JP2008180561A - 位置検出回路及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 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、及びそれを用いた撮像装置を提供する。
【解決手段】 所定の間隔をもって配列された複数のホール素子101a，101bと、入力電流に応じた磁界を発生する磁界発生手段106 と、前記複数のホール素子からの各出力を減算する減算増幅手段102 とを有し、前記減算増幅手段の減算結果に基づき前記複数のホール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において、前記複数のホール素子からの各出力を加算する加算増幅手段103 と、基準電圧104bと前記加算増幅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104 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Ｖ−Ｉ変換手段105 とを備えて構成する。
【選択図】 図１

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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) ＝μ_H (T) ×Ｂ_Ca(T) ×Ｖcc ・・・・・・・・・・・（１）
Ｖhb(T) ＝μ_H (T) ×Ｂ_Cb(T) ×Ｖcc ・・・・・・・・・・・（２）

ここで、μ_H (T) はキャリアの移動度、Ｂ_Ca(T) ，Ｂ_Cb(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Ｂ_C (T) は、次式（３）のように表すことができる。
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)＝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×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)は、｛Ｂ_Ca(T1)−Ｂ_Cb(T1)｝を｛Ｂ_Ca(T1)＋Ｂ_Cb(T1)｝で正規化した値になる。

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｛Ｂ_Ca(T2)−Ｂ_Cb(T2)｝を｛Ｂ_Ca(T2)＋Ｂ_Cb(T2)｝で正規化した値になる。
ΔＶ(T2)＝｛Ｂ_Ca(T2)−Ｂ_Cb(T2)｝／｛Ｂ_Ca(T2)＋Ｂ_Cb(T2)｝×Ｖref1
・・・・・・・・・・・（６）
したがって、ΔＶ(T1), ΔＶ(T2)は、（Ｂ_Ca−Ｂ_Cb）を（Ｂ_Ca＋Ｂ_Cb）で正規化した値になり、ΔＶ(T1)とΔＶ(T2)は等しくなる。

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。

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。

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。

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。

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) ＝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、Ｂ_Ma，Ｂ_Mb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) ＝｛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、｛Ｂ_Ma＋Ｂ_Ca(T) −Ｂ_Mb−Ｂ_Cb(T) ｝を、｛Ｂ_Ma＋Ｂ_Ca(T) ＋Ｂ_Mb＋Ｂ_Cb(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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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。 実施例２の構成を示すブロック図である。 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。 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。 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。 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。 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。 同じくぶれ補正装置の構成を示す側面図である。

符号の説明

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

Claims (5)

1. 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
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。

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