(57)【要約】【課題】２個のホール素子のホール出力電圧の差を、差動信号処理回路を用いずに検出することができ、信号処理回路を簡略化して撮像装置などに適用可能とすること。【解決手段】第１のホール素子１の正極入力端子１ａと第２のホール素子２の正極入力端子２ａとが接続され、第１のホール素子１の負極入力端子１ｃと第２のホール素子２の負極入力端子２ｃとが接続されて接続回路の入力端子を構成している。第１のホール素子１の負極出力端子１ｄと、第２のホール素子２の負極出力端子２ｄ同士が接続され、第１のホール素子１の正極出力端子１ｂと第２のホール素子２の正極出力端子２ｂの２つの出力端子とが接続回路の出力端子を構成している。２個のホール素子の入力端子を並列に接続し、出力端子を減算的に直列に接続することにより、２個のホール素子のホール出力電圧の差を検出するための差動信号処理回路を用いずに、ホール出力電圧の差を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個の４端子ホール素子を有する接続回路において、第１のホール素子の正極入力端子と第２のホール素子の正極入力端子を接続し、前記第１のホール素子の負極入力端子と前記第２のホール素子の負極入力端子を接続して前記接続回路の入力端子とし、前記第１のホール素子と前記第２のホール素子のそれぞれの出力端子のうち正極側出力端子同士あるいは負極側出力端子同士を接続し、残り２つの出力端子を前記接続回路の出力端子としたことを特徴とするホール素子の接続回路。
【請求項２】
光路上で移動可能に配置されたレンズを収納した鏡筒の周面近傍で、かつ前記レンズの移動方向に沿って配置された請求項１に記載のホール素子の接続回路を用いて、前記レンズの位置を検出することを特徴とするレンズ位置検出装置。
【請求項３】
前記レンズが、焦点距離を可変にするズームレンズであることを特徴とする請求項２に記載のレンズ位置検出装置。
【請求項４】
前記レンズが、被写体に対する焦点を調整するフォーカスレンズであることを特徴とする請求項２又は３に記載のレンズ位置検出装置。
【請求項５】
鏡筒内に収納され、光路上に移動可能に配置されたレンズと、該レンズの位置を検出する請求項１に記載のホール素子の接続回路と、該接続回路からの位置信号に基づいて前記レンズの駆動制御信号を出力する駆動制御手段と、該駆動制御手段から出力された駆動制御信号により前記レンズの位置決めを行なうレンズ駆動手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
前記レンズが、焦点距離を可変にするズームレンズであることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記レンズが、被写体に対する焦点を調整するフォーカスレンズであることを特徴とする請求項５又は６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記鏡筒の後端部で、前記フォーカスレンズの焦点が合う位置に受光面を配置した撮像素子と、該撮像素子の画像信号からデジタル信号の画像信号を生成する信号処理部と、該信号処理部からの画像データを保存する取り外し可能な記憶媒体とを備えたことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
光路上に配置されたレンズの焦点が合う位置に受光面を配置した撮像素子を備え、該撮像素子を含む平面内を移動できるように該撮像素子の近傍に配置された請求項１に記載のホール素子の接続回路を用いて、前記撮像素子の位置を検出することを特徴とする撮像素子位置検出装置。
【請求項１０】
鏡筒内の後端部で、光軸方向と直交する平面内を移動可能に配置された撮像素子と、該撮像素子の位置を検出する請求項１に記載のホール素子の接続回路と、該接続回路からの位置信号に基づいて前記撮像素子の駆動制御信号を出力する駆動制御手段と、該駆動制御手段から出力された駆動制御信号により前記撮像素子の位置決めを行なう撮像素子駆動手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像素子の画像信号からデジタル信号の画像信号を生成する信号処理部と、該信号処理部からの画像データを保存する取り外し可能な記憶媒体とを備えたことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２個の４端子ホール素子を有する接続回路及びレンズ位置検出装置、撮像素子位置検出装置並びに撮像装置に関し、より詳細には、位置検出装置などに利用されるホール素子の接続回路及びレンズ位置検出装置、撮像素子位置検出装置並びに撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、携帯電話器などの情報機器の入力手段として使用されるポインティングデバイス用の磁気センサ、特に、磁石の移動によって磁界の変化を検出することで座標検出を行うポインティング制御回路付きの磁気センサはよく知られている。
【０００３】
ポインティングデバイス用のセンサとしては、光学式、感圧式、可変抵抗式、磁気検出式が実用化されているが、その中でも近年小型、長寿命である磁気検出式の磁気センサが有力になってきている。特に、ホール素子を組み込んだ磁気センサは小型であること、その構造が簡単であることから携帯電話器などのポインティングデバイスに使用されることが多くなってきている。
【０００４】
そこで、磁気センサの出力を処理するポインティング制御回路の占有面積を削減するようにしたポインティング制御回路付きの磁気センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１のものは、略方形状ＩＣチップにおいて、その中央部にポインティング制御回路を形成し、このポインティング制御回路の周辺部の４隅部分に、それぞれホール素子を設けることによって、このホール素子からなる磁気センサとポインティング制御回路を一体化したものである。
【０００５】
図４は、従来のホール素子を用いた位置センサの端子接続図で、図５は、ホール素子を用いた位置検出を説明するための概略図である。図５に示すように、間隔を隔てて配置された２個のホール素子２２，２２に対向して配置された永久磁石２３の側方移動による磁束密度の変化に応じて、２個のホール素子２２，２２のホール出力電圧がそれぞれ変化する。そのホール出力電圧の差を、図４のように差動信号処理回路２１により得ることで、永久磁石２３の位置の検出を行うことができる。
【０００６】
つまり、図４に示した従来のホール素子を用いた位置センサは、２個の４端子ホール素子１１，１２を有するホール素子の接続回路を備え、第１のホール素子１１は、正極入力端子１１ａと負極入力端子１１ｃと、正極出力端子１１ｂと負極出力端子１１ｄとからなり、また、第２のホール素子１２は、正極入力端子１２ａと負極入力端子１２ｃと、正極出力端子１２ｂと負極出力端子１２ｄとからなっている。
【０００７】
第１のホール素子１１の正極入力端子１１ａと、第２のホール素子１２の正極入力端子１２ａとを接続し、第１のホール素子１１の負極入力端子１１ｃと、第２のホール素子１２の負極入力端子１２ｃとを接続して接続回路の入力端子とし、第１のホール素子１１の正極出力端子１１ｂと負極出力端子１１ｄは、差動信号処理回路２１の第１の差動増幅器２１ａに接続され、第２のホール素子１２の正極出力端子１２ｂと負極出力端子１２ｄは、差動信号処理回路２１の第２の差動増幅器２１ｂに接続され、第１の差動増幅器２１ａと第２の差動増幅器２１ｂは、第３の差動増幅器２１ｃに接続されている。このような接続回路によって、第３の差動増幅器２１ｃから第１のホール素子１１と第２のホール素子１２とのホール出力電圧の差が得られる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−７０５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、近年では電子機器の小型化により、基板上での素子の集積化が進み、更なる信号処理回路の簡略化が求められている。図４に示したような従来の２個の４端子ホール素子を有する接続回路では、３つの差動増幅器を備えた差動信号処理回路を必要とし、信号処理回路の簡略化が実現できないという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、２個のホール素子のホール出力電圧の差を、差動信号処理回路を用いずに検出することができ、しかも、信号処理回路を簡略化することができるようにしたホール素子の接続回路及びレンズ位置検出装置、撮像素子位置検出装置並びに撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、２個の４端子ホール素子を有する接続回路において、第１のホール素子（１）の正極入力端子（１ａ）と第２のホール素子（２）の正極入力端子（２ａ）を接続し、前記第１のホール素子（１）の負極入力端子（１ｃ）と前記第２のホール素子（２）の負極入力端子（２ｃ）を接続して前記接続回路の入力端子とし、前記第１のホール素子（１）と前記第２のホール素子（２）のそれぞれの出力端子のうち正極側出力端子（１ｂ，２ｂ）同士あるいは負極側出力端子（１ｄ，２ｄ）同士を接続し、残り２つの出力端子を前記接続回路の出力端子としたことを特徴とする。
【００１２】
つまり、２個のホール素子の入力端子を並列に接続し、出力端子を減算的に直列に接続することにより、従来のような、２個のホール素子のホール出力電圧の差を検出するための差動信号処理回路を用いずに、ホール出力電圧の差を検出することによって、信号処理回路の簡略化を実現したものである。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、レンズ位置検出装置であって、光路上で移動可能に配置されたレンズ（３０ａ）を収納した鏡筒（３０）の周面近傍で、かつ前記レンズ（３０ａ）の移動方向に沿って配置された請求項１に記載のホール素子（１，２）の接続回路を用いて、前記レンズ（３０ａ）の位置を検出することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記レンズ（３０ａ）が、焦点距離を可変にするズームレンズであることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記レンズ（３０ａ）が、被写体に対する焦点を調整するフォーカスレンズであることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、撮像装置であって、鏡筒（３０）内に収納され、光路上に移動可能に配置されたレンズ（３０ａ）と、該レンズ（３０ａ）の位置を検出する請求項１に記載のホール素子（１，２）の接続回路と、該接続回路からの位置信号に基づいて前記レンズ（３０ａ）の駆動制御信号を出力する駆動制御手段（３３）と、該駆動制御手段（３３）から出力された駆動制御信号により前記レンズ（３０ａ）の位置決めを行なうレンズ駆動手段（３４，３５）とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記レンズ（３０ａ）が、焦点距離を可変にするズームレンズであることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の発明において、前記レンズ（３０ａ）が、被写体に対する焦点を調整するフォーカスレンズであることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記鏡筒（３０）の後端部で、前記フォーカスレンズの焦点が合う位置に受光面を配置した撮像素子（３６）と、該撮像素子（３６）の画像信号からデジタル信号の画像信号を生成する信号処理部（３７）と、該信号処理部（３７）からの画像データを保存する取り外し可能な記憶媒体（３８）とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明は、撮像素子位置検出装置であって、光路上に配置されたレンズ（３０ａ）の焦点が合う位置に受光面を配置した撮像素子（３６）を備え、該撮像素子（３６）を含む平面内を移動できるように該撮像素子（３６）の近傍に配置された請求項１に記載のホール素子（１，２）の接続回路を用いて、前記撮像素子（３６）の位置を検出することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１０に記載の発明は、撮像装置であって、鏡筒（３０）内の後端部で、光軸方向と直交する平面内を移動可能に配置された撮像素子（３６）と、該撮像素子（３６）の位置を検出する請求項１に記載のホール素子（１，２）の接続回路と、該接続回路からの位置信号に基づいて前記撮像素子（３６）の駆動制御信号を出力する駆動制御手段（３３）と、該駆動制御手段（３３）から出力された駆動制御信号により前記撮像素子（３６）の位置決めを行なう撮像素子駆動手段（３５ａ，３５ｂ）とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記撮像素子（３６）の画像信号からデジタル信号の画像信号を生成する信号処理部（３７）と、該信号処理部（３７）からの画像データを保存する取り外し可能な記憶媒体（３８）とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、第１のホール素子の正極入力端子と第２のホール素子の正極入力端子を接続し、第１のホール素子の負極入力端子と第２のホール素子の負極入力端子を接続して接続回路の入力端子とし、第１のホール素子と第２のホール素子のそれぞれの出力端子のうち正極側出力端子同士あるいは負極側出力端子同士を接続し、残り２つの出力端子を接続回路の出力端子としたので、２個のホール素子のホール出力電圧の差を、差動信号処理回路を用いずに検出することができ、しかも、信号処理回路を簡略化することができる。本発明のホール素子の接続回路は、位置検出装置などに利用されるホール素子の接続回路として好適である。
【００２４】
また、本発明のホール素子の接続回路をレンズ位置検出装置に適用することも可能である。さらに、本発明のホール素子の接続回路を用いたレンズ位置検出装置を組み込んだ撮像装置を実現することも可能である。
【００２５】
また、本発明のホール素子の接続回路を撮像素子位置検出装置に適用することも可能である。さらに、本発明のホール素子の接続回路を用いた撮像素子位置検出装置を組み込んだ撮像装置を実現することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。  
図１は、本発明に係るホール素子の接続回路の一実施例を説明するための接続図で、符号１は第１のホール素子、１ａは正極入力端子、１ｂは正極出力端子、１ｃは負極入力端子、１ｄは負極出力端子、２は第２のホール素子、２ａは正極入力端子、２ｂは正極出力端子、２ｃは負極入力端子、２ｄは負極出力端子を示している。
【００２７】
本発明のホール素子の接続回路は、２個の４端子ホール素子１，２を有している。第１のホール素子１の正極入力端子１ａと第２のホール素子２の正極入力端子２ａとが接続され、第１のホール素子１の負極入力端子１ｃと第２のホール素子２の負極入力端子２ｃとが接続されて接続回路の入力端子を構成している。
【００２８】
また、図１に示した実施例においては、第１のホール素子１の負極出力端子１ｄと、第２のホール素子２の負極出力端子２ｄ同士が接続され、第１のホール素子１の正極出力端子１ｂと第２のホール素子２の正極出力端子２ｂの２つの出力端子とが接続回路の出力端子を構成している。
【００２９】
なお、第１のホール素子１の正極出力端子１ｂと、第２のホール素子２の正極出力端子２ｂ同士が接続され、第１のホール素子１の負極出力端子１ｄと第２のホール素子２の負極出力端子２ｄの２つの出力端子とを接続回路の出力端子として構成してもかまわない。
【００３０】
つまり、第１のホール素子１には、入力端子１ａ，１ｃが設けられているとともに出力端子１ｂ，１ｄが設けられている。また、第２のホール素子２には、入力端子２ａ，２ｃが設けられているとともに出力端子２ｂ，２ｄが設けられている。それぞれの入力端子間には、入力端子１ａ又は２ａから１ｃ又は２ｃの方向に入力電流が印加され、磁界が印加された場合には、出力端子１ｂ又は２ｂの電位が、出力端子１ｄ又は２ｄの電位より同時に高くあるいは低くなる。また、入力端子１ａと２ａ、１ｃと２ｃ、及び出力端子１ｄと２ｄが電気的に接続された構造となっており、出力端子１ｂと２ｂとの間で、第１のホール素子１のホール出力電圧と第２のホール素子２のホール出力電圧の差出力電圧Ｖｒが検出されるように構成されている。
【００３１】
このような構成により、２個のホール素子の入力端子を並列に接続し、出力端子を減算的に直列に接続することにより、２個のホール素子のホール出力電圧の差を検出するための差動信号処理回路を用いずに、ホール出力電圧の差を検出することによって、信号処理回路の簡略化を実現することができる。
【００３２】
図２は、本発明のホール素子をレンズ位置検出手段として用いた撮像装置の一実施例を説明するための構成図で、図中符号３０は鏡筒、３０ａはレンズ（ズームレンズ，フォーカスレンズ）、３１は本発明のホール素子、３２は増幅部、３３はマイコン（制御部）、３４はレンズドライバ、３５はレンズ用アクチュエータ、３６は撮像素子（ＣＣＤ；Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、３７は信号処理部、３８は記憶媒体を示している。
【００３３】
本発明のホール素子３１の適用としては、ビデオカメラやデジタルカメラなどの撮像装置において、鏡筒３０に収納されているレンズ３０ａの位置をホール素子３１で検出し、そのホール素子３１の出力信号を増幅部３２で増幅し、その増幅された信号をマイコン３３に入力し、このマイコン３３で信号処理を行い、その処理された信号をレンズドライバ３４に入力し、そのレンズドライバ３４の出力によりステップモータなどのアクチュエータ３５を駆動し、そのアクチュエータ３５と連結されたレンズ３０ａを回転駆動する場合に用いることができる。このようにして、例えば、ズームレンズやフォーカスレンズを光学的位置に位置決めすることができる。
【００３４】
撮像素子３６は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いており、蓄積した電荷を信号処理部３７に出力する。この信号処理部３７では、撮像素子３６から入力された画像信号に、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）処理、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理などを行なってから、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換を行い、デジタル信号の画像データを生成する。そして、デジタル信号化された画像データに対し、ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）、ＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）、ＡＷＢ（Ａｕｔｏ  Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）などのカメラ信号処理が施されて画像データが調整される。その後、画像信号を圧縮符号化し、得られた符号化データを記憶媒体３８に保存することができる。
【００３５】
つまり、本発明のレンズ位置検出装置は、光路上で移動可能に配置されたレンズ３０ａを収納した鏡筒３０の周面近傍で、かつレンズ３０ａの移動方向に沿って配置された本発明のホール素子１，２の接続回路を用いて、レンズ３０ａの位置を検出するように構成されている。この場合、レンズ３０ａは、焦点距離を可変にするズームレンズ又は／及び被写体に対する焦点を調整するフォーカスレンズを示している。
【００３６】
また、本発明の撮像装置は、鏡筒３０内に収納され、光路上に移動可能に配置されたレンズ３０ａと、このレンズ３０ａの位置を検出する本発明のホール素子１，２の接続回路と、この接続回路からの位置信号に基づいてレンズ３０ａの駆動制御信号を出力するマイコン３３と、このマイコン３３から出力された駆動制御信号によりレンズ３０ａの位置決めを行なうレンズドライバ３４及びアクチュエータ３５とを備えている。
【００３７】
また、この場合、レンズ３０ａは、焦点距離を可変にするズームレンズ又は／及び被写体に対する焦点を調整するフォーカスレンズを示している。
【００３８】
また、本発明の撮像装置は、鏡筒３０の後端部で、フォーカスレンズの焦点が合う位置に受光面を配置した撮像素子３６と、この撮像素子３６の画像信号からデジタル信号の画像信号を生成する信号処理部３７と、この信号処理部３７からの画像データを保存する取り外し可能な記憶媒体３８とを備えている。
【００３９】
図３は、本発明のホール素子を撮像素子位置検出手段として用いた撮像装置の一実施例を説明するための構成図で、図中符号３１ａ，３１ｂは、図１におけるホール素子１，２及び図２におけるホール素子３１に相当するホール素子、３５ａ，３５ｂは、撮像素子用アクチュエータを示している。なお、図２に示したその他の構成はそのまま利用することが可能である。
【００４０】
カメラの撮影時において、手の微妙な震えが原因でピントが合わずにボヤけた写真を撮影してしまうことがある。その対策として手振れ補正技術が用いられている。その一つとして撮影素子自体を光軸方向と直交する方向（ＸＹ方向）に移動させて光が本来の到達点に届くように調整する撮像素子シフト式手振れ補正がある。図３に示した撮像装置は、本発明のホール素子で撮像素子の位置を検出し、手振れ補正に利用した場合の実施例を示すものである。
【００４１】
つまり、本実施例における撮像素子位置検出装置は、光路上に配置されたレンズ３０ａの焦点が合う位置に受光面を配置した撮像素子３６を備え、この撮像素子３６を含む平面内を移動できるように撮像素子３６の近傍に配置されており、ホール素子３１ａ，３１ｂの接続回路を用いて撮像素子３６の位置を検出するように構成されている。
【００４２】
また、このような撮像素子位置検出装置を備えた撮像装置は、鏡筒３０内の後端部で、光軸方向と直交する平面内を移動可能に配置された撮像素子３６と、この撮像素子３６の位置を検出するホール素子３１ａ，３１ｂの接続回路と、この接続回路からの位置信号に基づいて撮像素子３６の駆動制御信号を出力するマイコン３３と、このマイコン３３から出力された駆動制御信号により撮像素子３６の位置決めを行なう撮像素子用アクチュエータ３５ａ，３５ｂを備えている。
【００４３】
また、撮像素子３６の画像信号からデジタル信号の画像信号を生成する信号処理部３７と、この信号処理部３７からの画像データを保存する取り外し可能な記憶媒体３８とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るホール素子の接続回路の一実施例を説明するための接続図である。
【図２】本発明のホール素子をレンズ位置検出手段として用いた撮像装置の一実施例を説明するための構成図である。
【図３】本発明のホール素子を撮像素子位置検出手段として用いた撮像装置の一実施例を説明するための構成図である。
【図４】従来のホール素子を用いた位置センサの端子接続図である。
【図５】ホール素子を用いた位置検出を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００４５】
１、１１  第１のホール素子
１ａ，２ａ  正極入力端子
１ｂ，２ｂ  正極出力端子
１ｃ，２ｃ  負極入力端子
１ｄ，２ｄ  負極出力端子
２、１２  第２のホール素子
１１ａ，１２ａ  正極入力端子
１１ｂ，１２ｂ  正極出力端子
１１ｃ，１２ｃ  負極入力端子
１１ｄ、１２ｄ  負極出力端子
２１  差動信号処理回路
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ  差動増幅器
２２  ホール素子
２３  永久磁石
３０  鏡筒
３０ａ  ズームレンズ
３１，３１ａ，３１ｂ  ホール素子
３２  増幅部
３３  マイコン（制御部）
３４  レンズドライバ
３５  レンズ用アクチュエータ
３５ａ，３５ｂ  撮像素子用アクチュエータ
３６  撮像素子（ＣＣＤ；Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）
３７  信号処理部
３８  記憶媒体
【図１】
2007093467.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007093467.tif 000005
【図４】
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【図５】
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