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JP2008180561A - Position detection circuit and imaging device - Google Patents

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JP2008180561A
JP2008180561A JP2007013270A JP2007013270A JP2008180561A JP 2008180561 A JP2008180561 A JP 2008180561A JP 2007013270 A JP2007013270 A JP 2007013270A JP 2007013270 A JP2007013270 A JP 2007013270A JP 2008180561 A JP2008180561 A JP 2008180561A
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JP
Japan
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magnetic field
position detection
detection circuit
coil
hall elements
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Withdrawn
Application number
JP2007013270A
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Japanese (ja)
Inventor
Susumu Yamazaki
晋 山崎
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position detection circuit and an imaging device using the same capable of position detection with high precision by correcting the temperature performance of magnetic field change detection element. <P>SOLUTION: The position detection circuit for detecting the relative positional relation between the plurality of Hall elements and the magnetic field generation means based on the subtraction amplifying results is constituted of: a plurality of Hall elements 101a, 101b arranged with a prescribed interval; a magnetic field generation means 106 for generating the magnetic field corresponding to the input current; a subtraction amplifying means 102 for subtracting each output from the plurality of Hall elements; an additional amplifying means 103 for adding each of output of the plurality of Hall elements; a control value generation means 104 for restricting the difference between the reference voltage 104b and additional results of the additional amplifying means; and a V-I converting means 105 for converting the control value of the control value generation means into current and outputs as the input current of the magnetic field generation means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、物体間の相対位置を検知する位置検出回路、及び当該位置検出回路を用いた撮像装置に関する。   The present invention relates to a position detection circuit that detects a relative position between objects, and an imaging apparatus using the position detection circuit.

従来、物体間の相対位置を検知する方式として、比較的安価という観点から永久磁石とホール素子(磁界変化検出素子)を用いた位置検出方式が多く利用されている。特に最近では、カメラ等の撮像装置において、撮影中に生じた撮影者による手ぶれのぶれ量やぶれ方向に応じて、そのぶれを打ち消すように補正レンズや撮像素子を入射光の光軸に垂直な平面上で並進移動させ、ぶれを補正するぶれ補正装置の補正レンズや撮像素子の位置検出装置に用いられている。   Conventionally, as a method for detecting the relative position between objects, a position detection method using a permanent magnet and a Hall element (magnetic field change detection element) is often used from the viewpoint of relatively low cost. Particularly recently, in an imaging device such as a camera, the correction lens and the imaging device are perpendicular to the optical axis of the incident light so as to cancel out the shake according to the amount and direction of camera shake caused by the photographer during shooting. It is used in a correction lens for a shake correction device that translates and corrects a shake and a position detection device for an image sensor.

従来、特開2005−242327号公報(特許文献1)には、上記のような補正レンズや撮像素子を並進駆動させてぶれ補正を行うぶれ補正装置において、撮像素子の位置検出を行うために位置検出用磁界発生部にコイル、磁界変化検出素子にホール素子を用いた構成のものを開示している。そして、この開示のものでは、位置検出を行うときのみコイルを通電状態にし、コイルを帯磁させることで撮像素子を並進移動させる際の抵抗を軽減させている。
特開2005−242327号公報 特開2005−331399号公報
Conventionally, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-242327 (Patent Document 1) discloses a position for detecting the position of an image sensor in a shake correction apparatus that performs the shake correction by translationally driving the correction lens and the image sensor as described above. A configuration in which a coil is used for the detection magnetic field generation unit and a Hall element is used for the magnetic field change detection element is disclosed. In this disclosure, only when position detection is performed, the coil is energized, and the coil is magnetized to reduce the resistance when the image sensor is translated.
JP 2005-242327 A JP 2005-331399 A

しかしながら、通常ホール素子は温度特性を持っているため、、環境温度が変化した際に、ホール素子の感度が変化し位置検出精度が低下してしまうという問題があるが、上記公報開示のものにおいては、ホール素子の温度特性に対応するという観点では考慮がなされていない。これに対し特開2005−331399号公報(特許文献2)には、ホール素子に印加する入力電圧を温度変化に応じて変化させることにより温度補償を行うことが開示されている。しかしながら印加する入力電流を個々のホール素子毎に調整する必要があり、制御が容易ではない。   However, since the Hall element usually has temperature characteristics, when the environmental temperature changes, there is a problem that the sensitivity of the Hall element changes and the position detection accuracy decreases. Is not considered from the viewpoint of corresponding to the temperature characteristics of the Hall element. On the other hand, Japanese Patent Laying-Open No. 2005-331399 (Patent Document 2) discloses that temperature compensation is performed by changing the input voltage applied to the Hall element in accordance with the temperature change. However, it is necessary to adjust the applied input current for each Hall element, and control is not easy.

したがって、より高い精度で位置検出を行うためには、ホール素子の温度特性を容易に補正できる補正方法及び位置検出方法が望ましい。本発明の目的は、磁界変化検出素子を用いた位置検出において、磁界変化検出素子の温度特性が補正され、高い精度で位置検出を行うことができる位置検出回路、及びそれを用いたぶれ補正機能を備えた撮像装置を提供することにある。   Therefore, in order to perform position detection with higher accuracy, a correction method and a position detection method that can easily correct the temperature characteristics of the Hall element are desirable. An object of the present invention is to provide a position detection circuit capable of performing position detection with high accuracy by correcting the temperature characteristics of the magnetic field change detection element in position detection using the magnetic field change detection element, and a shake correction function using the position detection circuit. It is providing the imaging device provided with.

上記の課題を解決するために、請求項1に係る発明は、所定の間隔をもって配列された複数の磁界変化検出素子と、入力電流に応じた磁界を発生する磁界発生手段と、前記複数の磁界変化検出素子からの各出力を減算する減算手段とを有し、前記減算手段の減算結果に基づき前記複数の磁界変化検出素子と前記磁界発生手段との相対的な位置関係を検出する位置検出回路であって、前記複数の磁界変化検出素子からの各出力を加算する加算手段と、基準値と前記加算手段の加算結果との差分を抑える制御値を生成する制御値生成手段と、前記制御値生成手段の制御値を電流に変換し、前記磁界発生手段の入力電流として出力する変換手段とを備えることを特徴とするものである。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 includes a plurality of magnetic field change detecting elements arranged at a predetermined interval, a magnetic field generating means for generating a magnetic field according to an input current, and the plurality of magnetic fields. A position detecting circuit that subtracts each output from the change detecting element and detects a relative positional relationship between the plurality of magnetic field change detecting elements and the magnetic field generating means based on a subtraction result of the subtracting means. An addition unit that adds outputs from the plurality of magnetic field change detection elements, a control value generation unit that generates a control value that suppresses a difference between a reference value and an addition result of the addition unit, and the control value Conversion means for converting the control value of the generating means into a current and outputting it as an input current of the magnetic field generating means.

このように構成した位置検出回路では、複数の磁界変化検出素子の出力から、加算信号と減算信号を生成し、加算信号と基準値との差分を抑える制御値を電流に変換して、磁界発生手段にフィードバックする事によって、加算信号が一定になるように磁界発生手段の磁界を制御し、減算信号を位置信号として出力する。   In the position detection circuit configured as described above, an addition signal and a subtraction signal are generated from outputs of a plurality of magnetic field change detection elements, and a control value that suppresses a difference between the addition signal and a reference value is converted into a current to generate a magnetic field. By feeding back to the means, the magnetic field of the magnetic field generating means is controlled so that the addition signal becomes constant, and the subtraction signal is output as a position signal.

請求項2に係る発明は、請求項1に係る位置検出回路において、前記磁界発生手段は、コイルであることを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, in the position detection circuit according to the first aspect, the magnetic field generating means is a coil.

この請求項2に係る発明に対応する実施例は、実施例1である。このように構成した位置検出回路では、電流に変換した制御値によってコイルを帯磁させ、位置検出の際の磁力を発生させる。   An embodiment corresponding to the second aspect of the present invention is the first embodiment. In the position detection circuit configured as described above, the coil is magnetized by the control value converted into the current to generate a magnetic force at the time of position detection.

請求項3に係る発明は、請求項1に係る位置検出回路において、前記磁界発生手段は、コイルと永久磁石で構成されることを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, in the position detection circuit according to the first aspect, the magnetic field generating means includes a coil and a permanent magnet.

この請求項3に係る発明に対応する実施例は、実施例2である。このように構成した位置検出回路では、永久磁石の磁界を基に、電流に変換した制御値によってコイルを帯磁させ、永久磁石の磁界とコイルから発生する磁界を合計した磁界を位置検出の際の磁界とする。   An embodiment corresponding to the third aspect of the present invention is the second embodiment. In the position detection circuit configured as described above, the coil is magnetized by the control value converted into current based on the magnetic field of the permanent magnet, and the total magnetic field generated from the permanent magnet and the magnetic field generated from the coil is used for position detection. Let it be a magnetic field.

請求項4に係る発明は、請求項3に係る位置検出回路において、前記コイルと前記永久磁石は矩形状をなし、それら配置関係は、前記コイルを前記永久磁石の外周に有し、前記コイルと前記永久磁石の前記磁界変化検出素子と対向する面において、前記コイルの二つの対角線が交わる点と、前記永久磁石の二つの対角線が交わる点を一致させることを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the position detection circuit according to the third aspect, the coil and the permanent magnet have a rectangular shape, and the arrangement relationship thereof is that the coil is provided on the outer periphery of the permanent magnet, On the surface of the permanent magnet facing the magnetic field change detecting element, the point where the two diagonal lines of the coil intersect with the point where the two diagonal lines of the permanent magnet intersect with each other.

この請求項4に係る発明に対応する実施例は、実施例2である。このように構成した位置検出回路では、コイルと永久磁石を磁界変化検出素子と対向する面において中心を一致させるように配置させる。   An embodiment corresponding to the invention according to claim 4 is the second embodiment. In the position detection circuit configured as described above, the coil and the permanent magnet are arranged so that their centers coincide with each other on the surface facing the magnetic field change detection element.

請求項5に係る発明は、撮影レンズ又は前記撮影レンズを介して入射される被写体像を電気信号に変換する撮像素子のいずれか一方を撮像装置の筐体に対して移動可能に保持する可動保持部と、前記可動保持部又は前記筐体に対して固定された部材のいずれか一方に取り付けられ、磁界を発生する磁界発生手段と、前記磁界発生手段に対向する、前記可動保持部又は前記筐体に対して固定された部材のいずれか他方の側面に配置された請求項1〜4のいずれか1項に係る位置検出回路と、前記筐体のぶれ量を計測するぶれ量計測手段と、前記位置検出回路からの出力に基づき、前記ぶれ量を相殺するように前記可動保持部を移動させる移動制御手段とを有して撮像装置を構成するものである。   The invention according to claim 5 is a movable holding for holding either a photographing lens or an image sensor that converts an object image incident through the photographing lens into an electric signal so as to be movable with respect to a housing of the imaging device. A magnetic field generating means for generating a magnetic field, and the movable holding part or the housing facing the magnetic field generating means. A position detection circuit according to any one of claims 1 to 4 disposed on any one side surface of a member fixed to the body, and a shake amount measuring means for measuring a shake amount of the housing, The image pickup apparatus is configured to include movement control means for moving the movable holding unit so as to cancel out the shake amount based on an output from the position detection circuit.

請求項1及び請求項2に係る発明によれば、容易に磁界変化検出素子の温度特性による位置検出誤差の影響を抑制でき、位置検出精度を向上させた位置検出回路を実現できる。また、請求項3及び請求項4に係る発明によれば、請求項1及び請求項2に係る発明の位置検出回路と同じ位置検出精度を確保しつつ、位置検出時の位置検出回路の低消費電流化が図れる。また、請求項5に係る発明によれば、容易に磁界変化検出素子の温度特性による位置検出誤差の影響を抑制し、高い精度で撮像素子の位置検出を行うことができるので、容易に高い精度でぶれ補正を行うことが可能なぶれ補正機能を備えた撮像装置を実現できる。   According to the first and second aspects of the invention, it is possible to easily suppress the influence of the position detection error due to the temperature characteristics of the magnetic field change detection element and to realize a position detection circuit with improved position detection accuracy. Further, according to the inventions according to claims 3 and 4, the position detection circuit can reduce power consumption at the time of position detection while ensuring the same position detection accuracy as the position detection circuit according to claims 1 and 2. Current can be achieved. In addition, according to the fifth aspect of the present invention, it is possible to easily suppress the influence of the position detection error due to the temperature characteristic of the magnetic field change detection element and perform the position detection of the image pickup element with high accuracy. Thus, it is possible to realize an image pickup apparatus having a shake correction function capable of performing shake correction.

次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described.

まず、本発明に係る位置検出回路の実施例1について図面を参照しながら説明する。図1は、実施例1に係る位置検出回路の構成を示すブロック図であり、図2及び図3は実施例1における位置検出に用いる構成要素の物理的な配置の斜視図及び上面図である。次に、実施例1の構成について説明する。ここでは、磁界変化検出素子にはホール素子101a,101bを用い、磁界発生手段106 には巻き数4の矩形コイル107 を用いるものとする。   First, a first embodiment of the position detection circuit according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a position detection circuit according to the first embodiment. FIGS. 2 and 3 are a perspective view and a top view of a physical arrangement of components used for position detection according to the first embodiment. . Next, the configuration of the first embodiment will be described. Here, it is assumed that Hall elements 101a and 101b are used as the magnetic field change detecting elements, and a rectangular coil 107 having 4 turns is used as the magnetic field generating means 106.

この実施例に係る位置検出回路は、ホール素子101a,101bと、ホール素子信号処理回路100 と、磁界発生手段106 を備え、ホール素子101a,101bの入力端子の一方は電源電圧Vccに接続され、他方の入力端子はGNDに接続されている。ホール素子信号処理回路100 は、減算増幅手段102 と、加算増幅手段103 と、制御値生成手段104 と、V−I変換手段105 を備えており、制御値生成手段104 は、積分手段104aと基準電圧104bにより構成されている。   The position detection circuit according to this embodiment includes Hall elements 101a and 101b, a Hall element signal processing circuit 100, and magnetic field generation means 106, and one of the input terminals of the Hall elements 101a and 101b is connected to the power supply voltage Vcc, The other input terminal is connected to GND. The Hall element signal processing circuit 100 includes a subtracting amplification unit 102, an addition amplification unit 103, a control value generation unit 104, and a VI conversion unit 105. The control value generation unit 104 includes an integration unit 104a and a reference unit. The voltage 104b is used.

ここで、ホール素子101a,101bは、図2及び図3に示すように、x軸方向に所定の間隔を持って離散して配置された1組のホール素子対とする。コイル107 は、端子の一方がV−I変換手段105 に、他方がGNDにそれぞれ接続されており、一対のホール素子101a,101bと対向するように取り付けられている。コイル107 は、位置検出を行うための磁界発生手段106 として用いられ、コイル107 に電流が供給されている間のみ、供給される電流の電流値と流れる方向に応じた磁界が発生する。本実施例では、図2,図3のように電流の供給方向は、矢印の方向に従ってV−I変換回路105 からコイル107 を通ってGNDに流れる方向であるため、コイル107 の一対のホール素子101a,101bに対面している面がN極、その反対側の面がS極に帯磁する。   Here, as shown in FIGS. 2 and 3, the Hall elements 101a and 101b are a set of Hall element pairs that are discretely arranged with a predetermined interval in the x-axis direction. The coil 107 has one terminal connected to the VI conversion means 105 and the other connected to the GND, and is attached to face the pair of Hall elements 101a and 101b. The coil 107 is used as a magnetic field generating means 106 for detecting the position, and a magnetic field corresponding to the current value of the supplied current and the flowing direction is generated only while the current is supplied to the coil 107. In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the current supply direction is the direction in which the current flows from the VI converter circuit 105 through the coil 107 to the GND according to the direction of the arrow. The surface facing 101a and 101b is magnetized as an N pole and the opposite surface is magnetized as an S pole.

一対のホール素子101a,101bの出力信号Vha,Vhbは、コイル107 の移動による磁界の変化に従って変化する。減算増幅手段102 は、一対のホール素子101a,101bの出力信号Vha,Vhbの差を減算増幅手段102 のゲインα倍に増幅し、位置信号ΔVとして出力する。加算増幅手段103 は、一対のホール素子101a,101bの出力信号Vha,Vhbの和を加算増幅手段103 のゲインβ倍に増幅して出力する。積分手段104aには、加算増幅手段103 の出力信号及び所定の値に設定された一定の基準電圧104bが入力されており、積分手段104aは基準電圧104bを基に加算増幅手段103 の出力信号を積分する。積分手段104aの積分結果は、V−I変換手段105 に入力され、V−I変換手段105 によって積分結果の電圧値を電流値に変換して、コイル107 に電流を供給している。   The output signals Vha and Vhb of the pair of Hall elements 101a and 101b change according to the change of the magnetic field due to the movement of the coil 107. The subtracting amplifier 102 amplifies the difference between the output signals Vha and Vhb of the pair of Hall elements 101a and 101b by a gain α times that of the subtracting amplifier 102 and outputs the amplified signal as a position signal ΔV. The summing amplifier 103 amplifies the sum of the output signals Vha and Vhb of the pair of Hall elements 101a and 101b by a gain β times of the summing amplifier 103 and outputs the amplified signal. The integration means 104a receives the output signal of the addition amplification means 103 and a constant reference voltage 104b set to a predetermined value, and the integration means 104a outputs the output signal of the addition amplification means 103 based on the reference voltage 104b. Integrate. The integration result of the integration means 104a is input to the VI conversion means 105, the voltage value of the integration result is converted into a current value by the VI conversion means 105, and current is supplied to the coil 107.

次に、このように構成された実施例1の動作について説明する。一対のホール素子101a,101bの出力信号Vha,Vhbは、減算増幅手段102 ,加算増幅手段103 に入力される。減算増幅手段102 では、一対のホール素子101a,101bの出力信号Vha,Vhbの差を減算増幅手段102 のゲインα倍に増幅し、ΔV=α(Vha−Vhb)を位置信号として出力する。また、加算増幅手段103 では、一対のホール素子101a,101bの出力信号Vha,Vhbの和を加算増幅手段103 のゲインβ倍に増幅して、β(Vha+Vhb)を積分手段104aに出力する。積分手段104aには、加算増手段103 の出力信号β(Vha+Vhb)及び一定の基準電圧104bが入力されており、積分手段104aは基準電圧104bを基に加算増幅手段103 の出力信号を積分し、積分信号をV−I変換手段105 に出力する。V−I変換手段105 は、積分信号を電圧から電流に変換し、その電流をコイル107 にフィードバックさせて一対のホール素子101a,101bに印加する磁界を調節する。   Next, the operation of the first embodiment configured as described above will be described. The output signals Vha and Vhb from the pair of Hall elements 101a and 101b are input to the subtraction amplification means 102 and the addition amplification means 103. The subtracting amplifier 102 amplifies the difference between the output signals Vha and Vhb of the pair of Hall elements 101a and 101b by a gain α times that of the subtracting amplifier 102 and outputs ΔV = α (Vha−Vhb) as a position signal. Further, the summing amplifier 103 amplifies the sum of the output signals Vha and Vhb of the pair of Hall elements 101a and 101b by a gain β times that of the summing amplifier 103, and outputs β (Vha + Vhb) to the integrator 104a. The integration means 104a receives the output signal β (Vha + Vhb) of the addition increase means 103 and a constant reference voltage 104b. The integration means 104a integrates the output signal of the addition amplification means 103 based on the reference voltage 104b, The integrated signal is output to the VI conversion means 105. The VI conversion means 105 converts the integration signal from voltage to current, feeds back the current to the coil 107, and adjusts the magnetic field applied to the pair of Hall elements 101a and 101b.

より詳細には、コイル107 で発生する磁界、つまりコイル107 に流れる電流は、基準電圧104bと加算増幅手段103 の出力信号を比較し、基準電圧104bの方が大きい場合にはコイル107 に流れる電流を大きくする方向にフィードバック制御され、逆に基準電圧104bよりも加算増幅手段103 の出力信号の方が大きい場合には、コイル107 に流れる電流を小さくする方向にフィードバック制御される。   More specifically, the magnetic field generated in the coil 107, that is, the current flowing through the coil 107, compares the reference voltage 104b with the output signal of the summing amplifier 103, and if the reference voltage 104b is larger, the current flowing through the coil 107 If the output signal of the summing amplifier 103 is larger than the reference voltage 104b, the feedback control is performed in the direction of decreasing the current flowing through the coil 107.

このようにコイル107 に流れる電流を積分手段104aの出力信号によって、加算増幅手段103 の出力信号(Vha,Vhbの和にゲインを掛けたもの)が一定となるようにフィードバック制御することにより、減算増幅手段102 の出力信号ΔVを標準化するように調整を行うことができ、一対のホール素子101a,101bの出力信号を線形性のよい位置信号として出力できる。   Thus, the current flowing through the coil 107 is subtracted by feedback control so that the output signal of the adding and amplifying means 103 (the sum of Vha and Vhb multiplied by the gain) becomes constant by the output signal of the integrating means 104a. Adjustment can be performed so that the output signal ΔV of the amplifying means 102 is standardized, and the output signals of the pair of Hall elements 101a and 101b can be output as position signals with good linearity.

次に、このように加算増幅器103 の出力信号が一定となるようにフィードバック制御し、減算増幅手段102 の出力信号を位置信号として出力することにより、一対のホール素子101a,101bの温度特性による位置検出誤差の影響を容易に抑制できることを説明する。環境温度をTとして、コイル107 が所定の位置Xにある場合の一対のホール素子101a,101bの出力信号Vha,Vhbは、次式(1),(2)のように表すことができる。
Vha(T) =μH (T) ×BCa(T) ×Vcc ・・・・・・・・・・・(1)
Vhb(T) =μH (T) ×BCb(T) ×Vcc ・・・・・・・・・・・(2)
Next, feedback control is performed so that the output signal of the summing amplifier 103 becomes constant in this way, and the output signal of the subtracting amplification means 102 is output as a position signal, whereby the position due to the temperature characteristics of the pair of Hall elements 101a and 101b The fact that the influence of detection errors can be easily suppressed will be described. The output signals Vha and Vhb of the pair of Hall elements 101a and 101b when the environmental temperature is T and the coil 107 is at the predetermined position X can be expressed as the following equations (1) and (2).
Vha (T) = μ H (T) × B Ca (T) × Vcc (1)
Vhb (T) = μ H (T) × B Cb (T) × Vcc (2)

ここで、μH (T) はキャリアの移動度、BCa(T) ,BCb(T) は一対のホール素子101a,101bに印加される磁束密度、Vccは一対のホール素子101a,101bの電源電圧を示す。また、コイル107 に流れる電流が作る磁束密度BC (T) は、次式(3)のように表すことができる。
C (T) =μ×n×I(T) /L〔T〕 ・・・・・・・・・・・(3)
Here, μ H (T) is the carrier mobility, B Ca (T) and B Cb (T) are the magnetic flux densities applied to the pair of Hall elements 101a and 101b, and Vcc is the pair of Hall elements 101a and 101b. Indicates the power supply voltage. Further, the magnetic flux density B C (T) generated by the current flowing through the coil 107 can be expressed by the following equation (3).
B C (T) = μ × n × I (T) / L [T] (3)

ここで、μは空気中の透磁率、nはコイルの巻き数、I(T) はコイルに流れる電流、Lはコイルの長さを示す。なお、一対のホール素子101a,101bの出力は位置Xによっても変化するが、ここでは環境温度の変化によるホール素子の温度特性の影響についてのみ着目するために省略した。このとき、加算増幅手段103 の出力信号を一定とするように制御しているため、環境温度T1下での加算信号の関係は、次式(4)のようになる。
Vha(T1)+Vhb(T1)=μH (T1)×Vcc×{BCa(T1)+BCb(T1)}=Vref1
μH (T1)×Vcc=Vref1/{BCa(T1)+BCb(T1)} ・・・・・・・・・・・(4)
Here, μ is the permeability in the air, n is the number of turns of the coil, I (T) is the current flowing through the coil, and L is the length of the coil. Although the outputs of the pair of Hall elements 101a and 101b also change depending on the position X, they are omitted here to focus only on the influence of the temperature characteristics of the Hall elements due to the change of the environmental temperature. At this time, since the output signal of the addition amplification means 103 is controlled to be constant, the relationship of the addition signal under the ambient temperature T1 is expressed by the following equation (4).
Vha (T1) + Vhb (T1) = μ H (T1) × Vcc × {B Ca (T1) + B Cb (T1)} = Vref1
μ H (T1) × Vcc = Vref1 / {B Ca (T1) + B Cb (T1)} (4)

ここで、Vref1は加算手段において所定の値として用いている基準電圧を示す。また、環境温度T1下での減算手段102 の出力信号(位置信号)ΔV(T1)は、(4)式を用いると次式(5)のようになる。
ΔV(T1)=Vha(T1)−Vhb(T1)
=Vcc×μH (T1)×{BCa(T1)−BCb(T1)}
={BCa(T1)−BCb(T1)}/{BCa(T1)+BCb(T1)}×Vref1
・・・・・・・・・・・(5)
ΔV(T1)は、{BCa(T1)−BCb(T1)}を{BCa(T1)+BCb(T1)}で正規化した値になる。
Here, Vref1 represents a reference voltage used as a predetermined value in the adding means. Further, the output signal (position signal) ΔV (T1) of the subtracting means 102 under the environmental temperature T1 is expressed by the following equation (5) using the equation (4).
ΔV (T1) = Vha (T1) −Vhb (T1)
= Vcc × μ H (T1) × {B Ca (T1) −B Cb (T1)}
= {B Ca (T1) -B Cb (T1)} / {B Ca (T1) + B Cb (T1)} × Vref1
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (5)
ΔV (T1) is a value obtained by normalizing {B Ca (T1) −B Cb (T1)} by {B Ca (T1) + B Cb (T1)}.

また、同様にして異なる環境温度T2下での減算手段102 の出力信号ΔV(T2)を求めると、次式(6)のように、ΔV(T2)は{BCa(T2)−BCb(T2)}を{BCa(T2)+BCb(T2)}で正規化した値になる。
ΔV(T2)={BCa(T2)−BCb(T2)}/{BCa(T2)+BCb(T2)}×Vref1
・・・・・・・・・・・(6)
したがって、ΔV(T1), ΔV(T2)は、(BCa−BCb)を(BCa+BCb)で正規化した値になり、ΔV(T1)とΔV(T2)は等しくなる。
Similarly, when the output signal ΔV (T2) of the subtracting means 102 under different environmental temperatures T2 is obtained, ΔV (T2) is expressed as {B Ca (T2) −B Cb ( T2)} is normalized by {B Ca (T2) + B Cb (T2)}.
ΔV (T2) = {B Ca (T2) −B Cb (T2)} / {B Ca (T2) + B Cb (T2)} × Vref1
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (6)
Therefore, ΔV (T1) and ΔV (T2) are values obtained by normalizing (B Ca −B Cb ) by (B Ca + B Cb ), and ΔV (T1) and ΔV (T2) are equal.

以上のことから、本実施例によれば、加算増幅手段103 の出力信号を一定とするようにコイル107 に流れる電流値を制御することで、環境温度T1下の位置信号ΔV(T1)と、環境温度T2下の位置信号ΔV(T2)は等しくなり、容易にホール素子の温度特性による位置検出誤差を抑制することが可能となる。したがって、ホール素子の温度による誤差を補正するためのパラメータを求める作業や、個々の装置に応じて補正する作業を行うことなく、容易に補正処理を行うことができ、高い精度で位置検出を行うことができる。   From the above, according to the present embodiment, the position signal ΔV (T1) under the ambient temperature T1 is controlled by controlling the value of the current flowing through the coil 107 so that the output signal of the summing amplifier 103 is constant. The position signals ΔV (T2) under the environmental temperature T2 are equal, and it is possible to easily suppress position detection errors due to the temperature characteristics of the Hall elements. Therefore, the correction process can be easily performed without performing the operation for obtaining the parameter for correcting the error due to the temperature of the Hall element or the operation for correcting according to each device, and the position detection is performed with high accuracy. be able to.

次に、本発明の実施例2について説明する。図4は、本実施例に係る位置検出回路の構成を示すブロック図であり、図5,図6及び図7は、実施例2における位置検出に用いる構成要素の物理的な配置の正面図、斜視図及び上面図である。図4に示す実施例2で用いているホール素子とホール素子信号処理回路を構成している各要素は、図1に示した実施例1と同一であるため同一の符号を付し、その説明を省略する。次に、実施例1との相違点を中心として、本実施例の各構成と動作について説明する。本実施例2における実施例1との相違点は、磁界発生手段201 である。本実施例2における磁界発生手段201 は、矩形コイル107 と永久磁石202 を備え、コイル107 は永久磁石202 の外周に配置されている。また、コイル107 と永久磁石202 の配置は、コイル107 のホール素子に対向する面における対角線D1と対角線D2の交点と、永久磁石202 のホール素子に対向する面における対角線D3と対角線D4の交点がC1において一致する(コイル107 と永久磁石202 の対角線の交点が一致する)ように配置されている。また、実施例1においてコイル107 のGNDに接続されていた端子は、実施例2においては基準電圧Vref2に接続されている。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a position detection circuit according to the present embodiment, and FIGS. 5, 6, and 7 are front views of physical arrangements of components used for position detection according to the second embodiment. It is a perspective view and a top view. The elements constituting the Hall element and the Hall element signal processing circuit used in the second embodiment shown in FIG. 4 are the same as those in the first embodiment shown in FIG. Is omitted. Next, each configuration and operation of the present embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment. The difference between the second embodiment and the first embodiment is the magnetic field generating means 201. The magnetic field generating means 201 in the second embodiment includes a rectangular coil 107 and a permanent magnet 202, and the coil 107 is disposed on the outer periphery of the permanent magnet 202. The arrangement of the coil 107 and the permanent magnet 202 is such that the intersection of the diagonal line D1 and the diagonal line D2 on the surface of the coil 107 facing the Hall element and the intersection of the diagonal line D3 and the diagonal line D4 on the surface of the permanent magnet 202 facing the Hall element. They are arranged so as to coincide at C1 (the intersections of the diagonal lines of the coil 107 and the permanent magnet 202 coincide). Further, the terminal connected to the GND of the coil 107 in the first embodiment is connected to the reference voltage Vref2 in the second embodiment.

実施例1では位置検出を行うための磁界の発生は、コイル107 に供給する電流によってのみ発生させていたが、本実施例2のように磁力発生手段201 にコイル107 と永久磁石202 を備えた構成においては、位置検出を行うための磁界は、主に永久磁石202 によって発生され、コイル107 に供給される電流は、一対のホール素子101a,101bの温度特性を補正するための磁界を発生する分の電流のみでよい。つまり、本実施例2の磁界発生手段201 の構成によれば、実施例1よりも位置検出回路における位置検出に関する低消費電流化が可能となる。   In the first embodiment, the magnetic field for detecting the position is generated only by the current supplied to the coil 107, but the magnetic force generating means 201 is provided with the coil 107 and the permanent magnet 202 as in the second embodiment. In the configuration, the magnetic field for position detection is mainly generated by the permanent magnet 202, and the current supplied to the coil 107 generates a magnetic field for correcting the temperature characteristics of the pair of Hall elements 101a and 101b. Only a minute current is required. That is, according to the configuration of the magnetic field generating means 201 of the second embodiment, it is possible to reduce the current consumption related to position detection in the position detection circuit as compared with the first embodiment.

また、コイル107 と永久磁石202 の各対角線の交点が一致するように配置しているため、コイル107 のみを用いた場合に発生される磁界、あるいは永久磁石202 のみを用いた場合における磁界と同様に、コイル107 あるいは永久磁石202 の中心から同心円状に磁界が形成されるので、実施例1と同様に高い精度で位置検出を行うことができる。また、永久磁石202 は個体毎に特性にばらつきがあるため、個体毎のばらつきが影響して位置検出精度が低下することが考えられる。しかし、本実施例2に係る位置検出回路では、一対のホール素子101a,101bの温度特性の補正と同様にして、永久磁石の個体毎の特性のばらつきも補正できる。   Also, since the intersections of the diagonal lines of the coil 107 and the permanent magnet 202 coincide with each other, the magnetic field generated when only the coil 107 is used or the magnetic field when only the permanent magnet 202 is used is used. In addition, since the magnetic field is formed concentrically from the center of the coil 107 or the permanent magnet 202, the position can be detected with high accuracy as in the first embodiment. Further, since the characteristics of the permanent magnet 202 vary from individual to individual, it is conceivable that the position detection accuracy decreases due to the variation from individual to individual. However, in the position detection circuit according to the second embodiment, it is possible to correct the variation in the characteristics of the individual permanent magnets in the same manner as the correction of the temperature characteristics of the pair of Hall elements 101a and 101b.

次に、このように加算増幅手段103 の出力信号が一定となるようにフィードバック制御し、減算増幅手段103 の出力信号を位置信号として出力することにより、一対のホール素子101a,101bの温度特性による位置検出誤差の影響を容易に抑制できることを説明する。環境温度をTとして、当該磁石が所定の位置Xにある場合の一対のホール素子101a,101bの出力信号Vha,Vhbは、次式(7),(8)のように表すことができる。
Vha(T) =μH (T) ×{BMa+BCa(T) }×Vcc ・・・・・・・・・・・・(7)
Vhb(T) =μH (T) ×{BMb+BCb(T) }×Vcc ・・・・・・・・・・・・(8)
Next, feedback control is performed so that the output signal of the summing amplifier 103 becomes constant in this way, and the output signal of the subtracting amplifier 103 is output as a position signal, so that it depends on the temperature characteristics of the pair of Hall elements 101a and 101b. The fact that the influence of the position detection error can be easily suppressed will be described. The output signals Vha and Vhb of the pair of Hall elements 101a and 101b when the ambient temperature is T and the magnet is at the predetermined position X can be expressed as the following equations (7) and (8).
Vha (T) = μ H (T) × {B Ma + B Ca (T)} × Vcc (7)
Vhb (T) = μ H (T) × {B Mb + B Cb (T)} × Vcc (8)

ここで、BMa,BMbは一対のホール素子101a,101bに加えられる永久磁石201 の磁束密度である。(7),(8)式を実施例1と同様に展開すると次のようになる。
ΔV(T) ={BMa+BCa(T) −BMb−BCb(T) }
/{BMa+BCa(T) +BMb+BCb(T) }×Vref1 ・・・・・・・(9)
Here, B Ma and B Mb are magnetic flux densities of the permanent magnet 201 applied to the pair of Hall elements 101a and 101b. When Expressions (7) and (8) are developed in the same manner as in the first embodiment, the following is obtained.
ΔV (T) = {B Ma + B Ca (T) −B Mb −B Cb (T)}
/ {B Ma + B Ca (T) + B Mb + B Cb (T)} × Vref1 (9)

このとき、本実施例2では前述したようにコイル107 の一対のホール素子に対向する面における対角線D1と対角線D2の交点と、永久磁石202 の一対のホール素子に対向する面における対角線D3と対角線D4の交点がC1において一致するように配置されているため、ΔV(T) は実施例1と同様に、{BMa+BCa(T) −BMb−BCb(T) }を、{BMa+BCa(T) +BMb+BCb(T) }で正規化した値になり、本実施例2によれば、実施例1と同様に加算増幅手段103 の出力信号を一定とするようにコイル107 に流れる電流値を制御することで、容易に一対のホール素子の温度特性による位置検出誤差を抑制することが可能となる。 At this time, in the second embodiment, as described above, the intersection of the diagonal line D1 and the diagonal line D2 on the surface of the coil 107 facing the pair of Hall elements, and the diagonal line D3 and the diagonal line on the surface of the permanent magnet 202 facing the pair of Hall elements. Since the intersections of D4 are arranged so as to coincide with each other at C1, ΔV (T) is changed to {B Ma + B Ca (T) −B Mb −B Cb (T)}, {B Ma + B Ca (T) + B Mb + B Cb (T)}, and according to the second embodiment, as in the first embodiment, the coil is set so that the output signal of the summing amplifier 103 is constant. By controlling the value of the current flowing through 107, it is possible to easily suppress the position detection error due to the temperature characteristics of the pair of Hall elements.

以上のことから、本実施例2によれば、永久磁石202 の磁界強度を基にコイル107 に流れる電流の方向と大きさを積分手段104aの出力信号によって、加算増幅手段103 の出力信号(Vha,Vhbの和にゲインを掛けたもの)が一定となるようにフィードバック制御するので、前述した実施例1と同様にホール素子の環境温度による誤差を補正するためのパラメータを求める作業や個々の装置に応じて補正する作業を行うことなく、容易に補正処理を行うことができ、高い精度で位置検出を行うことができる。更に、コイル107 に供給する電流は、ホール素子の温度特性と磁石の個体ばらつきを補正する磁界を発生させる分のみでよいため、実施例1よりも位置検出回路の低消費電流化が実現できる。   From the above, according to the second embodiment, the direction and magnitude of the current flowing in the coil 107 based on the magnetic field strength of the permanent magnet 202 is determined by the output signal (Vha) of the adding and amplifying means 103 by the output signal of the integrating means 104a. , Vhb multiplied by a gain) is constant so that the parameter for correcting the error due to the ambient temperature of the Hall element is obtained as in the first embodiment, and each device Therefore, the correction process can be easily performed without performing the correction operation according to the position, and the position can be detected with high accuracy. Furthermore, since the current supplied to the coil 107 only needs to generate a magnetic field that corrects the temperature characteristics of the Hall elements and the individual variations of the magnets, the current consumption of the position detection circuit can be reduced compared to the first embodiment.

次に、本発明の実施例3について説明する。この実施例3においては、二次元の位置検出に本発明の位置検出回路を用いる場合について、具体的な利用形態としてぶれ補正機能を備えたデジタルスチルカメラを例に用いて説明する。図8は、本発明の位置検出回路を用いたデジタルスチルカメラであり、図9,図10は本発明の位置検出回路を用いたデジタルスチルカメラにおけるぶれ補正装置を示す上面図及び側面図である。まず、各図に示す実施例3における構成について説明する。図8に示す実施例3に係るデジタルスチルカメラは、デジタルカメラ本体300 と、電源釦301 と、シャッター釦302 と、撮影レンズ303 と、AF部(不図示)、AE部(不図示)、マイクロコンピュータ313a、ぶれ補正装置304 を備えている。デジタルカメラ本体300 への電源の供給、供給停止は、電源釦301 をそれぞれオン、オフすることにより行われる。シャッター釦302 を半押しすることによりAF部、AE部が駆動され、撮影レンズ303 を透過してきた入射光を用いてAF部、AE部によって被写体の測距動作及び測光動作が行われる。マイクロコンピュータ313aでは、AF部、AE部の信号を基に撮影時のシャッター速度、絞り値等の撮影条件が演算される。   Next, Embodiment 3 of the present invention will be described. In the third embodiment, a case where the position detection circuit of the present invention is used for two-dimensional position detection will be described using a digital still camera having a shake correction function as an example of a specific usage form. FIG. 8 is a digital still camera using the position detection circuit of the present invention, and FIGS. 9 and 10 are a top view and a side view showing a shake correction apparatus in the digital still camera using the position detection circuit of the present invention. . First, the structure in Example 3 shown in each figure is demonstrated. A digital still camera according to the third embodiment shown in FIG. 8 includes a digital camera body 300, a power button 301, a shutter button 302, a photographing lens 303, an AF unit (not shown), an AE unit (not shown), a micro A computer 313a and a shake correction device 304 are provided. Supply and stop of power supply to the digital camera main body 300 are performed by turning on and off the power button 301, respectively. When the shutter button 302 is half-pressed, the AF unit and the AE unit are driven, and the AF unit and the AE unit perform the distance measuring operation and the photometric operation of the subject by using the incident light transmitted through the photographing lens 303. In the microcomputer 313a, shooting conditions such as a shutter speed and an aperture value at the time of shooting are calculated based on signals from the AF unit and the AE unit.

図9,図10に上面図及び側面図を示すぶれ補正装置304 は、4個のホール素子、言い換えれば第1の一対のホール素子101a,101bと第2の一対のホール素子101c,101dの2組の一対のホール素子と、2個の磁界発生手段308a,308bと、撮像素子305 と、可動部306 と、固定部307 と、フレキシブル基板309 と、第1のホール素子信号処理回路100aと、第2のホール素子信号処理回路100bと、ぶれ量計測手段としてのジャイロセンサ312 と、移動制御部313 とから構成されている。   9 and 10 show a top view and a side view of a shake correction device 304 that includes four Hall elements, in other words, a first pair of Hall elements 101a and 101b and a second pair of Hall elements 101c and 101d. A pair of Hall elements, two magnetic field generating means 308a and 308b, an imaging element 305, a movable part 306, a fixed part 307, a flexible substrate 309, a first Hall element signal processing circuit 100a, The second hall element signal processing circuit 100b, a gyro sensor 312 as a shake amount measuring means, and a movement control unit 313 are configured.

可動部306 は、本体300 の筐体300aに対して可動に取り付けられ、撮像素子305 と第1及び第2の磁界発生手段308a,308bを備えている。撮像素子305 は、可動部の入射光側において、撮影レンズ303 を透過してきた入射光の光軸Lが撮像素子305 の撮像面の中心に結像するように取り付けられている。ここで、撮像面の中心とは、撮像面における二つの対角線が交わる点である。第1及び第2の磁界発生手段308a,309bとしては、位置検出を行う際の磁界を発生するために、実施例1もしくは実施例2に示したものと同様な構成のものを備え、可動部306 において撮像素子305 が取り付けられている面の裏面に、第1及び第2の磁界発生手段308a,309bが互いに可動部の対角線上に位置するように、撮像素子305 から離れて取り付けられている。可動部306 は、移動制御部313 を構成するモータ等の駆動手段313bの駆動によって、x軸方向、y軸方向に平行移動が可能になっている。   The movable portion 306 is movably attached to the housing 300a of the main body 300, and includes an image sensor 305 and first and second magnetic field generating means 308a and 308b. The image sensor 305 is attached on the incident light side of the movable part so that the optical axis L of the incident light transmitted through the photographing lens 303 forms an image at the center of the imaging surface of the image sensor 305. Here, the center of the imaging surface is a point where two diagonal lines on the imaging surface intersect. The first and second magnetic field generating means 308a and 309b have the same configuration as that shown in the first or second embodiment in order to generate a magnetic field when performing position detection, and have a movable part. In 306, the first and second magnetic field generating means 308a and 309b are attached to the back surface of the surface on which the image pickup device 305 is attached so as to be located on the diagonal line of the movable part. . The movable unit 306 can be translated in the x-axis direction and the y-axis direction by driving a driving unit 313b such as a motor constituting the movement control unit 313.

固定部307 は、筐体300aに固定され、2組の一対のホール素子(第1の一対のホール素子101a,101bと第2の一対のホール素子101c,101d)と、第1及び第2のホール素子信号処理回路100a,100bと、ジャイロセンサ312 を備えている。2組の一対のホール素子は、第1の一対のホール素子101a,101bがx軸方向に離散して配置され、第2の一対のホール素子101c,101dがy軸方向に離散して配置されている。更に、第1の一対のホール素子101a,101bと第1の磁界発生手段308aが対向するように取り付けられ、第2の一対のホール素子101c,101dと第2の磁界発生手段308bが対向するように取り付けられている。   The fixing unit 307 is fixed to the casing 300a, and includes a pair of Hall elements (a first pair of Hall elements 101a and 101b and a second pair of Hall elements 101c and 101d), a first pair, and a second pair of Hall elements. Hall element signal processing circuits 100a and 100b and a gyro sensor 312 are provided. In the two pairs of Hall elements, the first pair of Hall elements 101a and 101b are discretely arranged in the x-axis direction, and the second pair of Hall elements 101c and 101d are discretely arranged in the y-axis direction. ing. Further, the first pair of Hall elements 101a and 101b and the first magnetic field generating means 308a are attached so as to face each other, and the second pair of Hall elements 101c and 101d and the second magnetic field generating means 308b are opposed to each other. Is attached.

第1の一対のホール素子101a,101bは、可動部306 のx軸方向の位置情報を求めている。第1のホール素子信号処理回路100aは、2組の一対のホール素子が取り付けられている面の裏側におけるフレキシブル基板309 の近傍に取り付けられており、固定部307 内で第1の一対のホール素子101a,101bと第1のホール素子信号処理回路100aが結線されてX軸位置検出回路310 を構成している。第2の一対のホール素子101c,101dは、可動部306 のy 軸方向の位置情報を求めている。第2のホール素子信号処理回路100bは、2組の一対のホール素子が取り付けられている面の裏側におけるフレキシブル基板309 とホール素子信号処理回路100aの近傍に取り付けられており、固定部307 内で第2の一対のホール素子101c,101dと第2のホール素子信号処理回路100bが結線されてY軸位置検出回路311 を構成している。   The first pair of Hall elements 101a and 101b obtains position information of the movable portion 306 in the x-axis direction. The first Hall element signal processing circuit 100a is attached in the vicinity of the flexible substrate 309 on the back side of the surface to which the two pairs of Hall elements are attached, and the first pair of Hall elements in the fixing portion 307. 101a, 101b and the first Hall element signal processing circuit 100a are connected to form an X-axis position detection circuit 310. The second pair of Hall elements 101c and 101d obtains position information of the movable portion 306 in the y-axis direction. The second Hall element signal processing circuit 100b is attached in the vicinity of the flexible substrate 309 and the Hall element signal processing circuit 100a on the back side of the surface on which the two pairs of Hall elements are attached. The second pair of Hall elements 101c and 101d and the second Hall element signal processing circuit 100b are connected to form a Y-axis position detection circuit 311.

ジャイロセンサ312 は、第1及び第2のホール素子信号処理回路100a、100bと同一面に取り付けられ、ジャイロセンサ312 と各ホール素子信号処理回路100a,100bの出力信号は、移動制御部313 を構成するマイクロコンピュータ313aに接続されている。可動部306 と固定部307 は、フレキシブル基板309 によって接続され、撮像素子305 は固定部307 に配置される撮像素子305 の出力信号を処理する回路(不図示)と信号の送受信が可能になっている。また、第1のホール素子信号処理回路100aと第1の磁界発生手段308a,第2のホール素子信号処理回路100bと第2の磁界発生手段308bはそれぞれフレキシブル基板309 によって接続され、第1のホール素子信号処理回路100aから第1の磁界発生手段308aへ、第2のホール素子信号処理回路100bから第2の磁界発生手段308bへ電流の供給が可能になっている。   The gyro sensor 312 is mounted on the same surface as the first and second hall element signal processing circuits 100a and 100b, and the output signals of the gyro sensor 312 and the hall element signal processing circuits 100a and 100b constitute a movement control unit 313. Connected to the microcomputer 313a. The movable unit 306 and the fixed unit 307 are connected by a flexible substrate 309, and the image sensor 305 can transmit and receive signals to and from a circuit (not shown) that processes the output signal of the image sensor 305 disposed on the fixed unit 307. Yes. The first Hall element signal processing circuit 100a and the first magnetic field generating means 308a, and the second Hall element signal processing circuit 100b and the second magnetic field generating means 308b are connected by the flexible substrate 309, respectively, so that the first hall Current can be supplied from the element signal processing circuit 100a to the first magnetic field generation means 308a and from the second Hall element signal processing circuit 100b to the second magnetic field generation means 308b.

次に、このように構成されたぶれ補正装置の動作について説明する。デジタルカメラ本体300 に振動が発生する(ぶれる)と、デジタルカメラ本体300 内のぶれ補正装置304 も同様に振動する。すると、ぶれ補正装置304 内のジャイロセンサ312 が発生した振動のx軸周り、y軸周りの角速度を検知し、角速度信号をマイクロコンピュータ313aに出力する。また、このとき、X軸位置検出回路310 ,Y軸位置検出回路311 は、可動部306 (撮像素子305 )のx軸位置情報、y軸位置情報を求め、マイクロコンピュータ313aに出力している。   Next, the operation of the shake correction apparatus configured as described above will be described. When vibration is generated (blurred) in the digital camera body 300, the shake correction device 304 in the digital camera body 300 also vibrates in the same manner. Then, the angular velocity around the x-axis and y-axis of the vibration generated by the gyro sensor 312 in the shake correction device 304 is detected and an angular velocity signal is output to the microcomputer 313a. At this time, the X-axis position detection circuit 310 and the Y-axis position detection circuit 311 obtain the x-axis position information and the y-axis position information of the movable portion 306 (imaging element 305) and output them to the microcomputer 313a.

マイクロコンピュータ313aは、ジャイロセンサ312 の角速度信号から、デジタルカメラ本体300 のぶれによる撮像素子305 上の像の移動量(ぶれ量)、移動速度(ぶれ速度)を算出する。そして、算出したぶれ量と可動部306 (撮像素子305 )の現在の位置情報を用いて、発生したぶれ量を抑制する方向に対して、ぶれ速度に追従する速さで可動部306 (撮像素子305 )を移動させる(補正する)ために、モータ等の駆動手段313bに印加すべき電圧を決定する。すなわち、マイクロコンピュータ313aはX軸位置検出回路310 とY軸位置検出回路311 から入力される可動部306 (撮像素子305 )の現在の位置情報と、発生したぶれを抑制するために可動部306 (撮像素子305 )を補正すべき位置を比較し、補正すべき位置に可動部306 (撮像素子305 )が移動するようにフィードバック制御を行う。   The microcomputer 313a calculates the moving amount (blur amount) and moving speed (blur velocity) of the image on the image sensor 305 due to the blur of the digital camera body 300 from the angular velocity signal of the gyro sensor 312. Then, using the calculated shake amount and the current position information of the movable portion 306 (imaging device 305), the movable portion 306 (imaging device) is moved at a speed that follows the shake speed in the direction in which the generated shake amount is suppressed. 305) is moved (corrected), the voltage to be applied to the driving means 313b such as a motor is determined. That is, the microcomputer 313a detects the current position information of the movable unit 306 (imaging device 305) input from the X-axis position detection circuit 310 and the Y-axis position detection circuit 311 and the movable unit 306 ( The position where the image pickup device 305) is to be corrected is compared, and feedback control is performed so that the movable portion 306 (image pickup device 305) moves to the position to be corrected.

例えば、ぶれ補正動作を行い、撮像素子305 の位置をX軸位置検出回路310 ,Y軸位置検出回路311 により検出した結果、撮像素子305 の位置が補正すべき位置に対して行き過ぎているときには、X軸位置検出回路310 ,Y軸位置検出回路311 の出力信号を基に撮像素子305 の移動量を補正すべき位置に戻す方向に調節し、補正すべき位置に撮像素子305 を移動させる。また同様にして、撮像素子305 の位置をX軸位置検出回路310 ,Y軸位置検出回路311 により検出した結果、撮像素子305 の移動が補正すべき位置に対して少な過ぎた時には、X軸位置検出回路310 ,Y軸位置検出回路311 の出力を基に撮像素子305 の移動量を補正すべき位置に近づく方向に調節し、補正すべき位置に撮像素子305 を移動させる。   For example, when a shake correction operation is performed and the position of the image sensor 305 is detected by the X-axis position detection circuit 310 and the Y-axis position detection circuit 311, the position of the image sensor 305 is excessive with respect to the position to be corrected. Based on the output signals of the X-axis position detection circuit 310 and the Y-axis position detection circuit 311, the moving amount of the image sensor 305 is adjusted to return to the position to be corrected, and the image sensor 305 is moved to the position to be corrected. Similarly, when the position of the image pickup device 305 is detected by the X-axis position detection circuit 310 and the Y-axis position detection circuit 311, the movement of the image pickup device 305 is too small relative to the position to be corrected. Based on the outputs of the detection circuit 310 and the Y-axis position detection circuit 311, the movement amount of the image sensor 305 is adjusted in a direction approaching the position to be corrected, and the image sensor 305 is moved to the position to be corrected.

したがって、このような構成のぶれ補正装置は、前述した実施例1及び実施例2と同様にホール素子の温度特性による位置検出誤差を補正するためのパラメータを求める作業や、個々の装置に応じて補正する作業を行うことなく高い精度で可動部(撮像素子)の位置を検出でき、高い精度で容易にぶれ補正を行うことができる。なお、本実施例では、可動部306 と共に撮像素子305 を移動させてぶれ補正を行う形態を用いて説明したが、撮像素子305 を固定とし、撮影レンズ303 を構成しているレンズ群の一部をx軸方向、y軸方向に移動させてぶれ補正動作を行う形態としてもよい。   Therefore, the shake correction apparatus having such a configuration is similar to the first and second embodiments described above in accordance with an operation for obtaining a parameter for correcting a position detection error due to the temperature characteristic of the Hall element, or according to each apparatus. The position of the movable part (imaging device) can be detected with high accuracy without performing the correction operation, and shake correction can be easily performed with high accuracy. In this embodiment, the image pickup device 305 is moved together with the movable unit 306 to perform blur correction. However, the image pickup device 305 is fixed and a part of the lens group constituting the photographing lens 303 is fixed. The motion compensation operation may be performed by moving the lens in the x-axis direction and the y-axis direction.

また、本実施例では、静止画を撮像するデジタルスチルカメラを例として説明したが、本発明を動画を撮像する撮像機器(ビデオカメラやデジタルビデオカメラ)に適用しても同様の効果が得られる。また、本実施例では、2組の一対のホール素子を固定部307 に、第1及び第2の磁界発生手段308a,308bを可動部306 に配置した構成のものを示したが、2組の一対のホール素子と第1及び第2の磁界発生手段308a,308bを入れ替えて配置してもよい。すなわち、2組の一対のホール素子を可動部306 に、第1及び第2の磁界発生手段308a,308bを固定部307 に配置する構成としても同様の効果が得られる。   In this embodiment, a digital still camera that captures a still image has been described as an example. However, the same effect can be obtained when the present invention is applied to an imaging device (video camera or digital video camera) that captures a moving image. . In the present embodiment, two pairs of Hall elements are arranged in the fixed portion 307, and the first and second magnetic field generating means 308a and 308b are arranged in the movable portion 306. The pair of Hall elements and the first and second magnetic field generating means 308a and 308b may be interchanged. That is, the same effect can be obtained by arranging the two pairs of Hall elements in the movable portion 306 and the first and second magnetic field generating means 308a and 308b in the fixed portion 307.

また、各実施例においては、磁界発生手段として矩形コイルを用いた構成のものを示したが、本発明に用いられる磁界発生手段は矩形コイルに限られず、円形コイルとしても同様の効果が得られる。また、磁界変化検出素子としてホール素子を用いた構成のものを示したが、本発明に用いられる磁界変化検出素子はホール素子に限られない。具体的には、MIセンサ、磁気共鳴型磁界検出素子やMR素子などの、磁界の変化を検出することにより可動基板などの位置情報を求めることができる素子を用いても、同様の効果が得られる。   In each embodiment, the configuration using a rectangular coil as the magnetic field generating means is shown. However, the magnetic field generating means used in the present invention is not limited to the rectangular coil, and the same effect can be obtained as a circular coil. . Moreover, although the thing using the Hall element was shown as a magnetic field change detection element, the magnetic field change detection element used for this invention is not restricted to a Hall element. Specifically, the same effect can be obtained by using an element capable of obtaining positional information such as a movable substrate by detecting a change in a magnetic field, such as an MI sensor, a magnetic resonance type magnetic field detection element, or an MR element. It is done.

本発明に係る位置検出回路の実施例1の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of Example 1 of the position detection circuit based on this invention. 図1に示した実施例1における位置検出に用いる構成要素の物理的な配置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the physical arrangement | positioning of the component used for the position detection in Example 1 shown in FIG. 同じく位置検出に用いる構成要素の物理的な配置を示す上面図である。It is a top view which shows the physical arrangement | positioning of the component similarly used for a position detection. 実施例2の構成を示すブロック図である。6 is a block diagram illustrating a configuration of Example 2. FIG. 図4に示した実施例2における位置検出に用いる構成要素の物理的な配置を示す正面図である。It is a front view which shows the physical arrangement | positioning of the component used for the position detection in Example 2 shown in FIG. 同じく位置検出に用いる構成要素の物理的な配置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the physical arrangement | positioning of the component similarly used for a position detection. 同じく位置検出に用いる構成要素の物理的な配置を示す上面図である。It is a top view which shows the physical arrangement | positioning of the component similarly used for a position detection. 本発明に係る位置検出回路を用いた実施例3に係るデジタルスチルカメラを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the digital still camera which concerns on Example 3 using the position detection circuit which concerns on this invention. 図8に示したデジタルスチルカメラにおけるぶれ補正装置の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the blurring correction apparatus in the digital still camera shown in FIG. 同じくぶれ補正装置の構成を示す側面図である。It is a side view which similarly shows the structure of a shake correction apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

100 ホール素子信号処理回路
101a,101b ホール素子(磁界変化検出素子)
102 減算増幅手段
103 加算増幅手段
104 制御値生成手段
104a 積分手段
104b 基準電圧
105 V−I変換手段
106 磁界発生手段
107 矩形コイル
201 磁界発生手段
202 永久磁石
300 デジタルカメラ本体
300a 筐体
301 電源釦
302 シャッタ釦
303 撮影レンズ
304 ぶれ補正装置
305 撮像素子
306 可動部
307 固定部
308a 第1の磁界発生手段
308b 第2の磁界発生手段
309 フレキシブル基板
310 X軸位置検出回路
311 Y軸位置検出回路
312 ジャイロセンサ
313 移動制御部
313a マイクロコンピュータ
313b 駆動手段
100 Hall element signal processing circuit
101a, 101b Hall element (magnetic field change detection element)
102 Subtraction amplification means
103 Addition amplification means
104 Control value generation means
104a Integration means
104b Reference voltage
105 VI conversion means
106 Magnetic field generation means
107 rectangular coil
201 Magnetic field generation means
202 Permanent magnet
300 Digital camera body
300a enclosure
301 Power button
302 Shutter button
303 Photo lens
304 Image stabilizer
305 Image sensor
306 Moving parts
307 Fixed part
308a First magnetic field generating means
308b Second magnetic field generating means
309 Flexible substrate
310 X-axis position detection circuit
311 Y-axis position detection circuit
312 Gyro sensor
313 Movement control unit
313a microcomputer
313b Driving means

Claims (5)

所定の間隔をもって配列された複数の磁界変化検出素子と、
入力電流に応じた磁界を発生する磁界発生手段と、
前記複数の磁界変化検出素子からの各出力を減算する減算手段とを有し、
前記減算手段の減算結果に基づき前記複数の磁界変化検出素子と前記磁界発生手段との相対的な位置関係を検出する位置検出回路であって、
前記複数の磁界変化検出素子からの各出力を加算する加算手段と、
基準値と前記加算手段の加算結果との差分を抑える制御値を生成する制御値生成手段と、
前記制御値生成手段の制御値を電流に変換し、前記磁界発生手段の入力電流として出力する変換手段とを備えることを特徴とする位置検出回路
A plurality of magnetic field change detecting elements arranged at a predetermined interval;
Magnetic field generating means for generating a magnetic field according to the input current;
Subtracting means for subtracting each output from the plurality of magnetic field change detection elements,
A position detection circuit for detecting a relative positional relationship between the plurality of magnetic field change detection elements and the magnetic field generation means based on a subtraction result of the subtraction means;
Adding means for adding outputs from the plurality of magnetic field change detecting elements;
Control value generating means for generating a control value for suppressing a difference between a reference value and the addition result of the adding means;
A position detecting circuit comprising: a converting means for converting the control value of the control value generating means into a current and outputting the current as an input current of the magnetic field generating means.
前記磁界発生手段は、コイルであることを特徴とする請求項1に係る位置検出回路。   The position detection circuit according to claim 1, wherein the magnetic field generation means is a coil. 前記磁界発生手段は、コイルと永久磁石で構成されることを特徴とする請求項1に係る位置検出回路。   The position detection circuit according to claim 1, wherein the magnetic field generation unit includes a coil and a permanent magnet. 前記コイルと前記永久磁石は矩形状をなし、それらの配置関係は、前記コイルを前記永久磁石の外周に有し、前記コイルと前記永久磁石の前記磁界変化検出素子と対向する面において、前記コイルの二つの対角線が交わる点と、前記永久磁石の二つの対角線が交わる点を一致させることを特徴とする請求項3に係る位置検出回路。   The coil and the permanent magnet have a rectangular shape, and the arrangement relationship thereof is that the coil is disposed on the outer periphery of the permanent magnet, and the coil and the permanent magnet are arranged on the surface facing the magnetic field change detection element. The position detection circuit according to claim 3, wherein a point where two diagonal lines of the two intersect and a point where two diagonal lines of the permanent magnet intersect with each other. 撮影レンズ又は前記撮影レンズを介して入射される被写体像を電気信号に変換する撮像素子のいずれか一方を撮像装置の筐体に対して移動可能に保持する可動保持部と、
前記可動保持部又は前記筐体に対して固定された部材のいずれか一方に取り付けられ、磁界を発生する磁界発生手段と、
前記磁界発生手段に対向する、前記可動保持部又は前記筐体に対して固定された部材のいずれか他方の側面に配置された請求項1〜4のいずれか1項に係る位置検出回路と、 前記筐体のぶれ量を計測するぶれ量計測手段と、
前記位置検出回路からの出力に基づき、前記ぶれ量を相殺するように前記可動保持部を移動させる移動制御手段とを有する撮像装置。
A movable holding unit that holds the photographic lens or an image sensor that converts an image of a subject incident through the photographic lens into an electrical signal, movably with respect to the housing of the imaging device;
A magnetic field generating means attached to either the movable holding part or the member fixed to the casing and generating a magnetic field;
The position detection circuit according to any one of claims 1 to 4, which is disposed on the other side surface of the movable holding portion or a member fixed to the housing, facing the magnetic field generation means, A shake amount measuring means for measuring a shake amount of the housing;
An imaging apparatus comprising: a movement control unit that moves the movable holding unit so as to cancel out the amount of blur based on an output from the position detection circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113132590A (en) * 2019-12-27 2021-07-16 三星电机株式会社 Position detection device, aperture module, and camera module

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