抵抗値の特性を変化させるバイアス部を備えた磁界検出装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／０２３１５２８号明細書
【特許文献２】特開２００７−６４８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された技術によれば、合成ベクトルの角度を検出することによって、レンズの位置を検出することができる。
【０００７】
ところで、特許文献１に記載された技術では、位置センサに対して、第１および第２の磁界以外のノイズ磁界が印加されると、合成ベクトルの角度が変化し、その結果、レンズの位置の検出値に誤差が生じるという問題点があった。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、磁気センサを用いた位置検出装置であって、ノイズ磁界が印加された場合にも精度の高い位置検出を行うことができるようにした位置検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の位置検出装置は、所定の可動範囲内で変化する検出対象位置を検出するための装置である。本発明の位置検出装置は、第１の位置検出部と、第２の位置検出部と、検出対象位置に対応する位置検出信号を生成する信号生成部とを備えている。
【００１０】
第１の位置検出部は、第１の磁界を発生する第１の磁界発生部と、第２の磁界を発生する第２の磁界発生部と、第１の磁気センサとを備えている。第２の位置検出部は、第３の磁界を発生する第３の磁界発生部と、第４の磁界を発生する第４の磁界発生部と、第２の磁気センサとを備えている。
【００１１】
第１の磁気センサは、第１の基準平面内の第１の検出位置において、第１の基準平面に平行な磁界成分である第１の検出対象磁界を検出して、第１の検出対象磁界の方向に対応して大きさが変化する第１の検出信号を生成する。第２の磁気センサは、第２の基準平面内の第２の検出位置において、第２の基準平面に平行な磁界成分である第２の検出対象磁界を検出して、第２の検出対象磁界の方向に対応して大きさが変化する第２の検出信号を生成する。信号生成部は、第１の検出信号と第２の検出信号との和を位置検出信号とする。
【００１２】
第１の磁界発生部に対する第２の磁界発生部の相対的な位置と、第３の磁界発生部に対する第４の磁界発生部の相対的な位置は、検出対象位置の変化に対応して変化する。
【００１３】
第１の検出位置における、第１の基準平面に平行な第１の磁界の成分を第１の磁界成分とし、第１の検出位置における、第１の基準平面に平行な第２の磁界の成分を第２の磁界成分としたときに、検出対象位置が変化すると、第１の磁界成分の強度および方向と第２の磁界成分の方向は変化しないが、第２の磁界成分の強度は変化する。
【００１４】
第２の検出位置における、第２の基準平面に平行な第３の磁界の成分を第３の磁界成分とし、第２の検出位置における、第２の基準平面に平行な第４の磁界の成分を第４の磁界成分としたときに、検出対象位置が変化すると、第３の磁界成分の強度および方向と第４の磁界成分の方向は変化しないが、第４の磁界成分の強度は変化する。
【００１５】
第３の磁界成分の方向は、第１の磁界成分の方向とは反対方向である。第４の磁界成分の方向は、第２の磁界成分の方向とは反対方向である。第１の検出対象磁界の方向が３６０°変化したときの第１の検出信号の最大値と最小値の平均値を第１の基準値とし、第２の検出対象磁界の方向が３６０°変化したときの第２の検出信号の最大値と最小値の平均値を第２の基準値としたとき、可動範囲に対応する第１の検出信号の可変範囲は第１の基準値を含み、可動範囲に対応する第２の検出信号の可変範囲は第２の基準値を含んでいる。
【００１６】
本発明の位置検出装置において、第１の磁気センサと第２の磁気センサの各々は、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子を含んでいてもよい。少なくとも１つの磁気抵抗効果素子は、方向が固定された磁化を有する磁化固定層と、第１または第２の検出対象磁界の方向に応じて方向が変化可能な磁化を有する自由層とを含んでいてもよい。この場合、第１の基準平面は、第１の磁気センサにおける磁化固定層の磁化の方向および第１の検出対象磁界の方向を含む平面である。第１の検出信号が第１の基準値であるときにおける第１の検出対象磁界の方向は、第１の磁気センサにおける磁化固定層の磁化の方向に直交する２方向のうちの一方と同じ方向である。第２の基準平面は、第２の磁気センサにおける磁化固定層の磁化の方向および第２の検出対象磁界の方向を含む平面である。第２の検出信号が第２の基準値であるときにおける第２の検出対象磁界の方向は、第２の磁気センサにおける磁化固定層の磁化の方向に直交する２方向のうちの一方と同じ方向である。
【００１７】
また、本発明の位置検出装置において、第１の検出信号の可変範囲の中間の値は第１の基準値であってもよく、第２の検出信号の可変範囲の中間の値は第２の基準値であってもよい。
【００１８】
また、本発明の位置検出装置において、第１の位置検出部と第２の位置検出部の少なくとも一方は、更に、第１の磁気センサまたは第２の磁気センサに対して印加されるバイアス磁界を発生するバイアス磁界発生部を備えていてもよい。この場合、第１の位置検出部と第２の位置検出部の少なくとも一方にバイアス磁界が印加されることによって、第１の検出信号の可変範囲が第１の基準値を含み、第２の検出信号の可変範囲が第２の基準値を含むことになる。この場合、同じ検出対象位置に対応する第２の磁界成分の強度の絶対値と第４の磁界成分の強度の絶対値が互いに異なっていてもよい。
【００１９】
また、第１の位置検出部と第２の位置検出部は、いずれもバイアス磁界発生部を備えていてもよい。第１の位置検出部のバイアス磁界発生部が発生するバイアス磁界を第１のバイアス磁界とし、第２の位置検出部のバイアス磁界発生部が発生するバイアス磁界を第２のバイアス磁界としたとき、第１のバイアス磁界の方向と第２のバイアス磁界の方向は、非平行であってもよい。
【００２０】
また、本発明の位置検出装置において、第１の磁界発生部は、互いに異なる位置に配置された第１の磁石と第２の磁石を有していてもよい。この場合、第１の磁界は、第１の磁石と第２の磁石がそれぞれ発生する２つの磁界が合成されたものであってもよい。また、第３の磁界発生部は、互いに異なる位置に配置された第３の磁石と第４の磁石を有していてもよい。この場合、第３の磁界は、第３の磁石と第４の磁石がそれぞれ発生する２つの磁界が合成されたものであってもよい。
【００２１】
また、本発明の位置検出装置は、更に、第１の磁界発生部および第３の磁界発生部を保持する第１の保持部材と、第１の保持部材に対して一方向に位置変更可能に設けられ、第２の磁界発生部および第４の磁界発生部を保持する第２の保持部材とを備えていてもよい。
【００２２】
また、本発明の位置検出装置において、第２の保持部材は、レンズを保持するものであり、且つ第１の保持部材に対してレンズの光軸方向に位置変更可能に設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の位置検出装置では、第３の磁界成分の方向は第１の磁界成分の方向とは反対方向であり、第４の磁界成分の方向は第２の磁界成分の方向とは反対方向である。これに対し、第１の磁気センサに印加されるノイズ磁界の方向と第２の磁気センサに印加されるノイズ磁界の方向は同じ方向である。そのため、第１および第２の磁気センサにノイズ磁界が印加されると、第１の検出信号と第２の検出信号の一方は増加し他方は減少する。本発明では、第１の検出信号と第２の検出信号との和を位置検出信号としているため、ノイズ磁界に起因する位置検出信号の変動が抑制される。また、本発明では、第１の検出信号の可変範囲は第１の基準値を含み、第２の検出信号の可変範囲は第２の基準値を含む。これにより、ノイズ磁界に起因する位置検出信号の変動がより抑制される。以上のことから、本発明の位置検出装置によれば、ノイズ磁界が印加された場合にも、精度の高い位置検出を行うことが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置を含むカメラモジュールを示す斜視図である。
【図２】図１に示したカメラモジュールの内部を模式的に示す説明図である。
【図３】図１に示したカメラモジュールの要部の側面図である。
【図４】図１に示したカメラモジュールの要部の平面図である。
【図５】図１における駆動装置の複数のコイルを示す斜視図である。
【図６】図１における駆動装置の要部を示す側面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置の回路構成を示す回路図である。
【図８】図７における１つの抵抗部の一部を示す斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置の第１の磁気センサにおける磁化固定層の磁化の方向と第１および第２の磁界成分の方向を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置の第２の磁気センサにおける磁化固定層の磁化の方向と第３および第４の磁界成分の方向を示す説明図である。
【図１１】第１の実施例における第１ないし第４の磁界成分を示す説明図である。
【図１２】第１の実施例における第１および第２の対象角度の可変範囲を示す特性図である。
【図１３】第１の実施例における、ノイズ磁界が無いときの対象位置と補正後検出信号との関係を示す特性図である。
【図１４】第１の実施例における、ノイズ磁界があるときの対象位置と補正後検出信号との関係を示す特性図である。
【図１５】第１の実施例における対象位置とノイズ起因誤差との関係を示す特性図である。
【図１６】比較例における第１ないし第４の磁界成分を示す説明図である。
【図１７】比較例における第１および第２の対象角度の可変範囲を示す特性図である。
【図１８】比較例における、ノイズ磁界が無いときの対象位置と補正後検出信号との関係を示す特性図である。
【図１９】比較例における、ノイズ磁界があるときの対象位置と補正後検出信号との関係を示す特性図である。
【図２０】比較例における対象位置とノイズ起因誤差との関係を示す特性図である。
【図２１】第２の実施例における第１ないし第４の磁界成分を示す説明図である。
【図２２】第２の実施例における、ノイズ磁界が無いときの対象位置と補正後検出信号との関係を示す特性図である。
【図２３】第２の実施例における、ノイズ磁界があるときの対象位置と補正後検出信号との関係を示す特性図である。
【図２４】第２の実施例における対象位置とノイズ起因誤差との関係を示す特性図である。
【図２５】本発明の第２の実施の形態における第１ないし第４の磁界成分を示す説明図である。
【図２６】本発明の第２の実施の形態における、ノイズ磁界が無いときの対象位置と補正後検出信号との関係を示す特性図である。
【図２７】本発明の第２の実施の形態における、ノイズ磁界があるときの対象位置と補正後検出信号との関係を示す特性図である。
【図２８】本発明の第２の実施の形態における対象位置とノイズ起因誤差との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図１および図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置を含むカメラモジュールの構成について説明する。図１は、カメラモジュール１００を示す斜視図である。図２は、カメラモジュール１００の内部を模式的に示す説明図である。なお、図２では、理解を容易にするために、カメラモジュール１００の各部を、図１における対応する各部とは異なる寸法および配置で描いている。カメラモジュール１００は、例えば、光学式手振れ補正機構とオートフォーカス機構とを備えたスマートフォン用のカメラの一部を構成するものであり、ＣＭＯＳ等を用いたイメージセンサ２００と組み合わせて用いられる。
【００２６】
カメラモジュール１００は、本実施の形態に係る位置検出装置１と、駆動装置３と、レンズ５と、筐体６と、基板７とを備えている。本実施の形態に係る位置検出装置１は、磁気式の位置検出装置であり、自動的に焦点合わせを行う際にレンズ５の位置を検出するために用いられる。駆動装置３は、レンズ５を移動させるものである。筐体６は、位置検出装置１と駆動装置３を保護するものである。基板７は、上面７ａを有している。なお、図１では基板７を省略し、図２では筐体６を省略している。
【００２７】
ここで、図１および図２に示したように、Ｕ方向、Ｖ方向、Ｚ方向を定義する。Ｕ方向、Ｖ方向、Ｚ方向は、互いに直交する。本実施の形態では、基板７の上面７ａに垂直な一方向（図２では上側に向かう方向）をＺ方向とする。Ｕ方向とＶ方向は、いずれも、基板７の上面７ａに対して平行な方向である。また、Ｕ方向とは反対の方向を−Ｕ方向とし、Ｖ方向とは反対の方向を−Ｖ方向とし、Ｚ方向とは反対の方向を−Ｚ方向とする。また、以下、基準の位置に対してＺ方向の先にある位置を「上方」と言い、基準の位置に対して「上方」とは反対側にある位置を「下方」と言う。
【００２８】
レンズ５は、その光軸方向がＺ方向に平行な方向に一致するような姿勢で、基板７の上面７ａの上方に配置されている。また、基板７は、レンズ５を通過した光を通過させる図示しない開口部を有している。図２に示したように、カメラモジュール１００は、レンズ５および図示しない開口部を通過した光がイメージセンサ２００に入射されるように、イメージセンサ２００に対して位置合わせされている。
【００２９】
次に、図１ないし図６を参照して、本実施の形態に係る位置検出装置１と駆動装置３について詳しく説明する。図３は、図１に示したカメラモジュール１００の要部を示す側面図である。図４は、図１に示したカメラモジュール１００の要部を示す平面図である。図５は、駆動装置３の複数のコイルを示す斜視図である。図６は、駆動装置３の要部を示す側面図である。
【００３０】
ここで、図３および図４に示したように、Ｘ方向とＹ方向を定義する。Ｘ方向とＹ方向は、いずれも、基板７の上面７ａ（図２参照）に対して平行な方向である。Ｘ方向は、Ｕ方向からＶ方向に向かって４５°だけ回転した方向である。Ｙ方向は、Ｖ方向から−Ｕ方向に向かって４５°だけ回転した方向である。また、Ｘ方向とは反対の方向を−Ｘ方向とし、Ｙ方向とは反対の方向を−Ｙ方向とする。図３は、カメラモジュール１００の要部を、Ｘ方向の先から見た側面図である。
【００３１】
位置検出装置１は、第１の保持部材１４と、第２の保持部材１５と、複数の第１のワイヤ１６と、複数の第２のワイヤ１７とを備えている。第２の保持部材１５は、レンズ５を保持するものである。図示しないが、第２の保持部材１５は、例えば、その内部にレンズ５を装着できるように構成された筒状の形状を有している。
【００３２】
第２の保持部材１５は、第１の保持部材１４に対して一方向、具体的にはレンズ５の光軸方向すなわちＺ方向に平行な方向に位置変更可能に設けられている。本実施の形態では、第１の保持部材１４は、その内部にレンズ５と第２の保持部材１５を収容できるように構成された箱状の形状を有している。複数の第２のワイヤ１７は、第１の保持部材１４と第２の保持部材１５とを接続し、第２の保持部材１５が第１の保持部材１４に対してＺ方向に平行な方向に移動できるように、第２の保持部材１５を支持している。
【００３３】
第１の保持部材１４は、基板７の上面７ａの上方において、基板７に対してＵ方向に平行な方向とＶ方向に平行な方向に位置変更可能に設けられている。複数の第１のワイヤ１６は、基板７と第１の保持部材１４とを接続し、第１の保持部材１４が基板７に対してＵ方向に平行な方向とＶ方向に平行な方向に移動できるように、第１の保持部材１４を支持している。基板７に対する第１の保持部材１４の相対的な位置が変化すると、基板７に対する第２の保持部材１５の相対的な位置も変化する。
【００３４】
駆動装置３は、磁石３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ，３４Ａ，３４Ｂと、コイル４１，４２，４３，４４，４５，４６を備えている。磁石３１Ａは、レンズ５の−Ｖ方向の先に配置されている。磁石３２Ａは、レンズ５のＶ方向の先に配置されている。磁石３３Ａは、レンズ５の−Ｕ方向の先に配置されている。磁石３４Ａは、レンズ５のＵ方向の先に配置されている。磁石３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂは、それぞれ、磁石３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａの上方に配置されている。また、磁石３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ，３４Ａ，３４Ｂは、第１の保持部材１４に固定されている。
【００３５】
図１に示したように、磁石３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂは、それぞれＵ方向に長い直方体形状を有している。磁石３３Ａ，３３Ｂ，３４Ａ，３４Ｂは、それぞれＶ方向に長い直方体形状を有している。磁石３１Ａ，３２Ｂの磁化の方向は、Ｖ方向である。磁石３１Ｂ，３２Ａの磁化の方向は、−Ｖ方向である。磁石３３Ａ，３４Ｂの磁化の方向は、Ｕ方向である。磁石３３Ｂ，３４Ａの磁化の方向は、−Ｕ方向である。図６において、磁石３１Ａ，３１Ｂ内に描かれた矢印は、磁石３１Ａ，３１Ｂの磁化の方向を表している。
【００３６】
コイル４１は、磁石３１Ａと基板７の間に配置されている。コイル４２は、磁石３２Ａと基板７との間に配置されている。コイル４３は、磁石３３Ａと基板７との間に配置されている。コイル４４は、磁石３４Ａと基板７との間に配置されている。コイル４５は、磁石３１Ａ，３１Ｂとレンズ５との間に配置されている。コイル４６は、磁石３２Ａ，３２Ｂとレンズ５との間に配置されている。また、コイル４１，４２，４３，４４は、基板７に固定されている。コイル４５，４６は、第２の保持部材１５に固定されている。
【００３７】
コイル４１には、主に、磁石３１Ａから発生される磁界が印加される。コイル４２には、主に、磁石３２Ａから発生される磁界が印加される。コイル４３には、主に、磁石３３Ａから発生される磁界が印加される。コイル４４には、主に、磁石３４Ａから発生される磁界が印加される。
【００３８】
また、図２、図５および図６に示したように、コイル４５は、磁石３１Ａに沿ってＵ方向に延びる第１の導体部４５Ａと、磁石３１Ｂに沿ってＵ方向に延びる第２の導体部４５Ｂと、第１および第２の導体部４５Ａ，４５Ｂを接続する２つの第３の導体部とを含んでいる。また、図２および図５に示したように、コイル４６は、磁石３２Ａに沿ってＵ方向に延びる第１の導体部４６Ａと、磁石３２Ｂに沿ってＵ方向に延びる第２の導体部４６Ｂと、第１および第２の導体部４６Ａ，４６Ｂを接続する２つの第３の導体部とを含んでいる。
【００３９】
コイル４５の第１の導体部４５Ａには、主に、磁石３１Ａから発生される磁界のＶ方向の成分が印加される。コイル４５の第２の導体部４５Ｂには、主に、磁石３１Ｂから発生される磁界の−Ｖ方向の成分が印加される。コイル４６の第１の導体部４６Ａには、主に、磁石３２Ａから発生される磁界の−Ｖ方向の成分が印加される。コイル４６の第２の導体部４６Ｂには、主に、磁石３２Ｂから発生される磁界のＶ方向の成分が印加される。
【００４０】
位置検出装置１は、更に、第１の位置検出部１Ａと第２の位置検出部１Ｂとを備えている。第１の位置検出部１Ａは、第１の磁界を発生する第１の磁界発生部１１Ａと、第２の磁界を発生する第２の磁界発生部１２Ａと、第１の磁気センサ２０Ａとを備えている。第２の位置検出部１Ｂは、第３の磁界を発生する第３の磁界発生部１１Ｂと、第４の磁界を発生する第４の磁界発生部１２Ｂと、第２の磁気センサ２０Ｂとを備えている。
【００４１】
第１の磁界発生部１１Ａは、互いに異なる位置に配置された２つの磁石を有している。本実施の形態では特に、第１の磁界発生部１１Ａは、上記２つの磁石として、磁石３２Ａ，３３Ａを有している。第１の磁界は、磁石３２Ａ，３３Ａがそれぞれ発生する磁界が合成されたものである。前述のように、磁石３２Ａ，３３Ａは、第１の保持部材１４に固定されている。従って、第１の磁界発生部１１Ａは、第１の保持部材１４によって保持されている。
【００４２】
第３の磁界発生部１１Ｂは、互いに異なる位置に配置された２つの磁石を有している。本実施の形態では特に、第３の磁界発生部１１Ｂは、上記２つの磁石として、磁石３１Ａ，３４Ａを有している。第３の磁界は、磁石３１Ａ，３４Ａがそれぞれ発生する磁界が合成されたものである。前述のように、磁石３１Ａ，３４Ａは、第１の保持部材１４に固定されている。従って、第３の磁界発生部１１Ｂは、第１の保持部材１４によって保持されている。
【００４３】
磁石３２Ａは、磁石３２Ａの−Ｕ方向の端に位置する端面を有している。磁石３３Ａは、磁石３３ＡのＶ方向の端に位置する端面を有している。
【００４４】
第２の磁界発生部１２Ａは、第１の磁界発生部１１Ａに対する相対的な位置が変化可能に設けられている。本実施の形態では、第２の磁界発生部１２Ａは、磁石１３Ａを有している。第２の磁界は、磁石１３Ａが発生する磁界である。磁石１３Ａは、直方体形状を有している。また、磁石１３Ａは、磁石３２Ａの端面および磁石３３Ａの端面の近傍の空間において、第２の保持部材１５に固定されている。これにより、第２の磁界発生部１２Ａは、第２の保持部材１５によって保持されている。第１の保持部材１４に対する第２の保持部材１５の相対的な位置がＺ方向に平行な方向に変化すると、第１の磁界発生部１１Ａに対する第２の磁界発生部１２Ａの相対的な位置もＺ方向に平行な方向に変化する。
【００４５】
また、磁石３１Ａは、磁石３１ＡのＵ方向の端に位置する端面を有している。磁石３４Ａは、磁石３４Ａの−Ｖ方向の端に位置する端面を有している。
【００４６】
第４の磁界発生部１２Ｂは、第３の磁界発生部１１Ｂに対する相対的な位置が変化可能に設けられている。本実施の形態では、第４の磁界発生部１２Ｂは、磁石１３Ｂを有している。第４の磁界は、磁石１３Ｂが発生する磁界である。磁石１３Ｂは、直方体形状を有している。また、磁石１３Ｂは、磁石３１Ａの端面および磁石３４Ａの端面の近傍の空間において、第２の保持部材１５に固定されている。これにより、第４の磁界発生部１２Ｂは、第２の保持部材１５によって保持されている。第１の保持部材１４に対する第２の保持部材１５の相対的な位置がＺ方向に平行な方向に変化すると、第３の磁界発生部１１Ｂに対する第４の磁界発生部１２Ｂの相対的な位置もＺ方向に平行な方向に変化する。
【００４７】
第１の磁気センサ２０Ａと第２の磁気センサ２０Ｂの各々は、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子を含んでいる。以下、磁気抵抗効果素子をＭＲ素子と記す。
【００４８】
第１の磁気センサ２０Ａは、第１の基準平面内の第１の検出位置における第１の検出対象磁界を検出して、第１の検出対象磁界の方向に対応して大きさが変化する第１の検出信号を生成する。第１の検出対象磁界は、第１の基準平面に平行な磁界成分である。以下、第１の検出対象磁界を第１の対象磁界ＭＦＡと言う。第１の磁気センサ２０Ａは、磁石３２Ａの端面と磁石３３Ａの端面の近傍において基板７に固定されている。磁石３２Ａから第１の磁気センサ２０Ａまでの距離と、磁石３３Ａから第１の磁気センサ２０Ａまでの距離は、互いに等しい。磁石１３Ａは、第１の磁気センサ２０Ａの上方に配置されている。
【００４９】
第１の検出位置は、第１の磁気センサ２０Ａが第１の磁界と第２の磁界を検出する位置である。本実施の形態では、第１の基準平面は、第１の検出位置を含み、Ｚ方向に垂直な平面である。第１の磁界発生部１１Ａに対する第２の磁界発生部１２Ａの相対的な位置が変化すると、第１の検出位置と第２の磁界発生部１２Ａとの間の距離が変化する。
【００５０】
ここで、第１の検出位置における、第１の基準平面に平行な第１の磁界の成分を第１の磁界成分ＭＦ１とし、第１の検出位置における、第１の基準平面に平行な第２の磁界の成分を第２の磁界成分ＭＦ２とする。後で説明するノイズ磁界が無い場合には、第１の対象磁界ＭＦＡは、第１の磁界成分ＭＦ１と第２の磁界成分ＭＦ２との合成磁界である。
【００５１】
第２の磁気センサ２０Ｂは、第２の基準平面内の第２の検出位置における第２の検出対象磁界を検出して、第２の検出対象磁界の方向に対応して大きさが変化する第２の検出信号を生成する。第２の検出対象磁界は、第２の基準平面に平行な磁界成分である。以下、第２の検出対象磁界を第２の対象磁界ＭＦＢと言う。第２の磁気センサ２０Ｂは、磁石３１Ａの端面と磁石３４Ａの端面の近傍において基板７に固定されている。磁石３１Ａから第２の磁気センサ２０Ｂまでの距離と、磁石３４Ａから第２の磁気センサ２０Ｂまでの距離は、互いに等しい。磁石１３Ｂは、第２の磁気センサ２０Ｂの上方に配置されている。
【００５２】
第２の検出位置は、第２の磁気センサ２０Ｂが第３の磁界と第４の磁界を検出する位置である。本実施の形態では、第２の基準平面は、第２の検出位置を含み、Ｚ方向に垂直な平面である。第３の磁界発生部１１Ｂに対する第４の磁界発生部１２Ｂの相対的な位置が変化すると、第２の検出位置と第４の磁界発生部１２Ｂとの間の距離が変化する。
【００５３】
ここで、第２の検出位置における、第２の基準平面に平行な第３の磁界の成分を第３の磁界成分ＭＦ３とし、第２の検出位置における、第２の基準平面に平行な第４の磁界の成分を第４の磁界成分ＭＦ４とする。後で説明するノイズ磁界が無い場合には、第２の対象磁界ＭＦＢは、第３の磁界成分ＭＦ３と第４の磁界成分ＭＦ４との合成磁界である。
【００５４】
第３の磁界成分ＭＦ３の方向は、第１の磁界成分ＭＦ１の方向とは反対方向である。第４の磁界成分ＭＦ４の方向は、第２の磁界成分ＭＦ２の方向とは反対方向である。第１の磁界成分ＭＦ１と第３の磁界成分ＭＦ３は、それらの強度の絶対値が等しいことが好ましい。
【００５５】
駆動装置３は、更に、コイル４１，４２の一方の内側において基板７に固定された磁気センサ３０と、コイル４３，４４の一方の内側において基板７に固定された磁気センサ３０を備えている。ここでは、２つの磁気センサ３０は、それぞれコイル４１の内側とコイル４４の内側に配置されているものとする。後で説明するように、この２つの磁気センサ３０は、手振れの影響を低減するためにレンズ５の位置を変化させる際に用いられる。
【００５６】
コイル４１の内側に配置された磁気センサ３０は、磁石３１Ａから発生される磁界を検出し、磁石３１Ａの位置に対応した信号を生成する。コイル４４の内側に配置された磁気センサ３０は、磁石３４Ａから発生される磁界を検出し、磁石３４Ａの位置に対応した信号を生成する。磁気センサ３０は、例えば、ホール素子等の磁界を検出する素子によって構成されている。
【００５７】
次に、図７を参照して、位置検出装置１の回路構成の一例について説明する。図７は、位置検出装置１の回路構成を示す回路図である。本実施の形態では、第１の磁気センサ２０Ａは、第１の対象磁界ＭＦＡの方向に対応した第１の検出信号として、第１の対象磁界ＭＦＡの方向が第１の基準方向に対してなす角度に対応した信号を生成するように構成されている。第１の基準方向については、後で詳しく説明する。
【００５８】
第２の磁気センサ２０Ｂは、第２の対象磁界ＭＦＢの方向に対応した第２の検出信号として、第２の対象磁界ＭＦＢの方向が第２の基準方向に対してなす角度に対応した信号を生成するように構成されている。第２の基準方向については、後で詳しく説明する。
【００５９】
図７に示したように、第１の磁気センサ２０Ａは、ホイートストンブリッジ回路２１Ａと、差分検出器２２Ａとを有している。第２の磁気センサ２０Ｂは、ホイートストンブリッジ回路２１Ｂと、差分検出器２２Ｂとを有している。
【００６０】
ホイートストンブリッジ回路２１Ａ，２１Ｂの各々は、所定の電圧が印加される電源ポートＶと、グランドに接続されるグランドポートＧと、第１の出力ポートＥ１と、第２の出力ポートＥ２とを含んでいる。
【００６１】
ホイートストンブリッジ回路２１Ａ，２１Ｂの各々は、更に、第１の抵抗部Ｒ１と、第２の抵抗部Ｒ２と、第３の抵抗部Ｒ３と、第４の抵抗部Ｒ４とを含んでいる。第１の抵抗部Ｒ１は、電源ポートＶと第１の出力ポートＥ１との間に設けられている。第２の抵抗部Ｒ２は、第１の出力ポートＥ１とグランドポートＧとの間に設けられている。第３の抵抗部Ｒ３は、電源ポートＶと第２の出力ポートＥ２との間に設けられている。第４の抵抗部Ｒ４は、第２の出力ポートＥ２とグランドポートＧとの間に設けられている。
【００６２】
第１の抵抗部Ｒ１は、少なくとも１つの第１のＭＲ素子を含んでいる。第２の抵抗部Ｒ２は、少なくとも１つの第２のＭＲ素子を含んでいる。第３の抵抗部Ｒ３は、少なくとも１つの第３のＭＲ素子を含んでいる。第４の抵抗部Ｒ４は、少なくとも１つの第４のＭＲ素子を含んでいる。
【００６３】
本実施の形態では特に、第１の抵抗部Ｒ１は、直列に接続された複数の第１のＭＲ素子を含み、第２の抵抗部Ｒ２は、直列に接続された複数の第２のＭＲ素子を含み、第３の抵抗部Ｒ３は、直列に接続された複数の第３のＭＲ素子を含み、第４の抵抗部Ｒ２は、直列に接続された複数の第４のＭＲ素子を含んでいる。
【００６４】
ホイートストンブリッジ回路２１Ａ，２１Ｂの各々に含まれる複数のＭＲ素子の各々は、スピンバルブ型のＭＲ素子である。このスピンバルブ型のＭＲ素子は、方向が固定された磁化を有する磁化固定層と、対象磁界の方向に応じて方向が変化可能な磁化を有する自由層と、磁化固定層と自由層の間に配置されたギャップ層とを有している。スピンバルブ型のＭＲ素子は、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子でもよいし、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子でもよい。ＴＭＲ素子では、ギャップ層はトンネルバリア層である。ＧＭＲ素子では、ギャップ層は非磁性導電層である。スピンバルブ型のＭＲ素子では、自由層の磁化の方向が磁化固定層の磁化の方向に対してなす角度に応じて抵抗値が変化し、この角度が０°のときに抵抗値は最小値となり、角度が１８０°のときに抵抗値は最大値となる。図７において、塗りつぶした矢印は、ＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向を表し、白抜きの矢印は、ＭＲ素子における自由層の磁化の方向を表している。
【００６５】
ホイートストンブリッジ回路２１Ａでは、抵抗部Ｒ１，Ｒ４に含まれる複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向は第１の方向である。また、抵抗部Ｒ２，Ｒ３に含まれる複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向は、第１の方向とは反対の第２の方向である。以下、第１の方向を符号ＭＰ１で表し、第２の方向を符号ＭＰ２で表す。
【００６６】
ホイートストンブリッジ回路２１Ａにおいて、出力ポートＥ１の電位と、出力ポートＥ２の電位と、出力ポートＥ１，Ｅ２の電位差は、第１の対象磁界ＭＦＡの方向が第１の方向ＭＰ１に対してなす角度の余弦に応じて変化する。差分検出器２２Ａは、出力ポートＥ１，Ｅ２の電位差に対応する信号を第１の検出信号Ｓ１として出力する。第１の検出信号Ｓ１は、出力ポートＥ１の電位と、出力ポートＥ２の電位と、出力ポートＥ１，Ｅ２の電位差に依存する。また、第１の検出信号Ｓ１は、第１の対象磁界ＭＦＡの方向に応じて変化するため、第１の対象磁界ＭＦＡの方向に対応した信号である。
【００６７】
ホイートストンブリッジ回路２１Ｂでは、抵抗部Ｒ１，Ｒ４に含まれる複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向は第３の方向である。また、抵抗部Ｒ２，Ｒ３に含まれる複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向は、第３の方向とは反対の第４の方向である。以下、第３の方向を符号ＭＰ３で表し、第４の方向を符号ＭＰ４で表す。第３の方向ＭＰ３は、第２の方向ＭＰ２と同じ方向である。第４の方向ＭＰ４は、第１の方向ＭＰ１と同じ方向である。
【００６８】
ホイートストンブリッジ回路２１Ｂにおいて、出力ポートＥ１の電位と、出力ポートＥ２の電位と、出力ポートＥ１，Ｅ２の電位差は、第２の対象磁界ＭＦＢの方向が第３の方向ＭＰ３に対してなす角度の余弦に応じて変化する。差分検出器２２Ｂは、出力ポートＥ１，Ｅ２の電位差に対応する信号を第２の検出信号Ｓ２として出力する。第２の検出信号Ｓ２は、出力ポートＥ１の電位と、出力ポートＥ２の電位と、出力ポートＥ１，Ｅ２の電位差に依存する。また、第１の検出信号Ｓ２は、第２の対象磁界ＭＦＢの方向に応じて変化するため、第２の対象磁界ＭＦＢの方向に対応した信号である。
【００６９】
図７に示したように、位置検出装置１は、検出対象位置に対応する位置検出信号Ｓを生成する信号生成部２３を備えている。信号生成部２３は、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２との和を位置検出信号Ｓとする。信号生成部２３は、例えば加算器で構成されている。位置検出装置１は、検出対象位置を表す信号として、位置検出信号Ｓそのものを出力してもよいし、後で説明する規格化位置検出信号や補正後位置検出信号のように、位置検出信号Ｓそのものではないが、位置検出信号Ｓに対応する信号を出力してもよい。
【００７０】
第１の位置検出部１Ａと第２の位置検出部１Ｂの少なくとも一方は、第１の磁気センサ２０Ａまたは第２の磁気センサ２０Ｂに対して印加されるバイアス磁界を発生するバイアス磁界発生部を備えていてもよい。以下、第１の位置検出部１Ａと第２の位置検出部１Ｂの両方がバイアス磁界発生部を備えている例について説明する。
【００７１】
以下の説明では、第１の位置検出部１Ａのバイアス磁界発生部を、第１のバイアス磁界発生部ＨＭＡと言い、第２の位置検出部１Ｂのバイアス磁界発生部を、第２のバイアス磁界発生部ＨＭＢと言う。また、第１のバイアス磁界発生部ＨＭＡが発生するバイアス磁界を、第１のバイアス磁界ＢＡと言い、第２のバイアス磁界発生部ＨＭＢが発生するバイアス磁界を、第２のバイアス磁界ＢＢと言う。
【００７２】
ここで、図８を参照して、抵抗部Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の構成の一例について説明する。図８は、抵抗部Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のうちの１つの抵抗部の一部を示す斜視図である。この例では、１つの抵抗部は、直列に接続された複数のＭＲ素子１５０を有している。図８は、１つのＭＲ素子１５０を示している。
【００７３】
ＭＲ素子１５０は、Ｚ方向に順に積層された自由層１５１、ギャップ層１５２、磁化固定層１５３および反強磁性層１５４を含んでいる。自由層１５１は、下部電極１６２に電気的に接続されている。反強磁性層１５４は、反強磁性材料よりなり、磁化固定層１５３との間で交換結合を生じさせて、磁化固定層１５３の磁化の方向を固定する。
【００７４】
なお、ＭＲ素子１５０における層１５１〜１５４の配置は、図８に示した配置とは上下が反対でもよい。また、ＭＲ素子１５０は、反強磁性層１５４を含まない構成であってもよい。この構成は、例えば、反強磁性層１５４および磁化固定層１５３の代わりに、２つの強磁性層とこの２つの強磁性層の間に配置された非磁性金属層と含む人工反強磁性構造の磁化固定層を含む構成であってもよい。
【００７５】
本実施の形態では、第１のバイアス磁界発生部ＨＭＡと第２のバイアス磁界発生部ＨＭＢの各々は、複数のＭＲ素子１５０に対応する複数対の磁石５１，５２を含んでいる。一対の磁石５１，５２は、１つのＭＲ素子１５０に対して、Ｚ方向に直交する方向の両側に配置されている。一対の磁石５１，５２は、それらの間に位置する１つのＭＲ素子に対して、素子毎のバイアス磁界を印加する。
【００７６】
第１の磁気センサ２０Ａに含まれる複数のＭＲ素子１５０に印加される素子毎のバイアス磁界の方向は、第１のバイアス磁界ＢＡの方向と同じである。第１のバイアス磁界ＢＡは、第１の磁気センサ２０Ａに含まれる複数のＭＲ素子１５０に印加される素子毎のバイアス磁界を含んでいる。
【００７７】
同様に、第２の磁気センサ２０Ｂに含まれる複数のＭＲ素子１５０に印加される素子毎のバイアス磁界の方向は、第２のバイアス磁界ＢＢの方向と同じである。第２のバイアス磁界ＢＢは、第２の磁気センサ２０Ｂに含まれる複数のＭＲ素子１５０に印加される素子毎のバイアス磁界を含んでいる。
【００７８】
次に、図１ないし図６を参照して、駆動装置３の動作について説明する。始めに、光学式手振れ補正機構とオートフォーカス機構について簡単に説明する。駆動装置３は、光学式手振れ補正機構およびオートフォーカス機構の一部を構成する。駆動装置３、光学式手振れ補正機構およびオートフォーカス機構は、カメラモジュール１００の外部の図示しない制御部によって制御される。
【００７９】
光学式手振れ補正機構は、例えば、カメラモジュール１００の外部のジャイロセンサ等によって、手振れを検出できるように構成されている。光学式手振れ補正機構が手振れを検出すると、図示しない制御部は、手振れの態様に応じて基板７に対するレンズ５の相対的な位置が変化するように、駆動装置３を制御する。これにより、レンズ５の絶対的な位置を安定化させて、手振れの影響を低減することができる。なお、基板７に対するレンズ５の相対的な位置は、手振れの態様に応じて、Ｕ方向に平行な方向またはＶ方向に平行な方向に変化する。
【００８０】
オートフォーカス機構は、例えば、イメージセンサ２００またはオートフォーカスセンサ等によって、被写体に焦点が合った状態を検出できるように構成されている。図示しない制御部は、被写体に焦点が合った状態になるように、駆動装置３によって、基板７に対するレンズ５の相対的な位置をＺ方向に平行な方向に変化させる。これにより、自動的に被写体に対する焦点合わせを行うことができる。
【００８１】
次に、光学式手振れ補正機構に関連する駆動装置３の動作について説明する。図示しない制御部によってコイル４１，４２に電流が流されると、磁石３１Ａ，３２Ａから発生される磁界とコイル４１，４２から発生される磁界との相互作用によって、磁石３１Ａ，３２Ａが固定された第１の保持部材１４は、Ｖ方向に平行な方向に移動する。その結果、レンズ５も、Ｖ方向に平行な方向に移動する。また、図示しない制御部によってコイル４３，４４に電流が流されると、磁石３３Ａ，３４Ａから発生される磁界とコイル４３，４４から発生される磁界との相互作用によって、磁石３３Ａ，３４Ａが固定された第１の保持部材１４は、Ｕ方向に平行な方向に移動する。その結果、レンズ５も、Ｕ方向に平行な方向に移動する。図示しない制御部は、２つの磁気センサ３０によって生成される磁石３１Ａ，３４Ａの位置に対応した信号を測定することによって、レンズ５の位置を検出する。
【００８２】
次に、オートフォーカス機構に関連する駆動装置３の動作について説明する。基板７に対するレンズ５の相対的な位置をＺ方向に移動させる場合、図示しない制御部は、第１の導体部４５ＡにＵ方向の電流が流れ、第２の導体部４５Ｂに−Ｕ方向の電流が流れるように、コイル４５に電流を流し、第１の導体部４６Ａに−Ｕ方向の電流が流れ、第２の導体部４６ＢにＵ方向の電流が流れるように、コイル４６に電流を流す。これらの電流と磁石３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂから発生される磁界によって、コイル４５の第１および第２の導体部４５Ａ，４５Ｂとコイル４６の第１および第２の導体部４６Ａ，４６Ｂに、Ｚ方向のローレンツ力が作用する。これにより、コイル４５，４６が固定された第２の保持部材１５は、Ｚ方向に移動する。その結果、レンズ５も、Ｚ方向に移動する。
【００８３】
基板７に対するレンズ５の相対的な位置を−Ｚ方向に移動させる場合には、図示しない制御部は、コイル４５，４６に、Ｚ方向に移動させる場合とは逆方向に電流を流す。
【００８４】
次に、本実施の形態に係る位置検出装置１の作用および効果について説明する。本実施の形態に係る位置検出装置１は、基板７に対するレンズ５の相対的な位置を検出するために用いられる。基板７に対するレンズ５の相対的な位置は、本実施の形態に係る位置検出装置１の検出対象位置である。以下、検出対象位置を、対象位置と言う。この対象位置は、所定の可動範囲内で変化する。本実施の形態では、対象位置の変化の方向は、レンズ５の光軸方向すなわちＺ方向に平行な方向である。
【００８５】
本実施の形態では、対象位置が変化する場合、基板７および第１の保持部材１４に対する第２の保持部材１５の相対的な位置も変化する。前述のように、第１の保持部材１４は第１および第３の磁界発生部１１Ａ，１１Ｂを保持し、第２の保持部材１５は第２および第４の磁界発生部１２Ａ，１２Ｂを保持している。従って、上述のように対象位置が変化すると、第１の磁界発生部１１Ａに対する第２の磁界発生部１２Ａの相対的な位置、および第３の磁界発生部１１Ｂに対する第４の磁界発生部１２Ｂの相対的な位置が変化する。
【００８６】
対象位置が変化すると、基板７に対する第１および第３の磁界発生部１１Ａ，１１Ｂの相対的な位置は変化しないが、基板７に対する第２および第４の磁界発生部１２Ａ，１２Ｂの相対的な位置は変化する。
【００８７】
そのため、対象位置が変化すると、第１の磁界成分ＭＦ１の強度および方向と第２の磁界成分ＭＦ２の方向は変化しないが、第２の磁界成分ＭＦ２の強度は変化する。第２の磁界成分ＭＦ２の強度が変化すると、第１の対象磁界ＭＦＡの方向と強度も変化し、それに伴い、第１の磁気センサ２０Ａが生成する第１の検出信号Ｓ１の値も変化する。
【００８８】
同様に、対象位置が変化すると、第３の磁界成分ＭＦ３の強度および方向と第４の磁界成分ＭＦ４の方向は変化しないが、第４の磁界成分ＭＦ４の強度は変化する。第２の磁界成分ＭＦ２の強度が変化すると、第２の対象磁界ＭＦＢの方向と強度も変化し、それに伴い、第２の磁気センサ２０Ｂが生成する第２の検出信号Ｓ２の値も変化する。
【００８９】
第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２の和である位置検出信号Ｓは、対象位置に依存して変化する。図示しない制御部は、位置検出信号Ｓを測定することによって、対象位置を検出する。
【００９０】
次に、図９を参照して、第１の磁気センサ２０Ａにおける第１および第２の方向ＭＰ１，ＭＰ２と第１および第２の磁界成分ＭＦ１，ＭＦ２について詳しく説明する。図９において、符号ＲＰ１は第１の基準平面を表し、符号Ｐ１は第１の検出位置を表している。図９では、符号ＭＦ１を付した矢印で第１の磁界成分ＭＦ１を表し、符号ＭＦ２を付した矢印で第２の磁界成分ＭＦ２を表し、符号ＭＦＡを付した矢印で第１の対象磁界ＭＦＡを表している。また、図９において、Ｘ方向の軸はＸ方向の磁界の強度Ｈｘを示し、Ｙ方向の軸はＹ方向の磁界の強度Ｈｙを示している。
【００９１】
本実施の形態では、第１の磁界成分ＭＦ１の方向はＹ方向である。第２の磁界成分ＭＦ２の方向は、第１の磁界成分ＭＦ１の方向とは異なる。本実施の形態では特に、第２の磁界成分ＭＦ２の方向は、第１の磁界成分ＭＦ１の方向に直交するＸ方向である。
【００９２】
ノイズ磁界が無い場合には、第１の対象磁界ＭＦＡは、第１の磁界成分ＭＦ１と第２の磁界成分ＭＦ２との合成磁界であることから、第１の対象磁界ＭＦＡの方向は、第１の磁界成分ＭＦ１の方向と第２の磁界成分ＭＦ２の方向のいずれとも異なり、これらの間の方向である。第１の対象磁界ＭＦＡの方向の可変範囲は、１８０°未満である。本実施の形態では特に、第２の磁界成分ＭＦ２の方向は第１の磁界成分ＭＦ１の方向に直交することから、第１の対象磁界ＭＦＡの方向の可変範囲は、９０°未満である。
【００９３】
図９には、第１の基準平面ＲＰ１内において第１の方向ＭＰ１に直交する２方向を、符号ＰＰ１，ＰＰ２で表している。第１の基準平面ＲＰ１内において第２の方向ＭＰ２に直交する２方向は、２方向ＰＰ１，ＰＰ２と同じである。本実施の形態では特に、２方向ＰＰ１，ＰＰ２の各々は、第１の磁界成分ＭＦ１の方向と第２の磁界成分ＭＦ２の方向のいずれとも異なる。
【００９４】
本実施の形態では、第１の基準方向は第２の方向ＭＰ２である。以下、図９において第１の基準方向から時計回り方向に見て、第１の対象磁界ＭＦＡの方向が第１の基準方向に対してなす角度を、第１の対象角度と言い、記号θＡで表す。第１の対象角度θＡは、第１の対象磁界ＭＦＡの方向を表す。本実施の形態では、第１の磁気センサ２０Ａは、第１の対象角度θＡに対応した第１の検出信号Ｓ１を生成する。また、第１の対象磁界ＭＦＡの方向の可変範囲に対応する第１の対象角度θＡの可変範囲を、符号θＲＡで表す。
【００９５】
次に、図１０を参照して、第２の磁気センサ２０Ｂにおける第３および第４の方向ＭＰ３，ＭＰ４と第３および第４の磁界成分ＭＦ３，ＭＦ４について詳しく説明する。図１０において、符号ＲＰ２は第２の基準平面を表し、符号Ｐ２は第２の検出位置を表している。図１０では、符号ＭＦ３を付した矢印で第３の磁界成分ＭＦ３を表し、符号ＭＦ４を付した矢印で第４の磁界成分ＭＦ４を表し、符号ＭＦＢを付した矢印で第２の対象磁界ＭＦＢを表している。また、図１０において、Ｘ方向の軸はＸ方向の磁界の強度Ｈｘを示し、Ｙ方向の軸はＹ方向の磁界の強度Ｈｙを示している。
【００９６】
本実施の形態では、第３の磁界成分ＭＦ３の方向は、第１の磁界成分ＭＦ１の方向とは反対方向の−Ｙ方向である。第４の磁界成分ＭＦ４の方向は、第３の磁界成分ＭＦ３の方向とは異なる。本実施の形態では特に、第４の磁界成分ＭＦ４の方向は、第２の磁界成分ＭＦ２の方向とは反対方向であって、且つ第３の磁界成分ＭＦ３の方向に直交する−Ｘ方向である。
【００９７】
ノイズ磁界が無い場合には、第２の対象磁界ＭＦＢは、第３の磁界成分ＭＦ３と第４の磁界成分ＭＦ４との合成磁界であることから、第２の対象磁界ＭＦＢの方向は、第３の磁界成分ＭＦ３の方向と第４の磁界成分ＭＦ４の方向のいずれとも異なり、これらの間の方向である。第２の対象磁界ＭＦＢの方向の可変範囲は、１８０°未満である。本実施の形態では特に、第４の磁界成分ＭＦ４の方向は第３の磁界成分ＭＦ３の方向に直交することから、第２の対象磁界ＭＦＢの方向の可変範囲は、９０°未満である。
【００９８】
図１０には、第２の基準平面ＲＰ２内において第３の方向ＭＰ３に直交する２方向を、符号ＰＰ３，ＰＰ４で表している。第２の基準平面ＲＰ２内において第４の方向ＭＰ４に直交する２方向は、２方向ＰＰ３，ＰＰ４と同じである。本実施の形態では特に、２方向ＰＰ３，ＰＰ４の各々は、第３の磁界成分ＭＦ３の方向と第４の磁界成分ＭＦ４の方向のいずれとも異なる。
【００９９】
本実施の形態では、第２の基準方向は第４の方向ＭＰ４である。以下、図１０において第２の基準方向から時計回り方向に見て、第２の対象磁界ＭＦＢの方向が第２の基準方向に対してなす角度を、第２の対象角度と言い、記号θＢで表す。第２の対象角度θＢは、第２の対象磁界ＭＦＢの方向を表す。本実施の形態では、第２の磁気センサ２０Ｂは、第２の対象角度θＢに対応した第２の検出信号Ｓ２を生成する。また、第２の対象磁界ＭＦＢの方向の可変範囲に対応する第２の対象角度θＢの可変範囲を、符号θＲＢで表す。
【０１００】
なお、第１ないし第４の方向ＭＰ１〜ＭＰ４と、第１ないし第４の磁界成分ＭＦ１〜ＭＦ４のそれぞれの方向は、ＭＲ素子の作製の精度や、磁気センサ２０Ａ，２０Ｂの配置の精度や、第１ないし第４の磁界発生部１１Ａ，１２Ａ，１１Ｂ，１２Ｂの配置の精度等の観点から、上述の方向からわずかにずれていてもよい。
【０１０１】
次に、対象位置について説明する。本実施の形態では、基板７に対してレンズ５が最も遠いときの基板７とレンズ５との間の距離を最長距離とし、対象位置を、最長距離から、任意の位置にあるレンズ５と基板７との間の距離を引いた値で表す。また、本実施の形態では、対象位置の可動範囲を、０〜４００μｍの範囲としている。
【０１０２】
ここで、以下の説明で使用する複数の用語について説明する。なお、以下の説明では、特にノイズ磁界があると明記していない場合には、ノイズ磁界が無い場合を前提としている。
【０１０３】
まず、第１の対象磁界ＭＦＡの方向が３６０°変化したときの第１の検出信号Ｓ１の最大値と最小値の平均値を第１の基準値と言う。同様に、第２の対象磁界ＭＦＢの方向が３６０°変化したときの第２の検出信号Ｓ２の最大値と最小値の平均値を第２の基準値と言う。本実施の形態では、第２の対象磁界ＭＦＢの方向が３６０°変化したときの第２の検出信号Ｓ２の最大値と最小値は、それぞれ第１の対象磁界ＭＦＡの方向が３６０°変化したときの第１の検出信号Ｓ１の最大値と最小値と等しい。また、第２の基準値は第１の基準値と等しい。
【０１０４】
また、第１の対象磁界ＭＦＡの方向が３６０°変化したときの第１の検出信号Ｓ１の最大値と最小値がそれぞれ１と−１に対応するように第１の検出信号Ｓ１を規格化した信号を、第１の規格化検出信号ＮＳ１と言う。第１の規格化検出信号ＮＳ１における０は、上記第１の基準値に対応する。
【０１０５】
同様に、第２の対象磁界ＭＦＢの方向が３６０°変化したときの第２の検出信号Ｓ２の最大値と最小値がそれぞれ１と−１に対応するように第２の検出信号Ｓ２を規格化した信号を、第２の規格化検出信号ＮＳ２と言う。第２の規格化検出信号ＮＳ２における０は、上記第２の基準値に対応する。
【０１０６】
また、第１の規格化検出信号ＮＳ１と第２の規格化検出信号ＮＳ２の和を、規格化位置検出信号ＮＳと言う。規格化位置検出信号ＮＳは、上述の第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の規格化と同じ基準で位置検出信号Ｓを規格化した信号に相当する。
【０１０７】
また、第１の規格化検出信号ＮＳ１と第２の規格化検出信号ＮＳ２と規格化位置検出信号ＮＳを、総称して規格化検出信号と言う。
【０１０８】
また、対象位置がその可動範囲の中間の位置であるときの第１の規格化検出信号ＮＳ１の値が０に対応するように、必要に応じてオフセットを加えて第１の規格化検出信号ＮＳ１を補正した信号を、第１の補正後検出信号ＣＳ１と言う。
【０１０９】
同様に、対象位置がその可動範囲の中間の位置であるときの第２の規格化検出信号ＮＳ２の値が０に対応するように、必要に応じてオフセットを加えて第２の規格化検出信号ＮＳ２を補正した信号を、第２の補正後検出信号ＣＳ２と言う。
【０１１０】
また、第１の補正後検出信号ＣＳ１と第２の補正後検出信号ＣＳ２の和を、補正後位置検出信号ＣＳと言う。
【０１１１】
また、第１の補正後検出信号ＣＳ１と第２の補正後検出信号ＣＳ２と補正後位置検出信号ＣＳを、総称して補正後検出信号と言う。
【０１１２】
また、第１の検出信号Ｓ１、第２の検出信号Ｓ２および位置検出信号Ｓに関して、対象位置の変化に対するそれぞれの信号の変化がより直線的である度合いを、それぞれの信号の直線性と言う。
【０１１３】
本実施の形態では、対象位置の可動範囲に対応する第１の検出信号Ｓ１の可変範囲は第１の基準値を含み、対象位置の可動範囲に対応する第２の検出信号Ｓ２の可変範囲は第２の基準値を含む。これにより、本実施の形態によれば、位置検出信号Ｓの直線性を高めることができ、且つノイズ磁界が印加された場合にも精度の高い位置検出を行うことが可能になる。
【０１１４】
以下、上記の効果が得られる理由について説明する。まず、本実施の形態によれば、位置検出信号Ｓの直線性を高めることができる理由について説明する。第１の検出信号Ｓ１の直線性は、第１の基準値の近くでは高く、第１の基準値から離れるに従って低くなる。同様に、第２の検出信号Ｓ２の直線性は、第２の基準値の近くでは高く、第２の基準値から離れるに従って低くなる。そのため、上述のように、第１の検出信号Ｓ１の可変範囲が第１の基準値を含み、第２の検出信号Ｓ２の可変範囲が第２の基準値を含むことにより、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２のそれぞれ直線性を高めることができ、その結果、位置検出信号Ｓの直線性を高めることができる。
【０１１５】
次に、本実施の形態によれば、ノイズ磁界が印加された場合にも精度の高い位置検出を行うことが可能になる理由について説明する。本実施の形態では、第３の磁界成分ＭＦ３の方向は第１の磁界成分ＭＦ１の方向とは反対方向であり、第４の磁界成分ＭＦ４の方向は第２の磁界成分ＭＦ２の方向とは反対方向である。これに対し、第１の磁気センサ２０Ａに印加されるノイズ磁界の方向と第２の磁気センサ２０Ｂに印加されるノイズ磁界の方向は同じ方向である。そのため、第１および第２の磁気センサ２０Ａ，２０Ｂにノイズ磁界が印加されると、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２の一方は増加し他方は減少する。本実施の形態では、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２との和を位置検出信号Ｓとしているため、ノイズ磁界に起因する位置検出信号Ｓの変動が抑制される。
【０１１６】
また、本実施の形態では、第１の検出信号Ｓ１の可変範囲は第１の基準値を含み、第２の検出信号Ｓ２の可変範囲は第２の基準値を含むため、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２のそれぞれ直線性が高い。そのため、第１および第２の磁気センサ２０Ａ，２０Ｂにノイズ磁界が印加されたときの、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２の一方の増加量と他方の減少量との差が小さくなる。そのため、本実施の形態によれば、ノイズ磁界に起因する位置検出信号Ｓの変動がより抑制される。
【０１１７】
以上のことから、本実施の形態に係る位置検出装置１によれば、位置検出信号Ｓの直線性を高めることができ、且つノイズ磁界が印加された場合にも精度の高い位置検出を行うことが可能になる。
【０１１８】
上記の効果を高めるためには、第１の検出信号Ｓ１の可変範囲の中間の値は第１の基準値であり、第２の検出信号Ｓ２の可変範囲の中間の値は第２の基準値であることが好ましい。これを実現するために、第１の検出信号Ｓ１が第１の基準値であるときにおける第１の対象磁界ＭＦＡの方向は、第１の磁気センサ２０Ａにおける磁化固定層の磁化の方向に直交する２方向ＰＰ１，ＰＰ２のうちの一方と同じ方向であることが好ましい。同様に、第２の検出信号Ｓ２が第２の基準値であるときにおける第２の対象磁界ＭＦＢの方向は、第２の磁気センサ２０Ｂにおける磁化固定層の磁化の方向に直交する２方向ＰＰ３，ＰＰ４のうちの一方と同じ方向であることが好ましい。
【０１１９】
ところで、位置検出装置１では、第１の磁界成分ＭＦ１と第３の磁界成分ＭＦ３の強度の絶対値が等しくても、磁石１３Ａ，１３Ｂの配置の制約等の理由から、同じ対象位置に対応する第２の磁界成分ＭＦ２の強度の絶対値と第４の磁界成分ＭＦ４の強度の絶対値が互いに異なる場合がある。その一例として、図３には、磁石１３Ａ，１３ＢのＺ方向の位置が互いに異なる例を示している。このように、同じ対象位置に対応する第２の磁界成分ＭＦ２の強度の絶対値と第４の磁界成分ＭＦ４の強度の絶対値が互いに異なる場合には、何の対策も講じないと、第１の検出信号Ｓ１の可変範囲が第１の基準値を含み、第２の検出信号Ｓ２の可変範囲が第２の基準値を含むという要件が満たされなくなる場合がある。
【０１２０】
このような場合、本実施の形態では、第１の位置検出部１Ａと第２の位置検出部１Ｂの少なくとも一方が、第１の磁気センサ２０Ａまたは第２の磁気センサ２０Ｂに対して印加されるバイアス磁界を発生するバイアス磁界発生部を備えることにより、上記の要件が満たされるようにすることができる。すなわち、第１の磁気センサ２０Ａと第２の磁気センサ２０Ｂの少なくとも一方にバイアス磁界が印加されることによって、第１の検出信号Ｓ１の可変範囲と第２の検出信号Ｓ２の可変範囲の少なくとも一方が変化する。これにより、上記の要件が満たされるようにすることができる。
【０１２１】
以下、本実施の形態に係る位置検出装置１の第１および第２の実施例と比較例について説明する。
【０１２２】
［第１の実施例］
以下、本実施の形態に係る位置検出装置１の第１の実施例について説明する。図１１は、第１の実施例における第１ないし第４の磁界成分を示す説明図である。図１１では、それぞれ符号ＭＦ１，ＭＦ２，ＭＦ３，ＭＦ４を付した矢印によって、第１ないし第４の磁界成分の方向と強度を示している。第１の実施例では、第１の磁界成分ＭＦ１と第３の磁界成分ＭＦ３の強度の絶対値は等しく、同じ対象位置に対応する第２の磁界成分ＭＦ２の強度の絶対値と第４の磁界成分ＭＦ４の強度の絶対値は等しい。
【０１２３】
第１の実施例では、第１の位置検出部１Ａと第２の位置検出部１Ｂのいずれもバイアス磁界発生部を備えていない。
【０１２４】
第１の実施例では、第１の検出信号Ｓ１の可変範囲の中間の値は第１の基準値であり、第２の検出信号Ｓ２の可変範囲の中間の値は第２の基準値である。また、第１の検出信号Ｓ１が第１の基準値であるときにおける第１の対象磁界ＭＦＡの方向は、第１の磁気センサ２０Ａにおける磁化固定層の磁化の方向に直交する２方向ＰＰ１，ＰＰ２のうちの一方の方向ＰＰ１と同じ方向である。また、第２の検出信号Ｓ２が第２の基準値であるときにおける第２の対象磁界ＭＦＢの方向は、第２の磁気センサ２０Ｂにおける磁化固定層の磁化の方向に直交する２方向ＰＰ３，ＰＰ４のうちの一方の方向ＰＰ３と同じ方向である。
【０１２５】
ここで、一例として、対象位置がその可動範囲の中間の位置であるときに、第２の磁界成分ＭＦ２の強度の絶対値が第１の磁界成分ＭＦ１の強度の絶対値と等しく、第４の磁界成分ＭＦ４の強度の絶対値が第３の磁界成分ＭＦ３の強度の絶対値と等しいとする。このとき、第１の対象磁界ＭＦＡの方向は、Ｙ方向を時計回り方向に４５°回転した方向であり、第２の対象磁界ＭＦＢの方向は、−Ｙ方向を時計回り方向に４５°回転した方向である。従って、この例では、方向ＰＰ１が、Ｙ方向を時計回り方向に４５°回転した方向と一致するように、第１の磁気センサ２０Ａにおける磁化固定層の磁化の方向が設定され、方向ＰＰ３が、−Ｙ方向を時計回り方向に４５°回転した方向と一致するように、第２の磁気センサ２０Ｂにおける磁化固定層の磁化の方向が設定されている。
【０１２６】
図１２は、第１の実施例における第１および第２の対象角度θＡ，θＢの可変範囲θＲＡ，θＲＢを示す特性図である。図１２において、横軸は第１および第２の対象角度θＡ，θＢを示し、縦軸は第１および第２の規格化検出信号ＮＳ１，ＮＳ２を示している。図１２に示したように、可変範囲θＲＡに対応する第１の規格化検出信号ＮＳ１の可変範囲と、可変範囲θＲＢに対応する第２の規格化検出信号ＮＳ２の可変範囲は、いずれも、第１および第２の基準値に対応する０を含んでいる。第１の実施例では特に、第１の規格化検出信号ＮＳ１の可変範囲の中間の値と、第２の規格化検出信号ＮＳ２の可変範囲の中間の値は、いずれも０である。
【０１２７】
図１３は、第１の実施例における、ノイズ磁界が無いときの対象位置と補正後検出信号との関係を示す特性図である。図１３において、横軸は対象位置を示し、縦軸は、第１の補正後検出信号ＣＳ１、第２の補正後検出信号ＣＳ２および補正後位置検出信号ＣＳを示している。
【０１２８】
図１４は、第１の実施例における、ノイズ磁界があるときの対象位置と補正後検出信号との関係を示す特性図である。図１４において、横軸は対象位置を示し、縦軸は、第１の補正後検出信号ＣＳ１、第２の補正後検出信号ＣＳ２および補正後位置検出信号ＣＳを示している。ここでは、ノイズ磁界は、Ｘ方向の成分を含むものとしている。
【０１２９】
図１５は、第１の実施例における対象位置とノイズ起因誤差との関係を示す特性図である。ノイズ起因誤差は、ノイズがあるときの補正後位置検出信号ＣＳからノイズが無いときの補正後位置検出信号ＣＳを引いた値である。
【０１３０】
第１の実施例では、図１３および図１４から分かるように、ノイズが無いときもノイズがあるときも、補正後位置検出信号ＣＳの直線性が高い。また、図１５に示したように、ノイズ起因誤差は、対象位置の可動範囲に対応する補正後位置検出信号ＣＳの可変範囲の大きさに比べて、十分小さくなっている。このことから、第１の実施例では、前述の本実施の形態に係る位置検出装置１の効果が得られていることが分かる。
【０１３１】
［比較例］
次に、比較例の位置検出装置について説明する。図１６は、図１１と同様の説明図であって、比較例における第１ないし第４の磁界成分ＭＦ１，ＭＦ２，ＭＦ３，ＭＦ４を示している。比較例では、同じ対象位置に対応する第２の磁界成分ＭＦ２の強度の絶対値と第４の磁界成分ＭＦ４の強度の絶対値が、第１の実施例と比べて大きくなっている。また、比較例では、同じ対象位置に対応する第２の磁界成分ＭＦ２の強度の絶対値と第４の磁界成分ＭＦ４の強度の絶対値が互いに異なり、第４の磁界成分ＭＦ４の強度の絶対値の方が大きくなっている。また、比較例では、第１の位置検出部１Ａと第２の位置検出部１Ｂのいずれもバイアス磁界発生部を備えていない。比較例の位置検出装置のその他の構成は、第１の実施例と同じである。
【０１３２】
図１７は、図１２と同様の特性図であって、比較例における第１および第２の対象角度θＡ，θＢの可変範囲θＲＡ，θＲＢを示している。比較例では、可変範囲θＲＡに対応する第１の規格化検出信号ＮＳ１の可変範囲における下限値が０である。また、可変範囲θＲＢに対応する第２の規格化検出信号ＮＳ２の可変範囲は０を含んでいない。
【０１３３】
図１８は、図１３と同様の特性図であって、比較例における、ノイズ磁界が無いときの対象位置と補正後検出信号との関係を示している。
【０１３４】
図１９は、図１４と同様の特性図であって、比較例における、ノイズ磁界があるときの対象位置と補正後検出信号との関係を示している。ノイズ磁界は、第１の実施例と同じである。
【０１３５】
図２０は、図１５と同様の特性図であって、比較例における対象位置とノイズ起因誤差との関係を示している。
【０１３６】
比較例では、図２０に示したように、第１の実施例に比べて、ノイズ起因誤差が大きくなっている。比較例におけるノイズ起因誤差は、対象位置の可動範囲に対応する補正後位置検出信号ＣＳの可変範囲の大きさに比べて無視できない大きさである。そのため、比較例では、ノイズ磁界が印加された場合には精度の高い位置検出を行うことができない。
【０１３７】
［第２の実施例］
次に、第２の実施例の位置検出装置１について説明する。図２１は、図１１と同様の説明図であって、第２の実施例における第１ないし第４の磁界成分ＭＦ１，ＭＦ２，ＭＦ３，ＭＦ４を示している。第２の実施例における第１ないし第４の磁界成分ＭＦ１，ＭＦ２，ＭＦ３，ＭＦ４は、比較例と同じである。
【０１３８】
第２の実施例では、第１の位置検出部１Ａと第２の位置検出部１Ｂの両方がバイアス磁界発生部を備えている。図２１に示したように、第１のバイアス磁界ＢＡの方向は、−Ｘ方向である。第１のバイアス磁界ＢＡの強度の絶対値は、第２の実施例における第２の磁界成分ＭＦ２の強度の絶対値から第１の実施例における第２の磁界成分ＭＦ２の強度の絶対値を引いた値と等しい。また、第２のバイアス磁界ＢＢの方向は、Ｘ方向である。第２のバイアス磁界ＢＢの強度の絶対値は、第２の実施例における第４の磁界成分ＭＦ４の強度の絶対値から第１の実施例における第４の磁界成分ＭＦ４の強度の絶対値を引いた値と等しい。第２のバイアス磁界ＢＢの強度の絶対値は、第１のバイアス磁界ＢＡの強度の絶対値と異なっている。第２の実施例の位置検出装置１のその他の構成は、第１の実施例と同じである。
【０１３９】
第２の実施例における第１および第２の対象角度θＡ，θＢの可変範囲θＲＡ，θＲＢは、それぞれ第１の実施例における可変範囲θＲＡ，θＲＢ（図１２参照）と同じかほぼ同じである。
【０１４０】
図２２は、図１３と同様の特性図であって、第２の実施例における、ノイズ磁界が無いときの対象位置と補正後検出信号との関係を示している。
【０１４１】
図２３は、図１４と同様の特性図であって、第２の実施例における、ノイズ磁界があるときの対象位置と補正後検出信号との関係を示している。ノイズ磁界は、第１の実施例と同じである。
【０１４２】
図２４は、図１５と同様の特性図であって、第２の実施例における対象位置とノイズ起因誤差との関係を示している。
【０１４３】
第２の実施例では、図２２および図２３から分かるように、ノイズが無いときもノイズがあるときも、補正後位置検出信号ＣＳの直線性が高い。また、図２４に示したように、ノイズ起因誤差は、対象位置の可動範囲に対応する補正後位置検出信号ＣＳの可変範囲の大きさに比べて、十分小さくなっている。このことから、第２の実施例では、前述の本実施の形態に係る位置検出装置１の効果が得られていることが分かる。
【０１４４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る位置検出装置１について説明する。本実施の形態に係る位置検出装置１では、第１および第２のバイアス磁界ＢＡ，ＢＢが、第１の実施の形態の第２の実施例と異なっている。本実施の形態では、第１のバイアス磁界ＢＡの方向と第２のバイアス磁界ＢＢの方向は、非平行である。
【０１４５】
図２５は、図１１と同様の説明図であって、本実施の形態における第１ないし第４の磁界成分ＭＦ１，ＭＦ２，ＭＦ３，ＭＦ４を示している。本実施の形態における第１ないし第４の磁界成分ＭＦ１，ＭＦ２，ＭＦ３，ＭＦ４は、第１の実施の形態の第２の実施例と同じである。
【０１４６】
図２５に示したように、本実施の形態では、第１のバイアス磁界ＢＡは、−Ｘ方向の成分と−Ｙ方向の成分を含んでいる。第１のバイアス磁界ＢＡの−Ｘ方向の成分の強度の絶対値は、第１の実施の形態の第２の実施例における第１のバイアス磁界ＢＡの強度の絶対値と等しい。
【０１４７】
また、本実施の形態では、第２のバイアス磁界ＢＢは、Ｘ方向の成分とＹ方向の成分を含んでいる。第２のバイアス磁界ＢＢのＸ方向の成分の強度の絶対値は、第１の実施の形態の第２の実施例における第２のバイアス磁界ＢＢの強度の絶対値と等しい。
【０１４８】
第２のバイアス磁界ＢＢのＹ方向の成分の強度の絶対値は、第１のバイアス磁界ＢＡの−Ｙ方向の成分の強度の絶対値と等しい。
【０１４９】
本実施の形態では、バイアス磁界ＢＡ，ＢＢを考慮して、方向ＰＰ１が、対象位置がその可動範囲の中間の位置であるときの第１の対象磁界ＭＦＡの方向と一致し、方向ＰＰ３が、対象位置がその可動範囲の中間の位置であるときの第２の対象磁界ＭＦＢの方向と一致するように、第１および第２の磁気センサ２０Ａ，２０Ｂにおける磁化固定層の磁化の方向が設定されている。
【０１５０】
本実施の形態に係る位置検出装置１のその他の構成は、第１の実施の形態の第２の実施例と同じである。
【０１５１】
本実施の形態における第１および第２の対象角度θＡ，θＢの可変範囲θＲＡ，θＲＢは、それぞれ第１の実施の形態の第１の実施例における可変範囲θＲＡ，θＲＢ（図１２参照）と同じかほぼ同じである。
【０１５２】
図２６は、図１３と同様の特性図であって、本実施の形態における、ノイズ磁界が無いときの対象位置と補正後検出信号との関係を示している。
【０１５３】
図２７は、図１４と同様の特性図であって、本実施の形態における、ノイズ磁界があるときの対象位置と補正後検出信号との関係を示している。ノイズ磁界は、第１の実施の形態の第１の実施例と同じである。
【０１５４】
図２８は、図１５と同様の特性図であって、本実施の形態における対象位置とノイズ起因誤差との関係を示している。
【０１５５】
本実施の形態では、図２６および図２７から分かるように、ノイズが無いときもノイズがあるときも、補正後位置検出信号ＣＳの直線性が高い。また、図２８に示したように、ノイズ起因誤差は、対象位置の可動範囲に対応する補正後位置検出信号ＣＳの可変範囲の大きさに比べて、十分小さくなっている。このことから、本実施の形態に係る位置検出装置１によれば、第１の実施の形態に係る位置検出装置１と同様の効果が得られることが分かる。
【０１５６】
また、図１３と図２６を比較すると分かるように、本実施の形態では、第１の実施の形態の第１の実施例に比べて、対象位置の変化に対する補正後位置検出信号ＣＳの変化の勾配が大きくなっている。この勾配は、位置検出装置１の感度に対応する。この勾配は、第１のバイアス磁界ＢＡの−Ｙ方向の成分の強度の絶対値と第２のバイアス磁界ＢＢのＹ方向の成分の強度の絶対値によって変化する。そのため、本実施の形態によれば、これらの絶対値を変えることによって、位置検出装置１の感度を調整することができる。
【０１５７】
なお、本実施の形態では、第１のバイアス磁界ＢＡは、−Ｙ方向の成分の代わりにＹ方向の成分を含んでいてもよく、第２のバイアス磁界ＢＢ、Ｙ方向の成分の代わりに−Ｙ方向の成分を含んでいてもよい。
【０１５８】
また、本実施の形態では、第１の磁界成分ＭＦ１の強度の絶対値と第３の磁界成分ＭＦ３の強度の絶対値が互いに異なっていてもよい。この場合には、第１のバイアス磁界ＢＡと第２のバイアス磁界ＢＢのそれぞれのＹ方向に平行な方向の成分の強度を異ならせて、第１の磁界成分ＭＦ１と第１のバイアス磁界ＢＡのＹ方向に平行な方向の成分との合成磁界と、第３の磁界成分ＭＦ３と第２のバイアス磁界ＢＢのＹ方向に平行な方向の成分との合成磁界が、互いに反対方向で絶対値が等しいものになるようにしてもよい。
【０１５９】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０１６０】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、請求の範囲の要件を満たす限り、第１ないし第４の磁界発生部の形状および配置と、磁気センサ２０Ａ，２０Ｂの配置は、各実施の形態に示した例に限られず、任意である。
【０１６１】
また、請求の範囲の要件を満たす限り、第１ないし第４の磁界成分の方向は任意である。
【０１６２】
また、磁気センサ２０Ａ，２０Ｂの各々の構成は、ホイートストンブリッジ回路と差分検出器を有する構成に限られない。例えば、磁気センサ２０Ａ，２０Ｂの各々は、電源ポートＶ、グランドポートＧ、第１の出力ポートＥ１、第１の抵抗部Ｒ１および第２の抵抗部Ｒ２を含むが、第２の出力ポートＥ２、第３の抵抗部Ｒ３、第４の抵抗部Ｒ４および差分検出器２２を含まない構成であってもよい。この場合、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の各々は、第１の出力ポートＥ１の電位に依存する信号である。
【０１６３】
また、本発明の位置検出装置は、レンズに限らず、所定の方向に移動する対象物の位置を検出するために用いることができる。
【符号の説明】
【０１６４】
１…位置検出装置、１Ａ…第１の位置検出部、１Ｂ…第２の位置検出部、３…駆動装置、５…レンズ、６…筐体、７…基板、１１Ａ…第１の磁界発生部、１２Ａ…第２の磁界発生部、１１Ｂ…第３の磁界発生部、１２Ｂ…第４の磁界発生部、１３Ａ，１３Ｂ…磁石、１４…第１の保持部材、１５…第２の保持部材、２０Ａ…第１の磁気センサ、２０Ｂ…第２の磁気センサ、３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ，３４Ａ，３４Ｂ…磁石、４１〜４６…コイル、１００…カメラモジュール。
【図１】
2019082414.tif 000003
【図２】
2019082414.tif 000004
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月29日(2018.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記第１の位置検出部と前記第２の位置検出部の少なくとも一方は、更に、前記第１の磁気センサまたは前記第２の磁気センサに対して印加されるバイアス磁界を発生するバイアス磁界発生部を備え、
前記第１の磁気センサと前記第２の磁気センサの少なくとも一方に前記バイアス磁界が印加されることによって、前記第１の検出信号の可変範囲が前記第１の基準値を含み、前記第２の検出信号の可変範囲が前記第２の基準値を含むことになることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の位置検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、本発明の位置検出装置において、第１の位置検出部と第２の位置検出部の少なくとも一方は、更に、第１の磁気センサまたは第２の磁気センサに対して印加されるバイアス磁界を発生するバイアス磁界発生部を備えていてもよい。この場合、第１の磁気センサと第２の磁気センサの少なくとも一方にバイアス磁界が印加されることによって、第１の検出信号の可変範囲が第１の基準値を含み、第２の検出信号の可変範囲が第２の基準値を含むことになる。この場合、同じ検出対象位置に対応する第２の磁界成分の強度の絶対値と第４の磁界成分の強度の絶対値が互いに異なっていてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
ホイートストンブリッジ回路２１Ｂにおいて、出力ポートＥ１の電位と、出力ポートＥ２の電位と、出力ポートＥ１，Ｅ２の電位差は、第２の対象磁界ＭＦＢの方向が第３の方向ＭＰ３に対してなす角度の余弦に応じて変化する。差分検出器２２Ｂは、出力ポートＥ１，Ｅ２の電位差に対応する信号を第２の検出信号Ｓ２として出力する。第２の検出信号Ｓ２は、出力ポートＥ１の電位と、出力ポートＥ２の電位と、出力ポートＥ１，Ｅ２の電位差に依存する。また、第２の検出信号Ｓ２は、第２の対象磁界ＭＦＢの方向に応じて変化するため、第２の対象磁界ＭＦＢの方向に対応した信号である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
ＭＲ素子１５０は、Ｚ方向に順に積層された自由層１５１、ギャップ層１５２、磁化固定層１５３および反強磁性層１５４を含んでいる。反強磁性層１５４は、反強磁性材料よりなり、磁化固定層１５３との間で交換結合を生じさせて、磁化固定層１５３の磁化の方向を固定する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
同様に、対象位置が変化すると、第３の磁界成分ＭＦ３の強度および方向と第４の磁界成分ＭＦ４の方向は変化しないが、第４の磁界成分ＭＦ４の強度は変化する。第４の磁界成分ＭＦ４の強度が変化すると、第２の対象磁界ＭＦＢの方向と強度も変化し、それに伴い、第２の磁気センサ２０Ｂが生成する第２の検出信号Ｓ２の値も変化する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５７】
なお、本実施の形態では、第１のバイアス磁界ＢＡは、−Ｙ方向の成分の代わりにＹ方向の成分を含んでいてもよく、第２のバイアス磁界ＢＢは、Ｙ方向の成分の代わりに−Ｙ方向の成分を含んでいてもよい。