(57)【要約】【課題】ホール素子を用いた位置検出装置においてマイクロコンピュータの破壊を防止する。【解決手段】位置検出装置１０Ａでは、通常時においては、電圧調整回路３７及びリミッタ部３４がマイクロコンピュータ５に大きな電圧が印加されることを防止するように機能する。一方で、電圧調整回路３７及びリミッタ部３４が非能動状態のときには、センサ電源７１とセンサ部２との間の上流側回路がスイッチング回路３９により遮断される。これにより、いかなる場合であっても、センサ電源７１の電圧などの大きな電圧がマイクロコンピュータ５に印加されなくなり、マイクロコンピュータ５の破壊を防止できる。【選択図】図２
2005331401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置検出装置であって、
磁力発生体からの磁気を検出するセンサ部と、
前記センサ部からの出力値に基づいて、前記磁力発生体と前記センサ部との間の相対位置を導出し、前記相対位置を示す位置信号を演算回路に出力する位置導出手段と、
前記演算回路の駆動電圧よりも大きな電圧を前記センサ部の一方の電源端子に印加するセンサ電源と、
能動状態において前記センサ部の入力値を調整し、非能動状態において前記センサ部の他方の電源端子とグランドとの間の下流側回路を遮断する調整回路と、
前記調整回路が非能動状態のときに、前記センサ電源と前記センサ部の前記一方の電源端子との間の上流側回路を遮断するスイッチング回路と、
を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の位置検出装置において、
前記調整回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続／遮断の切替指示を行なう指示手段、
をさらに備え、
前記指示手段は、前記上流側回路の接続から遮断への切替指示の後、所定時間経過後、前記調整回路の能動状態から非能動状態への移行指示を行なうことを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の位置検出装置において、
前記調整回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続／遮断の切替指示を行なう指示手段、
をさらに備え、
前記指示手段は、前記調整回路の非能動状態から能動状態への移行指示の後、所定時間経過後、前記上流側回路の遮断から接続への切替指示を行なうことを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の位置検出装置において、
前記センサ部は、互いに離間して配置される１組の磁気センサ対で構成され、
前記位置導出手段は、前記１組の磁気センサ対からの各出力値に基づいて前記相対位置を導出し、
前記調整回路は、能動状態において、前記１組の磁気センサ対にかかる各電圧を調整して、前記１組の磁気センサ対からの各出力値の大きさの和を一定値とすることを特徴とする位置検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の位置検出装置において、
前記１組の磁気センサ対、１つの前記位置導出手段、及び、１つの前記調整回路の組み合わせを１つの検出ユニットとしたとき、
複数の検出ユニットを備え、
前記複数の検出ユニットにそれぞれ含まれる前記１組の磁気センサ対の配置は、前記複数の検出ユニットの間で相対固定されることを特徴とする位置検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の位置検出装置において、
１つの前記スイッチング回路が、前記複数の検出ユニットの間で兼用されることを特徴とする位置検出装置。
【請求項７】
請求項１ないし３のいずれかに記載の位置検出装置において、
前記センサ部は、１つの磁気センサで構成され、
前記調整回路は、能動状態において、前記磁気センサへの供給電流を一定に調整することを特徴とする位置検出装置。
【請求項８】
位置検出装置であって、
磁力発生体からの磁気を検出するセンサ部と、
前記センサ部からの出力値に基づいて、前記磁力発生体と前記センサ部との間の相対位置を導出し、前記相対位置を示す位置信号を演算回路に出力する位置導出手段と、
前記演算回路の駆動電圧よりも大きな電圧を前記センサ部の一方の電源端子に印加するセンサ電源と、
能動状態において前記センサ部の入力値を調整し、非能動状態において前記センサ電源と前記センサ部の前記一方の電源端子との間の上流側回路を遮断する調整回路と、
を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項９】
請求項１または８に記載の位置検出装置において、
前記演算回路に入力前の前記位置信号の電圧を所定範囲に制限するリミッタ回路、
をさらに備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の位置検出装置において、
前記リミッタ回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続／遮断の切替指示を行なう指示手段、
をさらに備え、
前記指示手段は、前記上流側回路の接続から遮断への切替指示の後、所定時間経過後、前記リミッタ回路の能動状態から非能動状態への移行指示を行なうことを特徴とする位置検出装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の位置検出装置において、
前記リミッタ回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続／遮断の切替指示を行なう指示手段、
をさらに備え、
前記指示手段は、前記リミッタ回路の非能動状態から能動状態への移行指示の後、所定時間経過後、前記上流側回路の遮断から接続への切替指示を行なうことを特徴とする位置検出装置。
【請求項１２】
請求項８ないし１１のいずれかに記載の位置検出装置において、
前記センサ部は、互いに離間して配置される１組の磁気センサ対で構成され、
前記位置導出手段は、前記１組の磁気センサ対からの各出力値に基づいて前記相対位置を導出し、
前記調整回路は、能動状態において、前記１組の磁気センサ対にかかる各電圧を調整して、前記１組の磁気センサ対からの各出力値の大きさの和を一定値とすることを特徴とする位置検出装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載の位置検出装置において、
演算回路は、マイクロコンピュータであることを特徴とする位置検出装置。
【請求項１４】
手振れ補正機構であって、
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の位置検出装置と、
手振れを補正するために相対移動する２物体の相対位置を、前記位置検出装置を用いて検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記２物体の相対駆動を行って、手振れを補正する駆動手段と、
を備えることを特徴とする手振れ補正機構。
【請求項１５】
撮像装置であって、
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の位置検出装置と、
手振れを補正するために相対移動する２物体の相対位置を、前記位置検出装置を用いて検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記２物体の相対駆動を行って、手振れを補正する駆動手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
撮像装置であって、
フォーカスレンズを含む撮像光学系と、
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の位置検出装置と、
前記位置検出装置を用いて前記フォーカスレンズの位置を検出し、当該フォーカスレンズの位置を制御するレンズ位置指示手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
撮像装置であって、
ズームレンズを含む撮像光学系と、
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の位置検出装置と、
前記位置検出装置を用いて前記ズームレンズの位置を検出し、当該ズームレンズの位置を制御するレンズ位置指示手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２物体の相対位置を検出する位置検出装置、ならびに当該位置検出装置を利用した手振れ補正機構及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの物体の相対位置を検出する位置検出装置（リニアエンコーダ等）としては、各種の方式のものが存在する。
【０００３】
小型化、低コスト化、低消費電力化などの要請がある場合には、各種方式のうち、永久磁石（磁力発生体）とホール素子（磁気センサ）とを用いた磁気式の位置検出装置を用いることが好適である。磁気式の位置検出装置においては、ホール素子の出力信号を処理する処理回路において、ホール素子に対する永久磁石の相対位置が求められる。そして、求められた相対位置を示す位置信号が、位置に基づく演算を行なう演算回路としてのマイクロコンピュータなどに処理回路から出力される。
【０００４】
なお、本発明に関連する技術を開示する先行技術文献として、下記の文献がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−８６７８３号公報
【特許文献２】特開平１０−２１３４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ホール素子や磁石は温度による特性変化が大きく、磁気式の位置検出装置の感度は環境温度に影響を受けやすい。このため、ホール素子の入力電圧の調整により感度調整を行なうことで、環境温度の影響を緩和することが考えられる。このような電圧調整を高精度に行なうためには、調整回路としてのトランジスタをホール素子とグランドとの間に配置することが望ましい。
【０００７】
このトランジスタは、能動化状態（ベース電流が流れる状態）においてはベース電圧に応じてホール素子の入力電圧を調整することとなる。一方で、このトランジスタは、非能動化状態（ベース電流が流れない状態）では、ホール素子の−側の電源端子とグランドとの間を遮断する。このため、ホール素子の電源電圧がほぼそのまま処理回路を介してマイクロコンピュータに印加されるおそれがある。また一般に、ホール素子の電源電圧は、マイクロコンピュータの駆動電圧よりも高い。このため、ホール素子の電源電圧がマイクロコンピュータにそのまま印加されると、マイクロコンピュータが破壊される可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、位置信号の出力先の演算回路の破壊を防止できる位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、位置検出装置であって、磁力発生体からの磁気を検出するセンサ部と、前記センサ部からの出力値に基づいて、前記磁力発生体と前記センサ部との間の相対位置を導出し、前記相対位置を示す位置信号を演算回路に出力する位置導出手段と、前記演算回路の駆動電圧よりも大きな電圧を前記センサ部の一方の電源端子に印加するセンサ電源と、能動状態において前記センサ部の入力値を調整し、非能動状態において前記センサ部の他方の電源端子とグランドとの間の下流側回路を遮断する調整回路と、前記調整回路が非能動状態のときに、前記センサ電源と前記センサ部の前記一方の電源端子との間の上流側回路を遮断するスイッチング回路と、を備えている。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の位置検出装置において、前記調整回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続／遮断の切替指示を行なう指示手段、をさらに備え、前記指示手段は、前記上流側回路の接続から遮断への切替指示の後、所定時間経過後、前記調整回路の能動状態から非能動状態への移行指示を行なう。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の位置検出装置において、前記調整回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続／遮断の切替指示を行なう指示手段、をさらに備え、前記指示手段は、前記調整回路の非能動状態から能動状態への移行指示の後、所定時間経過後、前記上流側回路の遮断から接続への切替指示を行なう。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の位置検出装置において、前記センサ部は、互いに離間して配置される１組の磁気センサ対で構成され、前記位置導出手段は、前記１組の磁気センサ対からの各出力値に基づいて前記相対位置を導出し、前記調整回路は、能動状態において、前記１組の磁気センサ対にかかる各電圧を調整して、前記１組の磁気センサ対からの各出力値の大きさの和を一定値とする。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項４に記載の位置検出装置において、前記１組の磁気センサ対、１つの前記位置導出手段、及び、１つの前記調整回路の組み合わせを１つの検出ユニットとしたとき、複数の検出ユニットを備え、前記複数の検出ユニットにそれぞれ含まれる前記１組の磁気センサ対の配置は、前記複数の検出ユニットの間で相対固定される。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項５に記載の位置検出装置において、１つの前記スイッチング回路が、前記複数の検出ユニットの間で兼用される。
【００１５】
また、請求項７の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の位置検出装置において、前記センサ部は、１つの磁気センサで構成され、前記調整回路は、能動状態において、前記磁気センサへの供給電流を一定に調整する。
【００１６】
また、請求項８の発明は、位置検出装置であって、磁力発生体からの磁気を検出するセンサ部と、前記センサ部からの出力値に基づいて、前記磁力発生体と前記センサ部との間の相対位置を導出し、前記相対位置を示す位置信号を演算回路に出力する位置導出手段と、前記演算回路の駆動電圧よりも大きな電圧を前記センサ部の一方の電源端子に印加するセンサ電源と、能動状態において前記センサ部の入力値を調整し、非能動状態において前記センサ電源と前記センサ部の前記一方の電源端子との間の上流側回路を遮断する調整回路と、を備えている。
【００１７】
また、請求項９の発明は、請求項１または８に記載の位置検出装置において、前記演算回路に入力前の前記位置信号の電圧を所定範囲に制限するリミッタ回路、をさらに備えている。
【００１８】
また、請求項１０の発明は、請求項９に記載の位置検出装置において、前記リミッタ回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続／遮断の切替指示を行なう指示手段、をさらに備え、前記指示手段は、前記上流側回路の接続から遮断への切替指示の後、所定時間経過後、前記リミッタ回路の能動状態から非能動状態への移行指示を行なう。
【００１９】
また、請求項１１の発明は、請求項９に記載の位置検出装置において、前記リミッタ回路の能動状態と非能動状態との間の移行指示、及び、前記上流側回路の接続／遮断の切替指示を行なう指示手段、をさらに備え、前記指示手段は、前記リミッタ回路の非能動状態から能動状態への移行指示の後、所定時間経過後、前記上流側回路の遮断から接続への切替指示を行なう。
【００２０】
また、請求項１２の発明は、請求項８ないし１１のいずれかに記載の位置検出装置において、前記センサ部は、互いに離間して配置される１組の磁気センサ対で構成され、前記位置導出手段は、前記１組の磁気センサ対からの各出力値に基づいて前記相対位置を導出し、前記調整回路は、能動状態において、前記１組の磁気センサ対にかかる各電圧を調整して、前記１組の磁気センサ対からの各出力値の大きさの和を一定値とする。
【００２１】
また、請求項１３の発明は、請求項１ないし１２のいずれかに記載の位置検出装置において、演算回路は、マイクロコンピュータである。
【００２２】
また、請求項１４の発明は、手振れ補正機構であって、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の位置検出装置と、手振れを補正するために相対移動する２物体の相対位置を、前記位置検出装置を用いて検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記２物体の相対駆動を行って、手振れを補正する駆動手段と、を備えている。
【００２３】
また、請求項１５の発明は、撮像装置であって、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の位置検出装置と、手振れを補正するために相対移動する２物体の相対位置を、前記位置検出装置を用いて検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記２物体の相対駆動を行って、手振れを補正する駆動手段と、を備えている。
【００２４】
また、請求項１６の発明は、撮像装置であって、フォーカスレンズを含む撮像光学系と、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の位置検出装置と、前記位置検出装置を用いて前記フォーカスレンズの位置を検出し、当該フォーカスレンズの位置を制御するレンズ位置指示手段と、を備えている。
【００２５】
また、請求項１７の発明は、撮像装置であって、ズームレンズを含む撮像光学系と、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の位置検出装置と、前記位置検出装置を用いて前記ズームレンズの位置を検出し、当該ズームレンズの位置を制御するレンズ位置指示手段と、を備えている。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１の発明によれば、調整回路が非能動状態のとき、上流側回路がスイッチング回路により遮断される。これにより、駆動電圧よりも大きな電圧が演算回路に印加されなくなり、演算回路の破壊を防止できる。
【００２７】
また、請求項２の発明によれば、センサ部の一方の電源端子に電圧が完全に印加されなくなってから下流側回路を遮断するため、演算回路の破壊を効果的に防止できる。
【００２８】
また、請求項３の発明によれば、下流側回路が完全に接続されてから、センサ部の一方の電源端子に電圧が印加されるため、演算回路の破壊を効果的に防止できる。
【００２９】
また、請求項４の発明によれば、温度変化による誤差を補償できる。
【００３０】
また、請求項５の発明によれば、相対位置をより正確に検出できる。
【００３１】
また、請求項６の発明によれば、構成を簡単にできる。
【００３２】
また、請求項７の発明によれば、温度変化による誤差を補償できる。
【００３３】
また、請求項８の発明によれば、調整回路が非能動状態のとき、上流側回路が遮断される。これにより、駆動電圧よりも大きな電圧が演算回路に印加されなくなり、演算回路の破壊を防止できる。
【００３４】
また、請求項９の発明によれば、位置信号の電圧が所定範囲に制限されるため、大きな電圧が演算回路に印加される現象を効果的に防止できる。
【００３５】
また、請求項１０の発明によれば、センサ部の一方の電源端子に電圧が完全に印加されなくなってからリミッタ回路を非能動状態に移行させるため、演算回路の破壊を効果的に防止できる。
【００３６】
また、請求項１１の発明によれば、リミッタ回路が能動状態に完全に移行してから、センサ部の一方の電源端子に電圧が印加されるため、演算回路の破壊を効果的に防止できる。
【００３７】
また、請求項１２の発明によれば、温度変化による誤差を補償できる。
【００３８】
また、請求項１３の発明によれば、マイクロコンピュータの破壊を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
【００４０】
＜１．第１の実施の形態＞
＜１−１．構成概要＞
第１の実施の形態においては、１次元位置を検出する位置検出装置１０Ａについて説明する。この位置検出装置１０Ａは、磁気式のリニアエンコーダである。
【００４１】
図１は、位置検出装置１０Ａに含まれる構成要素の物理的な配置を示す斜視図であり、図２は、位置検出装置１０Ａの電気的な構成を模式的に示す図である。
【００４２】
図１に示すように、位置検出装置１０Ａは、１つの磁力発生体としての磁石１と、この磁石１からの磁気を検出するセンサ部２とを備えている。センサ部２は、互いに離間して配置される２つのホール素子（言い換えれば、１組のホール素子対（磁気センサ対））２ａ，２ｂから構成される。磁石１は、角柱形状の永久磁石で構成されている。磁石１のＺ方向に沿った端部両面は、互いに異なる極性に磁化されており、図の例では磁石１の上面側はＮ極、下面側はＳ極となっている。
【００４３】
ホール素子対２ａ，２ｂは、位置検出装置１０Ａが採用される装置本体などの固定側の物体（固定部材）に取り付けられる。一方、磁石１は、固定部材に対して移動する移動側の物体（移動部材）に取り付けられる。そして、移動部材に取り付けられた磁石１は、固定部材に取り付けられたホール素子対２ａ，２ｂに対して所定の方向（図中のＸ方向）に移動可能とされる。この磁石１が移動可能なＸ方向は、ホール素子対２ａ，２ｂの配置方向と一致する。なお、ホール素子対２ａ，２ｂを移動部材、磁石１を固定部材に取り付けてもよいが、このように電気配線不要の磁石１を移動部材に取り付けることで、移動部材に対する配線が少なくともこの要素（磁石）については不要となり、配線設計の自由度を増すことができる。
【００４４】
位置検出装置１０Ａでは、これらの磁石１とセンサ部２との間の相対位置が検出される。より具体的には、１組のホール素子対２ａ，２ｂの配置方向としてのＸ方向における、ホール素子対２ａ，２ｂに対する磁石１の位置（一次元位置）が導出される。
【００４５】
図２に示すように、位置検出装置１０Ａは、処理回路３及びマイクロコンピュータ５をさらに備えている。処理回路３は、センサ部２からの出力値に基づいて演算処理を行って磁石１の位置を導出し、導出した磁石１の位置を示す位置信号をマイクロコンピュータ５に出力する。マイクロコンピュータ５は磁石１の位置に基づく演算を行なう演算回路であり、入力される位置信号を各種制御や処理に利用する。
【００４６】
このような位置検出装置１０Ａの各部には、３つの電源７１，７２，７３から駆動用の電力が供給される。マイクロコンピュータ５の駆動電圧は３．３Ｖであり、３．３Ｖのマイコン電源７３から電力が供給される。また、ホール素子２ａ，２ｂには、マイクロコンピュータ５の駆動電圧よりも高い５Ｖのセンサ電源７１から電力が供給され、処理回路３にも５Ｖの処理回路電源７２から電力が供給される。
【００４７】
処理回路３は、上述した磁石１の位置を導出する「位置導出機能」とともに、環境温度の変化の影響を排除する「温度補償機能」、及び、センサ部２及び処理回路３の各処理部への電源７１，７２からの電力供給に係る制御を行なう「電源制御機能」をさらに備えている。以下、このような処理回路３の３つの機能のそれぞれについて詳細に説明する。
【００４８】
＜１−２．位置導出機能＞
まず、処理回路３の位置導出機能について説明する。
【００４９】
図３は、ホール効果を利用した磁電変換素子であるホール素子による磁気の検出原理を示す図である。図に示すように、ホール素子２ａ（２ｂ）の＋側及び−側の電源端子ｅ１，ｅ２の間に所定の入力電圧Ｖｉｎを印加して電流（荷電粒子）を流し、当該電流の流れる方向に垂直な方向（図中の軸ＢＤに沿った方向）に磁場をかけると、荷電粒子が当該磁場においてローレンツ力を受け、ホール素子２ａ（２ｂ）の一方に偏在する。そのため、ホール素子２ａ（２ｂ）には、軸ＢＤに沿った磁気（磁界）の強さに応じた電位差（以下、「ホール起電力」という。）Ｖｈが生じる。したがって、このホール起電力を出力値とすることで、ホール素子２ａ（２ｂ）は軸ＢＤに沿った磁気の強さを測定する磁気センサとして機能する。
【００５０】
本実施の形態では、このようなホール素子の性質を利用して、磁石１の位置が検出される。つまり、図１に示す配置状態においては、磁石１とセンサ部２との間の相対位置に応じて、センサ部２の２つのホール素子２ａ，２ｂにて検出される磁気の強さがそれぞれ変化する。したがって、これら２つのホール素子２ａ，２ｂの出力値（ホール起電力）に基づいて、磁石１の位置が検出される。
【００５１】
以下、磁石１の中心位置が２つのホール素子２ａ，２ｂの間のちょうど中央位置にある状態を「基準状態」とし、この基準状態における磁石１の位置を「基準位置」とする。また、ホール素子２ａ，２ｂが磁気を検出する軸ＢＤを「検出軸」ＢＤという。図１に示す各ホール素子２ａ，２ｂは検出軸ＢＤに沿った磁束密度を検出し、それぞれが検出した磁束密度に応じたホール起電力Ｖｈａ，Ｖｈｂを出力することとなる。
【００５２】
ここで、磁石１が基準位置から＋Ｘ方向に移動した場合を想定する。この場合には、磁石１の移動に伴ってセンサ部２の周囲の磁束密度分布が変化し、一方のホール素子２ａのホール起電力Ｖｈａ（より正確にはその絶対値）は基準状態よりも小さな値となり、他方のホール素子２ｂのホール起電力Ｖｈｂ（より正確にはその絶対値）は基準状態よりも大きな値となる。また逆に、磁石１が基準位置から−Ｘ方向に移動した場合を想定すると、一方のホール素子２ａのホール起電力は基準状態よりも大きな値となり、他方のホール素子２ｂのホール起電力は基準状態よりも小さな値となる。なお、ホール素子２ａ，２ｂの検出軸ＢＤの向きによってはホール起電力の符号（正負）が逆転するが、本実施の形態では図１に示すように、各ホール素子２ａ，２ｂの検出軸ＢＤの向きが同一となるように設置されているものとする。
【００５３】
そして、次の式（１）に示すように、２つのホール素子２ａ，２ｂの各ホール起電力Ｖｈａ，Ｖｈｂの差（減算値）ΔＶを導出すれば、この値ΔＶは、ホール素子対２ａ，２ｂに対する磁石１の位置を表す値となる。
【００５４】
【数１】
2005331401.tif 000003
【００５５】
つまり、この値ΔＶと磁石１の位置ｘ（Ｘ方向における位置）との間には１対１の対応関係があり、位置ｘが所定の範囲内であれば、位置ｘと値ΔＶとの間には比較的良好な線形性（リニアリティ）が存在する。このため、値ΔＶを導出することは、ホール素子対２ａ，２ｂに対する磁石１の位置を導出することに実質的に相当する。
【００５６】
なお、磁石１がＸ方向のいずれかの向きに移動しても、一方のホール素子のホール起電力の増加分と他方のホール素子のホール起電力の減少分とは同一となるため、各ホール起電力Ｖｈａ，Ｖｈｂの和は一定の値となる。
【００５７】
処理回路３の位置導出機能は、以上の原理を利用して磁石１の相対位置を導出する。図２に示す処理回路３の処理部のうち、差動増幅部３１（３１ａ，３１ｂ）及び減算部３２が、位置導出機能を実現する。
【００５８】
すなわち、差動増幅部３１ａにおいては一方のホール素子２ａの出力電位Ｖａ１，Ｖａ２の差であるホール起電力Ｖｈａが求められるとともに、差動増幅部３１ｂにおいては他方のホール素子２ｂの出力電位Ｖｂ１，Ｖｂ２の差であるホール起電力Ｖｈｂが求められる。そして、減算部３２により、これらのホール起電力Ｖｈａ，Ｖｈｂの差ΔＶ（＝Ｖｈａ-Ｖｈｂ）、すなわち、磁石１の相対位置が導出される。この減算部３２からの値ΔＶを有する信号は、磁石１の相対位置を示す位置信号Ｌｓとなる。
【００５９】
処理回路３は、位置導出機能の付随的な機能を実現する処理部として、フィルタ部３３及びリミッタ部３４を備えている。減算部３２から出力された位置信号Ｌｓは、これらのフィルタ部３３及びリミッタ部３４を経由した後、処理回路３の信号出力端子ｅ４からマイクロコンピュータ５に出力される。フィルタ部３３は、ローパスフィルタであり、位置信号Ｌｓからノイズ成分を除去する。また、リミッタ部３４は、位置信号Ｌｓの電圧を所定範囲に制限する。つまり、マイクロコンピュータ５に入力前の位置信号Ｌｓの電圧は、所定の値よりも大きくならないようにリミッタ部３４により制限される。
【００６０】
＜１−３．温度補償機能＞
次に、処理回路３の温度補償機能について説明する。一般に、ホール素子２ａ，２ｂの感度（ホール素子感度）は、環境温度の影響を受けて変化する。また一方で、磁石１の残留磁束密度も、環境温度に起因して変化する。したがって、処理回路３の位置導出機能の検出精度は環境温度の影響を受け、環境温度が変動すると位置信号Ｌｓの値ΔＶに誤差が生じることとなる。
【００６１】
このような環境温度の変化の影響を排除するため、処理回路３の温度補償機能はセンサ部２（ホール素子２ａ，２ｂ）に対する入力電圧を調整し、上記の２つのホール起電力Ｖｈａ，Ｖｈｂの和（加算値）が常に同一の値となるように制御する。ホール起電力は、磁気の強さとともに、入力電圧の大きさにも応じても変化する。したがって、ホール素子２ａ，２ｂの入力電圧の調整は、ホール素子２ａ，２ｂの感度調整に相当する。
【００６２】
図２に示すように、センサ部２の＋側の電源端子ｅ１及び−側の電源端子ｅ２は、２つのホール素子２ａ，２ｂの間で共通しており、２つのホール素子２ａ，２ｂはセンサ電源７１からの電力供給系統に関して電気的に並列に配置されている。したがって、これらの電源端子ｅ１，ｅ２の間の電位差が、２つのホール素子２ａ，２ｂのそれぞれにかかる入力電圧Ｖｉｎとなる。処理回路３の温度補償機能は、この入力電圧Ｖｉｎを調整する。
【００６３】
ここで、環境温度に応じた値ΔＶの誤差を補償する温度補償の原理について説明する。この説明においては、変動する要素を環境温度Ｔのみとするため、磁石１はある位置ｘ１に存在し、この位置ｘ１から移動しないとする。
【００６４】
まず、ホール起電力Ｖｈａ，Ｖｈｂを環境温度Ｔの関数とみなし、それぞれＶｈａ（Ｔ），Ｖｈｂ（Ｔ）と表現する。ホール起電力Ｖｈａ（Ｔ），Ｖｈｂ（Ｔ）は、次の式（２），（３）で表現できる。
【００６５】
【数２】
2005331401.tif 000004
【００６６】
【数３】
2005331401.tif 000005
【００６７】
ここで、Ｖａ０は、環境温度Ｔが標準となる温度（基準温度）Ｔ０、かつ、磁石１が位置ｘ１に存在するという条件下でのホール素子２ａの単位入力電圧あたりの出力値を表し、Ｖｂ０は、同一条件下でのホール素子２ｂの単位入力電圧あたりの出力値を表す。また、Ｖｉｎ（Ｔ）は、環境温度Ｔの関数としての入力電圧Ｖｉｎを表し、α（Ｔ）は、環境温度Ｔの関数としてのホール素子感度係数（基準温度Ｔ０のときに対するホール素子感度の比）を表し、β（Ｔ）は、環境温度Ｔの関数としての磁石１の残留磁束密度係数（基準温度Ｔ０のときに対する残留磁束密度の比）を表す。
【００６８】
処理回路３の温度補償機能は、２つのホール起電力Ｖｈａ，Ｖｈｂの加算値（Ｖｈａ＋Ｖｈｂ）が一定値となるように制御する。このため、次の式（４）が成立する。
【００６９】
【数４】
2005331401.tif 000006
【００７０】
式（４）の各項に、式（２），（３）の右辺を代入して整理すると、次の式（５）が導出される。
【００７１】
【数５】
2005331401.tif 000007
【００７２】
また、位置信号Ｌｓの値ΔＶを環境温度Ｔの関数としてΔＶ（Ｔ）と表現する。環境温度Ｔ１のときの値ΔＶ（Ｔ１）、及び、環境温度Ｔ１のときの値ΔＶ（Ｔ２）は、式（２），（３）を考慮すると、それぞれ次の式（６），（７）と表現される。
【００７３】
【数６】
2005331401.tif 000008
【００７４】
【数７】
2005331401.tif 000009
【００７５】
そして、式（７）のＶｉｎ（Ｔ２）に式（５）の右辺を代入し、式（６）を考慮すると、次の式（８）が成立する。
【００７６】
【数８】
2005331401.tif 000010
【００７７】
すなわち、環境温度Ｔ１のときの位置信号Ｌｓの値ΔＶ（Ｔ１）と、環境温度Ｔ２のときの位置信号Ｌｓの値ΔＶ（Ｔ２）とは互いに等しくなる。つまり、環境温度ＴがＴ１からＴ２に変化したとしても、位置信号Ｌｓの値ΔＶ（Ｔ１）は一定となるわけである。また、この説明では、磁石１がある位置ｘ１に存在するとしたが、磁石１がいかなる位置ｘに存在したとしても式（８）は同様に成立する。
【００７８】
以上により、２つのホール起電力Ｖｈａ，Ｖｈｂの加算値（Ｖｈａ＋Ｖｈｂ）を一定値となるように制御すると、環境温度Ｔが変化したとしても、位置信号Ｌｓの値ΔＶは、環境温度Ｔの変化の影響を受けないことがわかる。処理回路３の温度補償機能は、この原理を利用して環境温度の変化による値ΔＶの誤差を補償する。図２に示す処理回路３の処理部のうち、加算部３５、調整演算部３６及び電圧調整回路３７が、温度補償機能を実現する。
【００７９】
電圧調整回路３７は、センサ部２の−側の電源端子ｅ２とグランドとの間に配置される回路であり、ＮＰＮ型のトランジスタ３７ｔを備えている。トランジスタ３７ｔのコレクタはセンサ部２の−側の電源端子ｅ２に接続され、エミッタは抵抗を介してグランドに接続されている。したがって、トランジスタ３７ｔのベース電圧を調整すれば、Ｖｃｅ（コレクタ−エミッタ間電圧）が変動し、これにより、２つのホール素子２ａ，２ｂにかかる入力電圧Ｖｉｎが調整される。
【００８０】
上述したように、この入力電圧Ｖｉｎは、２つのホール起電力Ｖｈａ，Ｖｈｂの加算値が一定の値となるように調整される。すなわちまず、加算部３５により、２つのホール起電力Ｖｈａ，Ｖｈｂの加算値（Ｖｈａ＋Ｖｈｂ）が求められる。次に、求められた加算値（Ｖｈａ＋Ｖｈｂ）は、調整演算部３６によって、所定の値Ｖｃｔと比較される。この値Ｖｃｔは、加算値（Ｖｈａ＋Ｖｈｂ）を一定とすべき値である。
【００８１】
そして、加算値（Ｖｈａ＋Ｖｈｂ）と一定値Ｖｃｔとの比較結果に基づく調整信号Ａｓが調整演算部３６から電圧調整回路３７に出力される。この調整信号Ａｓにより、電圧調整回路３７のトランジスタ３７ｔのベース電圧が調整され、その結果、入力電圧Ｖｉｎが調整される。詳細には、加算値（Ｖｈａ＋Ｖｈｂ）が一定値Ｖｃｔよりも大きい場合には、入力電圧Ｖｉｎを小さくするために（Ｖｃｅを大きくするために）ベース電圧を下げる調整信号Ａｓが調整演算部３６から出力される。また逆に、加算値（Ｖｈａ＋Ｖｈｂ）が一定値Ｖｃｔよりも小さい場合には、入力電圧Ｖｉｎを大きくするために（Ｖｃｅを小さくするために）ベース電圧を上げる調整信号Ａｓが調整演算部３６から出力される。このような処理により、処理回路３の温度補償機能は、２つのホール起電力Ｖｈａ，Ｖｈｂの加算値を一定値に制御する。
【００８２】
＜１−４．電源制御機能＞
次に、処理回路３の電源制御機能について説明する。図２に示す処理回路３の処理部のうち、電源制御部３８及びスイッチング回路３９が、電源制御機能を実現する。この電源制御機能は、処理回路３の各処理部３１〜３６、及び、ホール素子２ａ，２ｂの電力供給状態を制御する。
【００８３】
図に示すように、電源制御部３８は、２つの出力線Ｐｖ，Ｓｖを備えている。一方の出力線である電力供給線Ｐｖは処理回路３の各処理部３１〜３６にそれぞれ接続されており、他方の出力線である信号供給線Ｓｖはスイッチング回路３９に接続されている。
【００８４】
電力供給線Ｐｖは、電源制御部３８の内部においてスイッチを介して処理回路電源７２に接続される。したがって、処理回路３の各処理部３１〜３６には、電力供給線Ｐｖを介して処理回路電源７２からの電力が供給される。この電力の供給／停止は、電源制御部３８により切り替えられる。
【００８５】
スイッチング回路３９は、センサ電源７１とセンサ部２の＋側の電源端子ｅ１との間に配置される回路であり、ＰＮＰ型のトランジスタ３９ｔを備えている。このトランジスタ３９ｔのエミッタはセンサ電源７１、コレクタはセンサ部２の＋側の電源端子ｅ１にそれぞれ接続されている。
【００８６】
前述した信号供給線Ｓｖは、トランジスタ３９ｔのベースに接続される。そして、トランジスタ３９ｔのベースには、信号供給線Ｓｖを介して電源制御部３８からスイッチング信号Ｓｓが出力される。このスイッチング信号Ｓｓにより、トランジスタ３９ｔのエミッタ−コレクタ間、すなわち、センサ電源７１とセンサ部２の＋側の電源端子ｅ１との間の回路（以下、「上流側回路」という。）の接続／遮断（閉／開）が切替えられる。詳細には、スイッチング信号Ｓｓの出力時には上流側回路が接続されて、ホール素子２ａ，２ｂに電力が供給される。この際、センサ電源７１の電圧である５Ｖが、センサ部２の＋側の電源端子ｅ１に印加される。逆に、スイッチング信号Ｓｓの非出力時には上流側回路が遮断され、ホール素子２ａ，２ｂへの電力が停止される。
【００８７】
電源制御部３８による電力供給線Ｐｖを介した電力の供給／停止、及び、信号供給線Ｓｖを介したスイッチング信号Ｓｓの出力／非出力は、マイクロコンピュータ５からの指示信号に応答して切替えられる。マイクロコンピュータ５は、電源制御部３８に対して２つの指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２を出力する。そして、電源制御部３８は、第１指示信号Ｃｓ１のレベル（Ｈ／Ｌ）に応じて電力の供給／停止を切替え、第２指示信号Ｃｓ２のレベル（Ｈ／Ｌ）の切替に応じてスイッチング信号Ｓｓの出力／非出力を切替える。
【００８８】
第１指示信号Ｃｓ１がＨレベルの場合は、電力供給線Ｐｖを介して電力が供給され、これにより、処理回路３の各処理部３１〜３６が能動状態（オン状態）となる。逆に、第１指示信号Ｃｓ１がＬレベルの場合は、電力供給線Ｐｖを介した電力の供給が停止される。これにより、処理回路３の各処理部３１〜３６は、非能動状態（オフ状態）となる。つまり、マイクロコンピュータ５による第１指示信号Ｃｓ１のレベルの切替は、リミッタ部３４を含む各処理部３１〜３６の能動状態と非能動状態との間の移行指示に相当する。
【００８９】
ところで、調整演算部３６の能動状態では、調整演算部３６から電圧調整回路３７への調整信号Ａｓが出力される。このため、トランジスタ３７ｔのベース電流が流れ、コレクタ−エミッタ間が導通状態となり、センサ部２の−側の電源端子ｅ２とグランドとの間の回路（以下、「下流側回路」という。）が接続される。逆に、調整演算部３６の非能動状態では調整信号Ａｓが出力されなくなるため、トランジスタ３７ｔのベース電流が流れず、トランジスタ３７ｔのコレクタ−エミッタ間が非導通状態となり、下流側回路が遮断される。つまり、トランジスタ３７ｔは、ベース電流が流れる状態（以下、「能動状態」という。）では上述したように入力電圧Ｖｉｎを調整し、逆に、ベース電流が流れない状態（以下、「非能動状態」という。）では入力電圧Ｖｉｎを調整せず、下流側回路を遮断する。
【００９０】
このように、調整演算部３６の能動状態／非能動状態と、電圧調整回路３７の能動状態／非能動状態とは連動している。したがって、マイクロコンピュータ５による第１指示信号Ｃｓ１のレベルの切替は、電圧調整回路３７の能動状態と非能動状態との間の移行指示にも相当する。
【００９１】
また、第２指示信号Ｃｓ２がＨレベルの場合は、信号供給線Ｓｖを介してスイッチング信号Ｓｓが出力され、スイッチング回路３９により上流側回路が接続される。逆に、第２指示信号Ｃｓ２がＬレベルの場合は、スイッチング信号Ｓｓが出力されず、スイッチング回路３９により上流側回路が遮断される。したがって、マイクロコンピュータ５による第２指示信号Ｃｓ２のレベルの切替は、上流側回路の通電／遮断の切替指示に相当する。
【００９２】
＜１−５．非能動状態における上流側回路の遮断＞
ところで、位置検出装置１０Ａでは、第１指示信号Ｃｓ１をＬレベルとして処理回路３の各処理部３１〜３７を非能動状態とする場合においては必ず、第２指示信号Ｃｓ２もＬレベルとして、スイッチング回路３９により上流側回路を遮断するようになっている。これは、マイクロコンピュータ５の破壊を防止するためである。
【００９３】
ここで仮に、処理回路３の各処理部３１〜３７の非能動状態において、上流側回路の接続を維持した場合について想定する。この場合では、上流側回路が接続されていることから、センサ部２の＋側の電源端子ｅ１にはセンサ電源７１の電圧５Ｖが印加される。一方で、電圧調整回路３７が非能動状態であるため、下流側回路が遮断される。このことから、＋側の電源端子ｅ１から−側の電源端子ｅ２へは電流が流れず、ホール素子２ａ，２ｂのホール起電力を出力するための端子ｅ３へ電流が流れようとする。
【００９４】
＋側の電源端子ｅ１と端子ｅ３との間におけるホール素子２ａ，２ｂの等価回路は抵抗である。さらに、非能動状態における差動増幅部３１、減算部３２、フィルタ部３３及びリミッタ部３４は抵抗として機能する。したがって、センサ部２の＋側の電源端子ｅ１から処理回路３の信号出力端子ｅ４までは、単なる抵抗として機能する。この抵抗の値は、マイクロコンピュータ５の内部の抵抗値と比較して非常に小さい。
【００９５】
このことから結局、センサ部２の＋側の電源端子ｅ１に印加された電圧が、ほぼそのまま処理回路３の信号出力端子ｅ４に印加される。つまり、センサ電源７１の電圧５Ｖが、マイクロコンピュータ５に印加されることとなる。前述したように、マイクロコンピュータ５の駆動電圧は３．３Ｖであり、センサ電源７１の電圧５Ｖはこの駆動電圧よりも大きい。このことから、このようにセンサ電源７１の電圧が印加されると、マイクロコンピュータ５は破壊される可能性がある。
【００９６】
これに対して、本実施の形態の位置検出装置１０Ａのように、処理回路３の各処理部３１〜３７の非能動状態において必ず上流側回路を遮断すれば、センサ部２の＋側の電源端子ｅ１に電圧が印加されないため、このようなマイクロコンピュータ５の破壊を防止することができるわけである。
【００９７】
なお、処理回路３の各処理部３１〜３７の能動状態においては、電圧調整回路３７が能動状態であり下流側回路が接続されることから、センサ部２の＋側の電源端子ｅ１から−側の電源端子ｅ２へ電流が流れる。したがって、マイクロコンピュータ５にセンサ電源７１の電圧が直接的に印加されることはない。また仮に何らかの影響により、位置信号Ｌｓの電圧（ΔＶ）が比較的大きな値となったとしても、この電圧はリミッタ部３４により、所定の値よりも大きくならないように制限される。したがって、電圧調整回路３７及びリミッタ部３４の能動状態においては、マイクロコンピュータ５に駆動電圧以上の電圧が印加されるおそれはない。
【００９８】
＜１−６．指示信号の切替タイミング＞
このように位置検出装置１０Ａでは、第１指示信号Ｃｓ１をＬレベルとするときには必ず第２指示信号Ｃｓ２もＬレベルとされる。しかし、これらは同一タイミングで切替えられるわけではない。
【００９９】
図４は、指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２をＨレベルからＬレベルに切替える場合（例えば、位置検出装置１０Ａをの電源をオフする際）における指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２のレベルの変化を示すタイムチャートである。図に示すように、まず、第２指示信号Ｃｓ２がＨレベルからＬレベルに切替えられる（時点Ｔｐ１）。そして、この時点Ｔｐ１から所定時間Ｗｔ１の経過後、第１指示信号Ｃｓ１がＨレベルからＬレベルに切替えられる（時点Ｔｐ２）。すなわち、上流側回路の接続から遮断への切替指示が先行してなされた後、所定時間Ｗｔ１の経過後、電圧調整回路３７及びリミッタ部３４の能動状態から非能動状態への移行指示が行なわれることとなる。
【０１００】
バイポーラトランジスタを主構成とするスイッチング回路３９は応答速度が低いため、第２指示信号Ｃｓ２をＬレベルに切替えた後も、暫くは上流側回路が通電される。このため、指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２を同時にＬレベルに切替えたとすると、電圧調整回路３７及びリミッタ部３４が非能動状態にもかかわらず、センサ部２の＋側の電源端子ｅ１にセンサ電源７１の電圧が印加され、マイクロコンピュータ５が破壊されるおそれがある。
【０１０１】
これに対して図４に示すように、第１指示信号Ｃｓ１をＬレベルとするタイミングを、第２指示信号Ｃｓ２をＬレベルとするタイミングより所定時間Ｗｔ１遅延させることで、センサ部２の＋側の電源端子ｅ１に電圧が完全に印加されなくなってから、電圧調整回路３７及びリミッタ部３４を非能動状態へ移行させることができる。このため、マイクロコンピュータ５の破壊を効果的に防止できることとなる。遅延させる時間Ｗｔ１は、スイッチング回路３９の応答速度に合わせて、例えば５μ秒程度に設定される。
【０１０２】
また、指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２をＬレベルからＨレベルに切替える場合（例えば、位置検出装置１０Ａの電源をオンする際）においても、第１指示信号Ｃｓ１と第２指示信号Ｃｓ２とで、Ｈレベルに切替えるタイミングは相違される。
【０１０３】
図５は、この場合における指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２のレベルの変化を示すタイムチャートである。図に示すように、まず、第１指示信号Ｃｓ１がＬレベルからＨレベルに切替えられる（時点Ｔｐ３）。そして、この時点Ｔｐ３から所定時間Ｗｔ２の経過後、第２指示信号Ｃｓ１がＬレベルからＨレベルに切替えられる（時点Ｔｐ４）。すなわち、電圧調整回路３７及びリミッタ部３４の非能動状態から能動状態への移行指示が先行してなされた後、所定時間Ｗｔ２の経過後、上流側回路の遮断から接続への切替指示が行なわれることとなる。
【０１０４】
電圧調整回路３７及びリミッタ部３４もバイポーラトランジスタ（あるいは、それを用いたオペアンプ）を主構成とするため、応答速度が低い。このため、第１指示信号Ｃｓ１をＨレベルに切替えたとしても、これらは瞬時に能動状態にならない。したがって、指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２を同時にＨレベルに切替えたとすると、電圧調整回路３７及びリミッタ部３４が非能動状態にもかかわらず、センサ部２の＋側の電源端子ｅ１にセンサ電源７１の電圧が印加され、マイクロコンピュータ５が破壊されるおそれがある。
【０１０５】
これに対して図５に示すように、第２指示信号Ｃｓ２をＨレベルとするタイミングを、第１指示信号Ｃｓ１をＨレベルとするタイミングより所定時間Ｗｔ２遅延させることで、電圧調整回路３７及びリミッタ部３４が能動状態へ完全に移行してから、センサ部２の＋側の電源端子ｅ１に電圧を印加することができる。このため、マイクロコンピュータ５の破壊を効果的に防止できることとなる。遅延させる時間Ｗｔ２は、電圧調整回路３７及びリミッタ部３４の応答速度に合わせて、例えば５μ秒程度に設定される。
【０１０６】
以上、第１の実施の形態について説明したように、位置検出装置１０Ａでは、電圧調整回路３７及びリミッタ部３４が非能動状態のときには必ず、センサ電源７１とセンサ部２との間の上流側回路がスイッチング回路３９により遮断される。これにより、駆動電圧よりも大きな電圧がマイクロコンピュータ５に印加されなくなり、マイクロコンピュータ５の破壊を防止できることとなる。
【０１０７】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態の変形例である。本実施の形態では、１つの電圧調整回路が、入力電圧Ｖｉｎの調整、及び、上流側回路の遮断の双方の目的に利用される。以下では、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【０１０８】
図６は、本実施の形態の位置検出装置１０Ｂの電気的な構成を模式的に示す図である。本実施の形態では、センサ電源７１とセンサ部２の＋側の電源端子ｅ１との間の上流側回路に電圧調整回路６１が配置されている。また、センサ部２の−側の電源端子ｅ２とグランドとの間の下流側回路は直接接続されている。
【０１０９】
電圧調整回路６１は、ＰＮＰ型のトランジスタ６１ｔを備えており、そのエミッタはセンサ電源７１、コレクタはセンサ部２の＋側の電源端子ｅ１にそれぞれ接続されている。また、トランジスタ６１ｔのベースには、調整演算部３６から調整信号Ａｓが出力される。この調整信号Ａｓにより、トランジスタ６１ｔのベース電流が流れるとともに、ベース電圧が調整され、ホール素子２ａ，２ｂの入力電圧Ｖｉｎが調整される。つまり、電圧調整回路６１は、能動状態において、処理回路３の温度補償機能の一部として機能する。
【０１１０】
本実施の形態では、ＰＮＰ型のトランジスタ６１ｔを採用しているため、トランジスタ６１ｔのベースは、調整信号Ａｓの非出力時においてセンサ電源７１と同電圧になるようにプルアップされている。そして、入力電圧Ｖｉｎの調整に対してのベース電圧の大小関係は、第１の実施の形態と反対となる。詳細には、加算値（Ｖｈａ＋Ｖｈｂ）が一定値Ｖｃｔよりも大きい場合には、入力電圧Ｖｉｎを小さくするために（Ｖｃｅを大きくするために）ベース電圧が上げられる。また逆に、加算値（Ｖｈａ＋Ｖｈｂ）が一定値Ｖｃｔよりも小さい場合には、入力電圧Ｖｉｎを大きくするために（Ｖｃｅを小さくするために）ベース電圧が下げられる。
【０１１１】
また、調整演算部３６から調整信号Ａｓが出力されない状態では、ベース電流が流れないことから、上流側回路は遮断される。つまり、電圧調整回路６１は、非能動状態において、上流側回路を遮断する。したがって、本実施の形態の電圧調整回路６１は、第１の実施の形態の電圧調整回路３７、及び、スイッチング回路３９の双方の機能に兼用されることとなる。
【０１１２】
このように本実施の形態では、電圧調整回路６１が上流側回路に配置されていることから、電圧調整回路６１の非能動状態において、必ず上流側回路が遮断される。このため、センサ部２の＋側の電源端子ｅ１には電圧が印加されず、マイクロコンピュータ５の破壊が防止される。
【０１１３】
またところで、電圧調整回路６１の能動状態において、仮に何らかの影響により、位置信号Ｌｓの電圧（ΔＶ）が比較的大きな値となったとしても、この電圧はリミッタ部３４により制限される。このため、電圧調整回路６１の能動状態においても、マイクロコンピュータ５に駆動電圧以上の電圧が印加されるおそれはないこととなる。
【０１１４】
また、本実施の形態の電源制御部３８も、２つの出力線Ｐｖａ，Ｐｖｂを備えているが、双方共に処理回路電源７２からの電力を供給するための電力供給線となっている。第１供給線Ｐｖａは、処理回路３の各処理部３１〜３５に接続されている。したがって、第１供給線Ｐｖａを介した電力の供給／停止により、リミッタ部３４を含む処理回路３の各処理部３１〜３５の能動状態と非能動状態とが切替えられる。
【０１１５】
一方、第２供給線Ｐｖｂは、調整演算部３６のみに接続されている。本実施の形態においても、調整演算部３６の能動状態／非能動状態と、電圧調整回路６１の能動状態／非能動状態とは連動する。したがって、第２供給線Ｐｖｂを介した電力の供給／停止により、調整演算部３６及び電圧調整回路６１の能動状態と非能動状態とが切替えられることとなる。
【０１１６】
本実施の形態においても、マイクロコンピュータ５からは電源制御部３８に対して２つの指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２が出力される。そして、電源制御部３８は、第１指示信号Ｃｓ１のレベル（Ｈ／Ｌ）に応じて第１供給線Ｐｖａを介した電力の供給／停止を切替え、第２指示信号Ｃｓ２のレベル（Ｈ／Ｌ）の切替に応じて第２供給線Ｐｖｂを介した電力の供給／停止を切替える。
【０１１７】
指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２をＨレベルからＬレベルに切替える場合においては、図４に示すとおりに指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２のレベルが切替えられる。したがって、上流側回路の接続から遮断への切替指示（電圧調整回路６１の能動状態から非能動状態への移行指示）が先行してなされた後、所定時間Ｗｔ１の経過後、リミッタ部３４の能動状態から非能動状態への移行指示が行なわれることとなる。
【０１１８】
また、指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２をＬレベルからＨレベルに切替える場合においては、図５に示すとおりに指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２のレベルが切替えられる。したがって、リミッタ部３４の非能動状態から能動状態への移行指示が先行してなされた後、所定時間Ｗｔ２の経過後、上流側回路の遮断から接続への切替指示（電圧調整回路６１の非能動状態から能動状態への移行指示）が行なわれることとなる。これにより、本実施の形態においても、マイクロコンピュータ５の破壊が効果的に防止される。
【０１１９】
＜３．第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、第１の実施の形態の変形例である。本実施の形態では、センサ部２として一つのホール素子のみを有している。以下では、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【０１２０】
図７は、本実施の形態の位置検出装置１０Ｃの電気的な構成を模式的に示す図である。本実施の形態では、センサ部２が一つのホール素子２ｃのみで構成されており、この出力電位Ｖｃ１，Ｖｃ２の差であるホール起電力Ｖｈｃが、ホール素子２ｃに対する磁石１の相対位置としてされる。つまり、ホール起電力Ｖｈｃがそのまま、磁石１の相対位置を示す位置信号Ｌｓの値とされる。
【０１２１】
したがって、処理回路３は、位置導出機能としてホール起電力Ｖｈｃを求めるための１つの差動増幅部３１のみを備え、減算部３２は備えていない。差動増幅部３１から出力される位置信号Ｌｓは、フィルタ部３３及びリミッタ部３４を経由した後、処理回路３の信号出力端子ｅ４からマイクロコンピュータ５に出力される。
【０１２２】
また、本実施の形態では、環境温度の変化の影響を排除するために、センサ電源７１からホール素子２ｃへの供給電流が一定値に調整される。このため、処理回路３は、温度補償機能として定電流回路６２を備えている。
【０１２３】
定電流回路６２は、センサ部２の−側の電源端子ｅ２とグランドとの間の下流側回路に配置され、主としてオペアンプ６２ａ、トランジスタ６２ｔ及び抵抗Ｒ１で構成される。トランジスタ６２ｔのコレクタはセンサ部２の−側の電源端子ｅ２に接続され、エミッタは抵抗Ｒ１を介してグランドに接続されている。エミッタ−コレクタ間を流れる電流は、オペアンプ６２ａの＋入力端子の電圧Ｖｒｅｆと抵抗Ｒ１とで規定される一定の値に調整される。つまり、ホール素子２ｃに供給される電流が一定値に調整されるわけである。
【０１２４】
定電流回路６２は、オペアンプ６２ａに供給される電力に応じて、能動状態と非能動状態との間で状態移行する。定電流回路６２は、能動状態では、上述のようにホール素子２ｃへの供給電流を一定値に調整するが、非能動状態では下流側回路を遮断することとなる。
【０１２５】
電源制御部３８及びスイッチング回路３９の構成は、第１の実施の形態と同様である。ただし、電力供給線Ｐｖは、処理回路３の差動増幅部３１、フィルタ部３３、リミッタ部３４、及び、定電流回路６２のオペアンプ６２ａに接続されている。したがって、電力供給線Ｐｖを介した電力の供給／停止により、差動増幅部３１、フィルタ部３３、リミッタ部３４及び定電流回路６２の能動状態と非能動状態とが切替えられることとなる。
【０１２６】
本実施の形態においても、リミッタ部３４及び定電流回路６２の非能動状態において、上流側回路の接続を維持した場合には、マイクロコンピュータ５が破壊されるおそれがある。このため、リミッタ部３４及び定電流回路６２の非能動状態においては必ず、スイッチング回路３９により上流側回路が遮断されるようになっている。
【０１２７】
また、本実施の形態においても、マイクロコンピュータ５からは電源制御部３８に対して２つの指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２が出力される。そして、電源制御部３８は、第１指示信号Ｃｓ１のレベル（Ｈ／Ｌ）に応じて電力の供給／停止を切替え、第２指示信号Ｃｓ２のレベル（Ｈ／Ｌ）の切替に応じてスイッチング信号Ｓｓの出力／非出力を切替える。
【０１２８】
指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２をＨレベルからＬレベルに切替える場合においては、図４に示すとおりに指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２のレベルが切替えられる。したがって、上流側回路の接続から遮断への切替指示が先行してなされた後、所定時間Ｗｔ１の経過後、定電流回路６２及びリミッタ部３４の能動状態から非能動状態への移行指示が行なわれることとなる。
【０１２９】
また、指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２をＬレベルからＨレベルに切替える場合においては、図５に示すとおりに指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２のレベルが切替えられる。したがって、定電流回路６２及びリミッタ部３４の非能動状態から能動状態への移行指示が先行してなされた後、所定時間Ｗｔ２の経過後、上流側回路の遮断から接続への切替指示が行なわれることとなる。これにより、本実施の形態においても、マイクロコンピュータ５の破壊が効果的に防止される。
【０１３０】
＜４．第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態は、第１の実施の形態の変形例である。本実施の形態では、磁石１の２次元相対位置が導出される。以下では、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【０１３１】
図８は、本実施の形態の位置検出装置１０Ｄに含まれる構成要素の物理的な配置を示す斜視図であり、図９は、位置検出装置１０Ｄの電気的な構成を模式的に示す図である。
【０１３２】
図８に示すように、位置検出装置１０Ｄは、１つの磁石１を備えるとともに、４個のホール素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、言い換えれば、２組のホール素子対（磁気センサ対）（２ａ，２ｂ），（２ｃ，２ｄ）を備えている。これらのホール素子対の配置は、相対的に固定されている。１組のホール素子対２ａ，２ｂはＸ方向に離間して配置され、別の１組のホール素子対２ｃ，２ｄはＹ方向に離間して配置されている。つまり、ホール素子対２ａ，２ｂの配置方向（Ｘ方向）と、ホール素子対２ｃ，２ｄの配置方向（Ｙ方向）とは、互いに直交している。
【０１３３】
また、ホール素子対２ａ，２ｂは一のセンサ部２として機能し、ホール素子対２ｃ，２ｄは他の一のセンサ部２として機能する。そして、磁石１は、相対的に固定されたこれらの２組のセンサ部２に対して、Ｘ方向及びＹ方向の双方向に移動可能とされている。位置検出装置１０Ｄでは、このように移動する磁石１の２組のセンサ部２に対する２次元の相対位置が検出される。
【０１３４】
図９に示すように、位置検出装置１０Ｄでは２組のセンサ部２に対応可能に、２つの処理回路３０が設けられている。そして、一方の処理回路３０では、ホール素子対２ａ，２ｂの出力値に基づいて磁石１のＸ方向における位置ｘが導出され、他方の処理回路３０では、磁石１のＹ方向における位置ｙが導出される。つまり、位置検出装置１０Ｄは、それぞれが磁石１の一次元位置を検出する２組の検出ユニットＵ１，Ｕ２を備えていることとなる。
【０１３５】
処理回路３０は、第１の実施の形態の処理回路３とは相違し、「電源制御機能」は備えておらず、「位置導出機能」及び「温度補償機能」のみを有している。したがって、処理回路３の構成は、図２に示す処理回路３の構成から、スイッチング回路３９及び電源制御部３８を除いた構成となっている。すなわち、１つの検出ユニットは、１つのセンサ部２（１組のホール素子対）、１つの位置導出機能（リミッタ部３４を含む）、及び、１つの温度補償機能（電圧調整回路３７を含む）を含んで構成されることとなる。
【０１３６】
したがって、各検出ユニットＵ１，Ｕ２の処理回路３０からは、相対位置を示す位置信号Ｌｓがマイクロコンピュータ５に出力される。詳細には、ホール素子対２ａ，２ｂを含む検出ユニットＵ１の処理回路３０は磁石１のＸ方向における相対位置を示す位置信号Ｌｓ１を出力し、ホール素子対２ｃ，２ｄを含む検出ユニットＵ２の処理回路３０は磁石１のＹ方向における相対位置を示す位置信号Ｌｓ２を出力する。すなわち、マイクロコンピュータ５には、磁石１の２次元の相対位置が入力される。また、各ユニットＵ１，Ｕ２のセンサ部２（ホール素子対）はそれぞれ、その出力値の加算値が一定値となるように、電圧調整回路３７により入力電圧Ｖｉｎが調整される。
【０１３７】
また、位置検出装置１０Ｄでは、「電源制御機能」を担うスイッチング回路３９及び電源制御部３８が、検出ユニットＵ１，Ｕ２とは独立して構成されている。これらの「電源制御機能」の構成は、第１の実施の形態とほぼ同様であり、第１の実施の形態と同様にマイクロコンピュータ５からの指示信号Ｃｓ１，Ｃｓ２に基づいて動作する。ただし、電源制御部３８の電力供給線Ｐｖは、２つの検出ユニットＵ１，Ｕ２の双方の処理回路３０に接続されており、また、スイッチング回路３９は、検出ユニットＵ１，Ｕ２の双方のセンサ部２の＋側の電源端子ｅ１に接続されている。
【０１３８】
つまり、本実施の形態においては、１つのスイッチング回路３９及び１つの電源制御部３８が、検出ユニットＵ１，Ｕ２の双方において兼用されているわけである。これにより、検出ユニットＵ１，Ｕ２のそれぞれに「電源制御機能」を設けた場合よりも構成を簡単にすることができ、また、制御も容易とすることができる。
【０１３９】
なお、本実施の形態の位置検出装置１０Ｄは、２つの検出ユニットを有しているが、３以上の検出ユニットを有していてもよい。検出ユニットの数によらず、複数の検出ユニットの間でセンサ部２（ホール素子対）の配置を相対的に固定すれば、センサ部２に対する磁石１の相対位置を高精度に求めることができる。
【０１４０】
また、ホール素子対の配置方向は複数の検出ユニットの間で相違させてもよく、平行としてもよい。ホール素子対の配置方向を複数の検出ユニットの間で相違させた場合は、磁石１の相対位置を複数の次元で求めることができる。一方、ホール素子対の配置方向を複数の検出ユニットの間で平行とした場合は、その配置方向における磁石１の位置を正確に測定することができる。
【０１４１】
また、本実施の形態の位置検出装置１０Ｄは、それぞれがセンサ部２の入力電圧Ｖｉｎを調整する検出ユニットを２つ備えるものであったが、第３の実施の形態と同様にそれぞれがセンサ部２への供給電流を一定値に調整する検出ユニットを２つ備えるものであってもよい。
【０１４２】
＜５．第５の実施の形態＞
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施形態においては、位置検出装置の具体的な利用形態を例示する。ここでは、撮像装置の手振れ補正機構に上述のような位置検出装置を利用する場合について詳細に説明する。なお、本発明は、静止画像を撮像するタイプの撮像装置（デジタルスチルカメラ等）、および動画像を撮像するタイプの撮像装置（デジタルムービーカメラ等）のいずれにも適用可能である。
【０１４３】
図１０は、手振れ補正機能を備えた撮像装置（ここではデジタルスチルカメラ）３００Ａを示す図である。撮像装置３００Ａは、カメラ本体６０と、複数のレンズ４０が組み込まれた鏡胴７０と、鏡胴７０の側面部に固定されたジャイロセンサ５０と、鏡胴７０の端面に取り付けられる手振れ補正装置１００とを備えて構成される。
【０１４４】
手振れ補正装置１００は、その内部にＣＣＤなどの撮像素子１６が設けられており、ジャイロセンサ５０によって検出される撮像装置３００Ａのブレに応じて、撮像素子１６を光軸Ｌに垂直なＸＹ平面内で移動させることにより、手振れ補正を行うものである。例えば、撮像装置３００Ａによる撮影中に、図１０の矢印Ｄ１で示すように、撮像装置３００Ａがぶれて、鏡胴７０に入射する光軸Ｌがずれた場合、手振れ補正装置１００は撮像素子１６を矢印Ｄ２に示すように移動させて光軸Ｌのずれを補正する。この手振れ補正装置１００は、位置検出装置としての機能を内蔵しており、手振れ補正時にはその位置検出機能によってＸＹ平面内での撮像素子１６の現在位置を検出し、その位置情報を、撮像素子１６の位置を高精度に制御するためのフィードバック情報として用いるように構成されている。
【０１４５】
図１１は、手振れ補正装置１００の組立分解斜視図である。図１１に示すように、手振れ補正装置１００は主として、鏡胴７０の端面に固設されるベース板１２、ベース板１２に対してＸ軸方向に移動する第１スライダ１４、および、第１スライダ１４に対してＹ軸方向に移動する第２スライダ１３の３つの部材が組み合わされて構成される。
【０１４６】
ベース板１２は、中央に開口１２１が形成された環状の金属フレーム１２２を基材として形成されるものであり、その金属フレーム１２２が鏡胴７０に固定される。ベース板１２は、金属フレーム１２２に、Ｘ軸方向に延設される第１アクチュエータ１２３と、複数のホール素子を内蔵して構成される磁気センサユニット２２とが配設された構成となっている。また、金属フレーム１２２周縁部の所定位置には第１スプリング掛け１２４が形成されるとともに、周縁部の複数箇所にＬ字状の基板保持具１２５が形成されている。
【０１４７】
第２スライダ１３は、その中央に撮像素子１６を収容して固定可能な開口１３１が形成された樹脂製の枠体１３２を備え、その枠体１３２に、Ｙ軸方向に延設される第２アクチュエータ１３３と、剛球１９をＺ軸方向両面に遊嵌する剛球受け１３４と、磁石を支持するための磁石支持部２１とが設けられた構成となっている。磁石支持部２１は、開口１３１を基準にみると、第２アクチュエータ１３３よりもさらに外側であって、ベース板１２に設けられる磁気センサユニット２２に対向する位置に形成されている。
【０１４８】
図１２は、磁石支持部２１を正面からみた場合の要部拡大図である。図１２に示すように、磁石支持部２１は、第２アクチュエータ１３３の外側に形成された壁面２１１からさらに外側に向けて延設された平板状の磁石支持アーム２１２によって形成され、磁石支持アーム２１２の先端部下面側に磁石受け部２１３が設けられている。磁石受け部２１３は、磁石２３を嵌入して固定できるようになっている。そして図１２に示すように、磁石支持アーム２１２の下面側に固定される磁石２３は、ベース板１２の磁気センサユニット２２と対向する位置に配置される。そして磁石２３の下面と磁気センサユニット２２の表面（上面）とは互いに略平行となるように設けられる。
【０１４９】
図１１に戻り、第１スライダ１４は、その中央部に第２スライダ１３を収めるための開口１４１が形成されたアルミニウム製の環状フレーム１４２を基材として形成されるものであり、そのフレーム１４２に、第１摩擦結合部１４３、第２摩擦結合部１４４および第２スプリング掛け１４５が設けられた構成を有している。第１摩擦結合部１４３はベース板１２の第１アクチュエータ１２３と対向する位置に設けられ、第２摩擦結合部１４４は第２スライダ１３の第２アクチュエータ１３３と対向する位置に設けられる。また、第２スプリング掛け１４５はベース板１２の第１スプリング掛け１２４に対向する位置に設けられる。
【０１５０】
第１アクチュエータ１２３および第２アクチュエータ１３３はそれぞれ、図１３に示すように、静止部材８１と圧電素子８２と駆動ロッド８３とを備えており、静止部材８１がベース板１２若しくは第２スライダ１３に固定され、圧電素子８２の一端側が静止部材８１に固定されるとともに他端側が駆動ロッド８３に接続された構成を有している。そして圧電素子８２に印加される駆動パルスに応じた量および方向に駆動ロッド８３が移動するようになっている。このとき駆動ロッド８３の移動方向は、各アクチュエータが延設された方向、すなわち図１３の例では矢印８４で示される方向となる。
【０１５１】
以上のような手振れ補正装置１００が組み上げられるときには、撮像素子１６が第２スライダ１３の開口１３１に嵌合して固設されるとともに、第１アクチュエータ１２３の駆動ロッド８３と第１摩擦結合部１４３とが摩擦結合され、第２アクチュエータ１３３の駆動ロッド８３と第２摩擦結合部１４４とが摩擦結合される。また、第１スプリング掛け１２４と第２スプリング掛け１４５との間にはスプリング１８が架設され、ベース板１２および第１スライダ１４がスプリング１８によって相互に接近する向きに付勢される。このとき、第２スライダ１３は、ベース板１２と第１スライダ１４とに剛球１９を介して挟み込まれた状態とされる。これにより、Ｚ軸負方向側から正方向側に向かって、ベース板１２、第２スライダ１３、第１スライダ１４の順に重なって、これら部材１２，１３，１４が配置されることとなる。
【０１５２】
このような手振れ補正装置１００が組み上げられた状態で、第１アクチュエータ１２３の駆動ロッド８３が移動すると、これに摩擦結合する第１摩擦結合部１４３の移動により第１スライダ１４がベース板１２に対してＸ軸方向に移動する。このとき、第１スライダ１４の移動にあわせて第２スライダ１３もベース板１２に対してＸ軸方向に移動する。また、第２アクチュエータ１３３の駆動ロッド８３が移動すると、これに摩擦結合する第２摩擦結合部１４４の移動により第２スライダ１３が第１スライダ１４に対してＹ軸方向に移動する。このとき、第１スライダ１４のベース板１２に対する移動はなされないため、第２スライダ１３は単独でベース板１２に対してＹ軸方向に移動することとなる。
【０１５３】
このことから、手振れ補正装置１００においては、第１スライダ１４および第２スライダ１３のそれぞれが撮像素子１６を保持して、固定部材（固定体）たるベース板１２に対して移動可能な移動部材（移動体）として構成されている。そして第１スライダ１４はベース板１２に対し、Ｘ軸方向に沿って直線的に移動するのみであるが、第２スライダ１３は第１スライダのＸ軸方向への移動に加えて、Ｙ軸方向に単独移動できるので、第２スライダ１３は撮像素子１６を保持した状態で、光軸に垂直なＸＹ平面内を移動可能なように構成されている。
【０１５４】
なお、第１アクチュエータ１２３および第２アクチュエータ１３３のそれぞれの駆動ロッド８３は、第２スライダ１３のＸ軸方向およびＹ軸方向それぞれへの直線的移動をガイドするガイド手段としての機能も有している。
【０１５５】
図１４は、図１１のＩ−Ｉ断面で切断した断面図であり、手振れ補正装置１００が組み上げられ、鏡胴７０に取り付けられた状態を示す図である。手振れ補正装置１００は、ベース板１２に設けられた磁気センサユニット２２と、第２スライダ１３に取り付けられた磁石２３とを互いに対向する位置で近接状態に支持しており、磁気センサユニット２２が磁石２３によって生じる磁界の変化を良好に検知できるように配置されている。上述のように第２スライダ１３はＸＹ平面内を移動することができ、第２スライダ１３の移動に伴って磁気センサユニット２２に対する磁石２３の位置が変動するようになっている。ＸＹ平面において磁気センサユニット２２に対する磁石２３の位置が変動することにより、磁気センサユニット２２が検知する磁界は第２スライダ１３の移動に伴って変化することになる。したがって、磁気センサユニット２２が磁石２３によって生じる磁界の変化を検知することにより、第２スライダ１３の移動状況（すなわち現在位置）を検知することができるようになっており、磁気センサユニット２２および磁石２３はベース板１２に対する第２スライダ１３の位置を検出するための位置検出機構２０を構成している。そして磁石２３には電気的配線を行う必要がないので、位置検出機構２０は配線作業を著しく省力化するという点で有益なものとなっている。
【０１５６】
また、第２スライダ１３に設けられる撮像素子１６の背面側（Ｚ軸正方向側）には、放熱板１７を介して第１基板４１が設けられており、撮像素子１６は第１基板４１に接続されている。そのため、第１基板４１は第２スライダ１３と一体的にＸ方向およびＹ方向に移動する。また、ベース板１２の基板保持具１２５には第２基板４２が固定されている。第１基板４１と第２基板４２は、光軸方向（Ｚ軸方向）に重なって配置され、第２スライダ１３の移動によって、第１基板４１は、第２基板４２に対して平行に移動する。第１基板４１および第２基板４２は、可撓性を有するフレキシブル基板４３によって互いに結線され、信号の送受信が可能なように構成されている。
【０１５７】
磁気センサユニット２２は、図示しない信号線によって第２基板４２に接続される。また、撮像装置３００Ａのブレを検知して、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のブレに関する角速度信号を出力するジャイロセンサ５０も、図示しない信号線によって第２基板４２に接続される。
【０１５８】
第１基板４１には、撮像素子１６を制御する素子や回路が配置され、撮像素子１６からの出力信号（画像信号）はフレキシブル基板４３を介して第２基板４２に与えられる。第２基板４２には、撮像素子１６からの出力信号を処理する回路や、第２スライダ１３の位置を検知する磁気センサユニット２２からの信号を処理する回路等が配置されるとともに、出力回路からの位置信号（Ｘ座標値およびＹ座標値）と、ジャイロセンサ５０から入力する角速度信号とに基づいて、第１及び第２アクチュエータ１２３，１３３を駆動制御するための制御回路（マイクロコンピュータ等を含む回路）が配置される。そして第２基板４２からは、撮像素子１６の内部に設けられる制御回路であって手振れ補正装置１００とは異なる回路に、撮像素子１６で取得された画像信号が出力されるとともに、図示しない信号線で接続された第１及び第２アクチュエータ１２３，１３３のそれぞれに対して駆動信号（駆動パルス）が送出される。
【０１５９】
そして上記のような回路配置において、第２スライダ１３に設けられる磁石２３には電気的配線を必要としないことから、第１基板４１と第２基板４２との配線パターンを比較的簡単にすることができ、設計上の部品の配置や配線の引き回し等に自由度が増すとともに、組立時の作業効率を向上させている。特に、移動部材に対する配線は、その移動部材の移動にとって抵抗となることがあるので、可能な限り移動部材への配線は避けることが望まれる。本実施形態においては、磁石２３が移動部材である第２スライダ１３に設けられるので、位置検出機構２０の配線が第２スライダ１３の移動を妨げることがなく、好適な配置となっている。
【０１６０】
次に、上述した手振れ補正装置１００の動作について説明する。図１５は、本実施形態にかかる手振れ補正装置１００の駆動制御回路の電気的構成を示すブロック図である。この制御回路は、鏡胴７０に入射される光軸Ｌのブレを検知して角速度信号を出力するジャイロセンサ５０と、第２スライダ１３（撮像素子１６）の位置を検出する磁気センサユニット２２からの信号を処理する処理回路２４と、手振れ補正の総合的な制御を行い、入力される各種信号に基づいて駆動量を演算するマイクロコンピュータ（マイコン）１０１と、マイクロコンピュータ１０１からの駆動信号に基づいて所定周波数の駆動パルスを発生させる駆動回路１０２とを備えて構成されている。駆動回路１０２によって発生される駆動パルスは、第１および第２アクチュエータ１２３，１３３に出力され、各アクチュエータの延設方向に沿って第１および第２スライダ１４、１３が移動する。
【０１６１】
ジャイロセンサ５０は、カメラ本体６０が矢印Ｄ１で示すようにぶれると、２軸方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）の角速度を検出してマイクロコンピュータ１０１に出力する。
【０１６２】
マイクロコンピュータ１０１は、ジャイロセンサ５０から角速度信号を入力すると、光学系の焦点距離信号から撮像素子１６上（結像面上）のぶれによる像の移動量、移動速度を算出する。そして算出した移動速度と第２スライダ１３（撮像素子１６）の現在位置とから、第１および第２アクチュエータ１２３，１３３に印加すべき所定周波数の供給電圧を決定する。すなわち、マイクロコンピュータ１０１は、磁気センサユニット２２から入力する信号に基づいて求められる第２スライダ１３（撮像素子１６）が現在存在している位置（現在位置）と、ジャイロセンサ５０から入力する角速度信号に基づいて決定される撮像素子１６が本来あるべき位置（目標位置）とを比較し、本来あるべき位置に撮像素子１６が移動するように、各スライダ１３，１４を駆動させるフィードバック制御を行う。
【０１６３】
駆動回路１０２は、マイクロコンピュータ１０１からの信号を受けて、各アクチュエータ１２３，１３３の共振周波数の７割程度の周波数の駆動パルスを出力する。駆動パルスは、圧電素子８２に印加され、第１および第２スライダ１３，１４を駆動ロッド８３に沿って移動させる。具体的には、緩やかな立ち上がり部分と急激な立下り部分とを有する鋸歯状波の駆動パルスを圧電素子８２に印加することによって、駆動ロッド８３に摩擦結合した部材１３（又は１４）を、摩擦力と慣性力との大小関係に応じた作用によって、一方の方向に移動させることができる。また逆に、圧電素子８２に印加する鋸歯状波の波形を変えて急速な立ち上がりと緩やかな立下りとからなる駆動パルスを印加することによれば、今度は部材１３（又は１４）を逆の方向に移動させることができる。
【０１６４】
このように第１および第２アクチュエータ１２３，１３３はそれぞれインパクトアクチュエータとして構成されており、駆動ロッド８３に摩擦結合された各スライダ１３，１４が、圧電素子８２の伸縮動作に伴って駆動ロッド８３上を摺動する。第１アクチュエータ１２３に駆動パルスが与えられることによって第１スライダ１４がＸ軸方向へ移動すると、第１スライダに連結されている第２スライダ１３も同時にＸ軸方向に移動する。また、第２アクチュエータ１３３に駆動パルスが印加された場合は、第１スライダ１４とは独立して第２スライダ１３だけがＹ軸方向に移動（自走）する。そして、第２スライダ１３は、第１スライダ１４とベース板１２の間にかかるスプリング１８と、各部材の間の剛球１９により、抵抗が少なくかつ光軸方向に変動することなく移動する。このとき第１基板４１および第２基板４２を接続するフレキシブル基板４３は、折り曲げられた曲げ部分がよれて、第２スライダ１３の移動を吸収するように機能する。
【０１６５】
以上のように、手振れ補正装置１００は位置検出装置としての機能を内蔵しており、その特徴的構成として、位置検出機構２０が磁気センサユニット２２と磁石２３とを備えたものとなっている。本実施形態においては、移動部材と固定部材との少なくとも一方については位置検出用の配線を行う必要のない位置検出機構２０が実現されている。
【０１６６】
また、この位置検出機構２０の各構成要素は、第４の実施の形態の位置検出装置１０Ｄ（図８、図９参照）の構成要素に対応している。具体的には、磁石２３は磁石１に対応し、磁気センサユニット２２は、４つのホール素子２ａ〜２ｄで構成される２組のセンサ部２に対応する。また、処理回路２４は、２つの処理回路３０、及び、スイッチング回路３９及び電源制御部３８に対応する。また、図１５に示すマイクロコンピュータ１０１はその機能の一部として、第４の実施の形態の位置検出装置１０Ｄにおけるマイクロコンピュータ５の機能を担うこととなる。
【０１６７】
したがって、このような位置検出機構（位置検出装置とも称せられる）を備える撮像装置３００Ａは、第４の実施の形態と同様の利点を得ることができる。また、この位置検出装置は非接触式であるため、当該位置検出装置が撮像装置における騒音発生源とならずに済むなどの利点を得ることもできる。
【０１６８】
また、ここでは、ホール素子２ａ，２ｂのセンサ配列方向が第１アクチュエータ１２３の移動方向（Ｘ軸方向）に略一致するように配置されるとともに、ホール素子２ｃ，２ｄのセンサ配列方向が第２アクチュエータ１３３の移動方向（Ｙ軸方向）に略一致するように配置されている。そのため、磁気センサユニット２２で検出される座標値の座標系が、第１および第２アクチュエータ１２３，１３３を制御するために用いられる座標系と略一致することになり、信号処理を行う際に座標変換の演算を行う必要がなく、効率的な信号処理が可能な構成となっている。
【０１６９】
さらに、４個のホール素子を図８のように配置することにより、４個のホール素子からなる１つのセンサパッケージとしての磁気センサユニット２２を配置するだけで、Ｘ方向およびＹ方向の２方向についての磁界の変化を検知することができるようになり、しかもその磁気センサユニット２２に対向して１個の磁石２３を設置するだけで、Ｘ方向およびＹ方向の２方向について位置検出が可能な位置検出機構２０が実現されることになる。このように、図８に示すホール素子２ａ〜２ｄの配置は、位置検出機構２０の小型化に適したものとなっている。
【０１７０】
なお、この実施形態においては、磁気センサユニット２２が４個のホール素子を内蔵し、１個の磁気センサユニットでＸ軸方向およびＹ軸方向の２方向について磁界の変化を検知できるように構成した例を示した。しかし、１方向についての磁界変化を検知するために１個の磁気センサユニットを設けるようにしてもよい。例えば、第１アクチュエータ１２３の外側の位置にＸ軸方向についての位置検出を行う磁気センサユニットを１個設け、第２アクチュエータ１３３の外側の位置（上記実施の形態で示した位置検出機構２０の設置位置）にＹ軸方向についての位置検出を行う磁気センサユニットを１個設けるようにしてもよい。この場合、各磁気センサユニットに対応する位置検出機構の構成要素は、第１ないし３の実施の形態の位置検出装置１０Ａ〜１０Ｃのいずれかの対応構成要素を採用できる。
【０１７１】
また、この実施の形態では、移動部材である第１および第２スライダ１３，１４を移動させるために、駆動手段として圧電素子８２を利用したインパクトアクチュエータが適用される場合を例示したが、これに限定されるものではなく、他の駆動手段や駆動方式のものを採用するようにしてもよい。
【０１７２】
＜６．第６の実施の形態＞
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。この第６の実施の形態においては、位置検出装置の別の具体的利用形態を例示する。ここでは、撮像装置のレンズ位置の検出に上記の位置検出装置を利用する場合について説明する。
【０１７３】
図１６は、撮像装置（ここではデジタルスチルカメラ）３００Ｂを示す図である。
【０１７４】
撮像装置３００Ｂは、複数のレンズ４０、カメラ本体６０、および鏡胴７０等を備える。この撮像装置３００Ｂは、オートフォーカス機能およびズーム機能を有しており、複数のレンズ４０として、フォーカスレンズ４０Ｆおよびズームレンズ４０Ｚを含むレンズを有している。フォーカスレンズ４０Ｆおよびズームレンズ４０Ｚは、それぞれ独立に、光軸方向において鏡胴７０に対して相対的に移動することが可能である。
【０１７５】
また、フォーカスレンズ４０Ｆおよびズームレンズ４０Ｚには、それぞれ、各レンズ位置を検出する位置検出装置１０Ｆ，１０Ｚが設けられている。
【０１７６】
各位置検出装置１０Ｆ，１０Ｚは、それぞれ上記第１の実施の形態の位置検出装置１０Ａと同様の構成を有している。例えば、位置検出装置１０Ｆは、磁石１とホール素子２ａ，２ｂとを備えている。また、位置検出装置１０Ｚも、同様に、磁力発生体（磁石）１とホール素子２ａ，２ｂとを備えている。なお、図１６においては、図示されていないが、各位置検出装置１０Ｆ，１０Ｚの各ホール素子対からの出力を処理するため、第１の実施の形態と同様の処理回路３等がカメラ本体６０内に設けられている。
【０１７７】
また、位置検出装置１０Ｆの磁石１は、移動部材であるフォーカスレンズ４０Ｆの底部に固定されており、位置検出装置１０Ｆのホール素子２ａ，２ｂは、固定部材である鏡胴７０の内面に固定されている。したがって、フォーカシング時などにおいて、位置検出装置１０Ｆは、フォーカスレンズ４０Ｆの鏡胴７０に対する相対位置を検出することが可能である。そして、この位置検出装置１０Ｆによるフォーカスレンズ４０Ｆの位置を検出し、その検出結果を用いて、当該フォーカスレンズ４０Ｆの位置を制御することができる。例えばフィードバック制御等によって、フォーカスレンズ４０Ｆの位置を目標位置に追従させることが可能である。
【０１７８】
同様に、位置検出装置１０Ｚの磁石１は、移動部材であるズームレンズ４０Ｚの底部に固定されており、位置検出装置１０Ｚのホール素子２ａ，２ｂは、固定部材である鏡胴７０の内面に固定されている。したがって、ズーム時などにおいて、位置検出装置１０Ｚは、ズームレンズ４０Ｚの鏡胴７０に対する相対位置を検出することが可能である。そして、この位置検出装置１０Ｚによるズームレンズ４０Ｚの位置を検出し、その検出結果を用いて、当該ズームレンズ４０Ｚの位置を制御することができる。例えばフィードバック制御等によって、ズームレンズ４０Ｚの位置を目標位置に追従させることが可能である。
【０１７９】
この撮像装置３００Ｂによれば、第１の実施の形態と同様の利点を得ることが可能である。また、この位置検出装置は非接触式であるため、当該位置検出装置が撮像装置における騒音発生源とならずに済む、あるいは、駆動負荷が低減される、摺動等に伴うゴミが出ないなどの利点を得ることもできる。なお、撮像装置３００Ｂでは、第１の実施の形態と同様の位置検出装置が採用されているが、第２ないし第４の実施の形態と同様の位置検出装置が採用されてもよい。
【０１８０】
＜７．変形例＞
以上、本発明実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【０１８１】
例えば、磁力発生体としては、電磁石等の永久磁石以外のものを採用してもよい。また、磁気センサとしては、ＭＲ素子等を採用してもよい。
【０１８２】
また、上記第１及び第３実施の形態ではスイッチング回路３９はＰＮＰ型のトランジスタ３９ｔを主構成としてしていたが、Ｐ型のＦＥＴを主構成としてもよい。
【０１８３】
また、上記第５及び第６の実施の形態の撮像装置はデジタルスチルカメラであったが、携帯電話装置などに含まれる撮像装置としてのマイクロカメラユニット等に上記実施の形態に係る位置検出装置を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】第１の実施の形態の位置検出装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態の位置検出装置の電気的構成を示す図である。
【図３】ホール素子による磁気の検出原理を示す図である。
【図４】指示信号のレベルの変化を示す図である。
【図５】指示信号のレベルの変化を示す図である。
【図６】第２の実施の形態の位置検出装置の電気的構成を示す図である。
【図７】第３の実施の形態の位置検出装置の電気的構成を示す図である。
【図８】第４の実施の形態の位置検出装置に概略構成を示す斜視図である。
【図９】第４の実施の形態の位置検出装置の電気的構成を示す図である。
【図１０】位置検出装置が組み込まれた撮像装置を示す図である。
【図１１】手振れ補正装置の組立分解斜視図である。
【図１２】磁石支持部を正面からみた場合の要部拡大図である。
【図１３】インパクトアクチュエータの構成を示す図である。
【図１４】図１１のＩ−Ｉ断面を示す断面図である。
【図１５】手振れ補正装置の駆動制御回路の電気的構成を示すブロック図である。
【図１６】位置検出装置が組み込まれた別の撮像装置を示す図である。
【符号の説明】
【０１８５】
１      磁石
２      センサ部
２ａ，２ｂ      ホール素子
３      処理回路
５      マイクロコンピュータ
３４      リミッタ部
３７      電圧調整回路
３９      スイッチング回路
【図１】
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【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】
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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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