特許 6798853 信号検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6798853

(24)【登録日】2020年11月24日

(45)【発行日】2020年12月9日

(54)【発明の名称】信号検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/14 20060101AFI20201130BHJP

   G01B 7/30 20060101ALI20201130BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/14 E

   G01B7/30 M

【請求項の数】4

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-206795(P2016-206795)

(22)【出願日】2016年10月21日

(65)【公開番号】特開2018-66695(P2018-66695A)

(43)【公開日】2018年4月26日

【審査請求日】2019年8月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】303046277

【氏名又は名称】旭化成エレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 新

(72)【発明者】

【氏名】大久保 圭二

【審査官】 清水 靖記

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３４８１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１８９５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６６４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３３１３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０３８９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−１３６８５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ７／００−７／３４

Ｇ０１Ｄ ５／００−５／２５２

Ｇ０１Ｄ ５／３９−５／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一の方向及び前記一の方向に直交する平面内で部材に対して移動可能な移動体に取り付けられた磁石が発生する磁場に基づく第一検出信号を出力し、前記部材に取り付けられた第一磁気検出部と、
前記移動体が前記平面内で回転することによって前記磁石が前記第一磁気検出部に近付いた際には前記磁石が遠退き、前記移動体が前記平面内で回転することによって前記磁石が前記第一磁気検出部から遠退いた際には前記磁石が近付くように前記部材に取り付けられ、前記磁石が発生する磁場に基づく第二検出信号を出力する第二磁気検出部と、
前記第一検出信号及び前記第二検出信号の和信号を生成する和信号生成部と、
前記和信号生成部から入力される和信号に基づいて、前記第一磁気検出部及び前記第二磁気検出部に対する前記磁石の前記平面内での回転角を算出する算出部と、
前記第一検出信号及び前記第二検出信号の差信号を生成する差信号生成部と、
前記平面内で前記第一磁気検出部に近付く又は遠退く方向である第一方向における前記磁石の移動に基づく第一信号に関連する第一係数を前記和信号を用いて演算する第一係数演算部と、
前記部材に取り付けられ前記磁場の強度を検出し、前記平面内で前記第一方向と直交する方向である第二方向における前記磁石の移動に基づく第二信号を出力する第三磁気検出部と、
前記第二信号に関連する第二係数を前記第三磁気検出部から入力される第二信号を用いて演算する第二係数演算部と
を備え、
前記算出部は、
前記差信号生成部から入力される差信号を前記和信号生成部から入力される和信号で除算する除算部と、
前記差信号生成部から入力される差信号に含まれる前記第一方向に関連する成分の一部を、前記第一係数演算部から入力される第一係数を用いて除去し、該差信号に含まれる前記第二方向に関連する成分を、前記第二係数演算部から入力される第二係数を用いて除去する成分除去前段部と
を有する
信号検出装置。

【請求項2】

一の方向及び前記一の方向に直交する平面内で部材に対して移動可能な移動体に取り付けられた磁石が発生する磁場に基づく第一検出信号を出力し、前記部材に取り付けられた第一磁気検出部と、
前記移動体が前記平面内で回転することによって前記磁石が前記第一磁気検出部に近付いた際には前記磁石が遠退き、前記移動体が前記平面内で回転することによって前記磁石が前記第一磁気検出部から遠退いた際には前記磁石が近付くように前記部材に取り付けられ、前記磁石が発生する磁場に基づく第二検出信号を出力する第二磁気検出部と、
前記第一検出信号及び前記第二検出信号の和信号を生成する和信号生成部と、
前記和信号生成部から入力される和信号に基づいて、前記第一磁気検出部及び前記第二磁気検出部に対する前記磁石の前記平面内での回転角を算出する算出部と、
前記第一検出信号及び前記第二検出信号の差信号を生成する差信号生成部と、
前記平面内で前記第一磁気検出部に近付く又は遠退く方向である第一方向における前記磁石の移動に基づく第一信号に関連する第一係数を前記和信号を用いて演算する第一係数演算部と、
前記部材に取り付けられ前記磁場の強度を検出し、前記平面内で前記第一方向と直交する方向である第二方向における前記磁石の移動に基づく第二信号を出力する第三磁気検出部と、
前記第二信号に関連する第二係数を前記第三磁気検出部から入力される第二信号を用いて演算する第二係数演算部と
を備え、
前記算出部は、
前記平面内で前記第一磁気検出部に近付く又は遠退く方向である第一方向における前記磁石の移動に基づく第一信号に関連する第一係数を前記和信号を用いて演算する第一係数演算部と、
前記差信号生成部から入力される差信号に含まれる前記第一方向に関連する成分を、前記第一係数演算部から入力される第一係数を用いて除去する除去部と、
前記差信号生成部から入力される差信号に含まれる前記第一方向に関連する成分の一部を、前記第一係数演算部から入力される第一係数を用いて除去し、該差信号に含まれる前記第二方向に関連する成分を、前記第二係数演算部から入力される第二係数を用いて除去する成分除去前段部と
を有する
信号検出装置。

【請求項3】

前記部材に取り付けられ、前記磁場に基づいて、前記一の方向における前記磁石の移動に基づく第三信号を出力する第四磁気検出部と、
前記第三信号に関連する第三係数を前記第四磁気検出部から入力される第三信号を用いて演算する第三係数演算部と
を備え、
前記算出部は、前記成分除去前段部から入力される信号に含まれる前記一の方向に関連する成分を、前記第三係数演算部から入力される第三係数及び前記算出部の出力信号を用いて除去する成分除去後段部を有する
請求項１又は２に記載の信号検出装置。

【請求項4】

前記部材に取り付けられ、前記磁場に基づいて、前記一の方向における前記磁石の移動に基づく第三信号を出力する第四磁気検出部と、
前記第三信号に関連する第三係数を前記第四磁気検出部から入力される第三信号を用いて演算する第三係数演算部と
を備え、
前記算出部は、前記成分除去前段部から入力される信号に含まれる前記一の方向に関連する成分を、前記第三係数演算部から入力される第三係数及び所定値を用いて除去する成分除去後段部を有する
請求項１又は２に記載の信号検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁場の強度に基づいて位置制御用の信号を検出する信号検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、携帯電話機器などに設けられた小型カメラを用いて静止画像を撮影する機会が増えている。これに伴い、静止画像の撮影時に手ブレ（振動）があったとしても、結像面上での像ブレを防いで鮮明な撮影ができるようにした光学式手ブレ補正（ＯＩＳ；Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ／以下、「手ブレ補正」と略記する場合がある）装置が種々提案されている（例えば特許文献１）。このような手ブレ補正装置は、例えば小型カメラに用いられるレンズホルダに固定された磁石が発生する磁場を検出してレンズホルダの位置制御を行う。

【0003】

レンズホルダは、所定のステージや弾性部材などで、直交する３軸方向に移動が制限された状態で携帯電話機器の筐体などに設けられている。しかしながら、携帯電話機器などの小型化薄型化に伴い、このようなステージや弾性部材を設けるための領域を確保することが困難になっている。このため、レンズホルダは、ステージなどに取り付けられずに携帯電話機器に設けられるので、撮影時に手ブレが生じると、従来の３軸方向の移動に加えて、従来は存在しなかった、２軸で形成される平面内で回転してしまう場合がある。しかしながら、２軸に動いた際、正確に回転角度を検出する手法がなく、回転を制御することが難しい。このため、従来の手ブレ補正装置は、この平面内でのレンズホルダの回転に基づく像ブレを十分に補正できないという問題を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−１９６４６６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、平面内で回転する磁石の回転角を検知することができる信号検出装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の一態様による信号検出装置は、一の方向及び前記一の方向に直交する平面内で部材に対して移動可能な移動体に取り付けられた磁石が発生する磁場に基づく第一検出信号を出力し、前記部材に取り付けられた第一磁気検出部と、前記移動体が前記平面内で回転することによって前記磁石が前記第一磁気検出部に近付いた際には前記磁石が遠退き、前記移動体が前記平面内で回転することによって前記磁石が前記第一磁気検出部から遠退いた際には前記磁石が近付くように前記部材に取り付けられ、前記磁石が発生する磁場に基づく第二検出信号を出力する第二磁気検出部と、前記第一検出信号及び前記第二検出信号の和信号を生成する和信号生成部と、前記和信号生成部から入力される和信号に基づいて、前記第一磁気検出部及び前記第二磁気検出部に対する前記磁石の前記平面内での回転角を算出する算出部と、前記第一検出信号及び前記第二検出信号の差信号を生成する差信号生成部と、前記平面内で前記第一磁気検出部に近付く又は遠退く方向である第一方向における前記磁石の移動に基づく第一信号に関連する第一係数を前記和信号を用いて演算する第一係数演算部と、前記部材に取り付けられ前記磁場の強度を検出し、前記平面内で前記第一方向と直交する方向である第二方向における前記磁石の移動に基づく第二信号を出力する第三磁気検出部と、前記第二信号に関連する第二係数を前記第三磁気検出部から入力される第二信号を用いて演算する第二係数演算部とを備え、前記算出部は、前記差信号生成部から入力される差信号を前記和信号生成部から入力される和信号で除算する除算部と、前記差信号生成部から入力される差信号に含まれる前記第一方向に関連する成分の一部を、前記第一係数演算部から入力される第一係数を用いて除去し、該差信号に含まれる前記第二方向に関連する成分を、前記第二係数演算部から入力される第二係数を用いて除去する成分除去前段部とを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、平面内で回転する磁石の回転角を検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１実施形態による信号検出装置１の位置検出対象のカメラモジュール２の概略構成を示す外観図であり、図１（ａ）はカメラモジュール２の斜視図であり、図１（ｂ）はカメラモジュール２の平面図である。

【図2】本発明の第１実施形態による信号検出装置１の概略構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の第２実施形態による信号検出装置３の概略構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の第３実施形態による信号検出装置５の概略構成を示すブロック図である。

【図5】本発明の第４実施形態による信号検出装置７の概略構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態による信号検出装置及び信号検出方法について図１及び図２を用いて説明する。本実施形態による信号検出装置１は、カメラ機能付電子機器１００に備えられている。本実施形態におけるカメラ機能付電子機器１００は、例えばスマートフォンなどの携帯電話機器、デジタルカメラ及びデジタルムービーなどである。

【0010】

図１は、カメラ機能付電子機器１００に備えられたカメラモジュール２の概略構成を示す斜視図（図１（ａ））及び平面図（図１（ｂ））である。図１（ａ）では、理解を容易にするため、ホール素子ＨＥｘ１，ＨＥｘ２，ＨＥｙ，ＨＥｚ（詳細は後述する）が取り付けられた筐体４（詳細は後述する）の図示は省略されている。また、図１（ａ）及び図１（ｂ）には、説明の便宜上、カメラモジュール２に対応付けられたＸＹＺ直交座標系が図示されている。

【0011】

図１に示すように、カメラモジュール２は、薄板長方形状のレンズホルダ（移動体の一例）２１と、レンズホルダ２１の中央に形成された貫通孔に取り付けられたレンズ２２とを有している。レンズホルダ２１は、カメラ機能付電子機器１００に備えられた筐体（部材の一例）４のホルダ取付部４１（図１（ｂ）参照）に設けられている。レンズホルダ２１は、ホルダ取付部４１において、筐体４に対して移動可能に設けられている。

【0012】

カメラモジュール２は、レンズホルダ２１の周囲の少なくとも一部に設けられた磁石Ｍを有している。磁石Ｍは、磁石Ｍｘ，磁石Ｍｙ及び磁石Ｍｚで構成されている。磁石Ｍｘ，Ｍｙは、レンズホルダ２１の側面に取り付けられている。磁石Ｍｙは、磁石Ｍｘが配置されたレンズホルダ２１の側面に直交する側面に配置されている。磁石Ｍｚは、レンズホルダ２１を挟んで磁石Ｍｘに対向配置されている。磁石Ｍｚは、筐体４に設けられたホルダ取付部４１内でレンズホルダ２１が動いても、ホール素子ＨＥｚとの間隔が一定に保たれるようにホルダ取付部４１内に設けられている。磁石Ｍｚは、レンズホルダ２１を外側から抱える構造を有している。磁石Ｍｚとレンズホルダ２１とは、互いに独立して可動するようになっている。

【0013】

図１（ｂ）に示すように、ホール素子ＨＥｘ１，ＨＥｘ２，ＨＥｙ，ＨＥｚは、筐体４に取り付けられている。ホール素子ＨＥｘ１（第一磁気検出部の一例）及びホール素子ＨＥｘ２（第二磁気検出部の一例）は、磁石Ｍｘに対向配置されている。ホール素子ＨＥｙ（第三磁気検出部の一例）は、磁石Ｍｙに対向配置されている。ホール素子ＨＥｚ（第四磁気検出部の一例）は、磁石Ｍｚに対向配置されている。

【0014】

ホール素子ＨＥｘ１の周囲には、磁石Ｍｘに対向配置されたコイルＣｘ１が設けられている。コイルＣｘ１には、ホール素子ＨＥｘ１が検出する検出信号に基づく電流が供給される。ホール素子ＨＥｘ２の周囲には、磁石Ｍｘに対向配置されたコイルＣｘ２が設けられている。コイルＣｘ２及びコイルＣｘ１は、互いに隣り合って配置されている。コイルＣｘ２には、ホール素子ＨＥｘ２が検出する検出信号に基づく電流が供給される。ホール素子ＨＥｙの周囲には、磁石Ｍｙに対向配置されたコイルＣｙが設けられている。コイルＣｙには、ホール素子ＨＥｙが検出する検出信号に基づく電流が供給される。ホール素子ＨＥｚの周囲には、磁石Ｍｚに対向配置されたコイルＣｚが設けられている。コイルＣｚには、ホール素子ＨＥｚが検出する検出信号に基づく電流が供給される。

【0015】

磁石Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚは、薄板直方体形状を有している。磁石Ｍｘ及び磁石Ｍｚは、磁石Ｍｙよりも大きく形成されている。磁石Ｍｘ，Ｍｙは１つのＮ極と１つのＳ極を有する永久磁石である。磁石Ｍｘは、Ｓ極をレンズホルダ２１側に分布させ、Ｎ極をホール素子ＨＥｘ１側に分布させて配置されている。磁石Ｍｙは、Ｓ極をレンズホルダ２１側に分布させ、Ｎ極がホール素子ＨＥｙ側に分布させて配置されている。磁石Ｍｚは２つのＮ極と２つのＳ極を有る永久磁石である。磁石Ｍｚは、短辺方向に並ぶＳ極及びＮ極をレンズホルダ２１側及びホール素子ＨＥｚ側の双方に分布させて配置されている。レンズホルダ２１側及びホール素子ＨＥｚ側のそれぞれのＳ極同士は対角に分布され、レンズホルダ２１側及びホール素子ＨＥｚ側のそれぞれのＮ極同士は対角に分布されている。なお、磁石Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚは、図１に示すのとは逆にＮ極及びＳ極が分布されていてもよい。また、本構成では、磁石Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚは各々１つずつだが、それぞれの磁石Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚは複数個あっても問題ない。

【0016】

レンズホルダ２１及び磁石Ｍｘ，Ｍｙは、ホルダ取付部４１において筐体４に対して相対的に移動可能に設けられている。後述する信号検出装置１は、ホール素子ＨＥｘ１，ＨＥｘ２，ＨＥｙ，ＨＥｚの検出信号に基づいて、磁石Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚの移動量や移動方向を検出し、撮影時の手ブレなどによる磁石Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ及びレンズホルダ２１の移動を抑制するための信号などを出力するようになっている。また、磁石Ｍｚは、焦点調整のために、レンズ２２の光軸方向のレンズ２２の位置検出にも使われる場合がある。本構成では、筐体４にホール素子ＨＥｘ１，ＨＥｘ２，ＨＥｙ，ＨＥｚなどのセンサが搭載され、磁石Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚがレンズホルダ２１に搭載されているが、これが逆の関係でも問題ない。

【0017】

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、レンズホルダ２１の基準位置（設計値）において、レンズ２２の光軸方向にＸＹＺ直交座標系のＺ軸方向（一の方向の一例）が対応付けられている。また、レンズホルダ２１の基準位置において、レンズ２２の光軸方向に直交する平面にＸＹ座標平面が対応付けられている。また、ホール素子ＨＥｘ１、ＨＥｘ２及びホール素子ＨＥｚの並ぶ方向にＸ軸方向が対応付けられている。換言すると、Ｘ軸方向は、磁石Ｍｙの長辺が延在する方向に対応付けられている。ホール素子ＨＥｘ側からホール素子ＨＥｚ側に向かう方向がＸ軸の正方向である。さらに、ホール素子ＨＥｘ１及びホール素子ＨＥｘ２が並ぶ方向にＹ軸方向が対応付けられている。換言すると、Ｙ軸方向は、磁石Ｍｘの長辺が延在する方向に対応付けられている。ホール素子ＨＥｙ側からホール素子が設けられていないレンズホルダ２１の側壁側に向かう方向がＹ軸の正方向である。

【0018】

次に、本実施形態による信号検出装置１の概略構成について図１を参照しつつ図２を用いて説明する。図２では、理解を容易にするため、信号検出装置１に接続された制御部６、制御部６によって制御される駆動部８及び駆動部８によって駆動されるコイルＣｘ１，Ｃｘ２，Ｃｙ，Ｃｚが併せて図示されている。

【0019】

図２に示すように、信号検出装置１は、ＸＹＺ直交座標系のＺ軸方向及びＺ軸方向に直交するＸＹ座標平面内で筐体４に対して移動可能な磁石Ｍ（図１参照）に取り付けられた磁石Ｍｘが発生する磁場に基づく第一検出信号ＳＨｘ１を検出するホール素子ＨＥｘ１を備えている。また、信号検出装置１は、レンズホルダ２１（図１参照）がＸＹ座標平面内で回転することによって磁石Ｍｘがホール素子ＨＥｘ１に近付いた際には磁石Ｍｘが遠退き、レンズホルダ２１がＸＹ座標平面内で回転することによって磁石Ｍｘがホール素子ＨＥｘ１から遠退いた際には磁石Ｍｘが近付くように筐体４に取り付けられ、磁石Ｍｘが発生する磁場に基づく第二検出信号ＳＨｘ２を出力するホール素子ＨＥｘ２を備えている。なお、この場合、レンズホルダ２１がＸＹ座標平面内でＸ軸方向に平行移動した場合には磁石Ｍｘはホール素子ＨＥｘ１及びホール素子ＨＥｘ２に対して相対的に同じ方向に動く。

【0020】

レンズホルダ２１の回転角が十分小さい場合、ホール素子ＨＥｘ１が出力する第一検出信号ＳＨｘ１は以下の式（１）で表すことができ、ホール素子ＨＥｘ２が出力する第二検出信号ＳＨｘ２は以下の式（２）で表すことができる。
ＳＨｘ１＝ Ｂ×（α×ｘ＋１）×ｓｉｎθ＋Ｂ０×（α×ｘ＋１）
＋Ｂ×（α×ｘ＋１）×（β×ｙ＋１）
＋Ｂ×（α×ｘ＋１）×（γ×ｚ＋１）×ｓｉｎθ ・・・（１）
ＳＨｘ２＝−Ｂ×（α×ｘ＋１）×ｓｉｎθ＋Ｂ０×（α×ｘ＋１）
−Ｂ×（α×ｘ＋１）×（β×ｙ＋１）
−Ｂ×（α×ｘ＋１）×（γ×ｚ＋１）×ｓｉｎθ ・・・（２）

【0021】

式（１）及び式（２）は近似的に一次項で表現しているが、場合によっては高次項、またはその他関数、テーブルを使って、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の移動の影響を表現しても構わない。また一次で表した際にオフセット項を＋１と表現しているが、これに関しては各々の環境で最適な０を含むオフセット項にしても問題ない。

【0022】

式（１）において、「Ｂ」は、レンズホルダ２１（すなわち磁石Ｍ）が基準位置に存在する場合にホール素子ＨＥｘ１が検出する磁石Ｍｘが発生する磁場の磁束密度の基準値（設計値）を表している。「α」は、ホール素子ＨＥｘ１と磁石Ｍｘとの相対距離が基準位置からＸ軸方向にずれた場合の磁石Ｍｘが発生する磁場の変化率を表している。「ｘ」は、ホール素子ＨＥｘ１と磁石Ｍｘとの相対距離の基準位置からのＸ軸方向へのずれ量を表している。「Ｂ０」は、ホール素子ＨＥｘ１が検出する検出信号に含まれるオフセット量を表している。

【0023】

また、式（１）において、「θ」は、磁石Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ（すなわちレンズホルダ２１（図１参照））の基準位置からの回転角、すなわち基準位置に対する傾斜角（チルト角）を表している。「β」は、ホール素子ＨＥｙと磁石Ｍｙとの相対距離が基準位置からＹ軸方向にずれた場合の磁石Ｍｙが発生する磁場の変化率を表している。「ｙ」は、ホール素子ＨＥｙと磁石Ｍｙとの相対距離の基準位置からのＹ軸方向へのずれ量を表している。「γ」は、ホール素子ＨＥｚと磁石Ｍｚとの相対距離が基準位置からＺ軸方向にずれた場合の磁石Ｍｚが発生する磁場の変化率を表している。「ｚ」は、ホール素子ＨＥｚと磁石Ｍｚとの相対距離の基準位置からのＺ軸方向へのずれ量を表している。

【0024】

式（２）において、「Ｂ」は、レンズホルダ２１（すなわち磁石Ｍ）が基準位置に存在する場合にホール素子ＨＥｘ２が検出する磁石Ｍｘが発生する磁場の磁束密度の基準値（設計値）を表している。「α」は、ホール素子ＨＥｘ２と磁石Ｍｘとの相対距離が基準値からＸ軸方向にずれた場合の磁石Ｍｘが発生する磁場の変化率を表している。「ｘ」は、ホール素子ＨＥｘ２と磁石Ｍｘとの相対距離の基準位置からのＸ軸方向へのずれ量を表している。「Ｂ０」は、ホール素子ＨＥｘ２が検出する検出信号に含まれるオフセット量を表している。また、各項にオフセット：＋１があるが、磁石Ｍの構成によっては不必要なケースもある。

【0025】

また、式（２）において、「θ」は、磁石Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ（すなわちレンズホルダ２１（図１参照））の基準位置からの回転角、すなわち基準位置に対する傾斜角（チルト角）を表している。「β」は、ホール素子ＨＥｙと磁石Ｍｙとの相対距離が基準位置からＹ軸方向にずれた場合の磁石Ｍｙが発生する磁場の変化率を表している。「ｙ」は、ホール素子ＨＥｙと磁石Ｍｙとの相対距離の基準位置からのＹ軸方向へのずれ量を表している。「γ」は、ホール素子ＨＥｚと磁石Ｍｚとの相対距離が基準位置からＺ軸方向にずれた場合の磁石Ｍｚが発生する磁場の変化率を表している。「ｚ」は、ホール素子ＨＥｚと磁石Ｍｚとの相対距離の基準位置からのＺ軸方向へのずれ量を表している。

【0026】

信号検出装置１は、従来の手振れ補正装置では検出することができない、レンズホルダ２１がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくともいずれかの方向に動き、かつ回転した際のレンズホルダ２１の回転角θを算出することができるように構成されている。

【0027】

図１に示すように、磁石Ｍｘは、レンズホルダ２１に固定されており、ホール素子ＨＥｘ１及びホール素子ＨＥｘ２は、磁石Ｍｘ対向し、かつ互いに隣り合って並んで配置されている。このため、レンズホルダ２１が基準位置に対してＸ軸の正方向に距離ｘだけ移動すると、ホール素子ＨＥｘ１およびホール素子ＨＥｘ２と磁石Ｍｘとの相対距離は距離ｘだけ長くなる。また、レンズホルダ２１が基準位置に対してＸ軸の負方向に距離ｘだけ移動すると、ホール素子ＨＥｘ１およびホール素子ＨＥｘ２と磁石Ｍｘとの相対距離は距離ｘだけ短くなる。さらに、レンズホルダ２１がＸＹ座標平面内で基準位置に対して回転角θだけ回転すると、ホール素子ＨＥｘ１と磁石Ｍｘとの相対距離はｓｉｎθに比例する距離だけ短く（長く）なるのに対し、ホール素子ＨＥｘ２と磁石Ｍｘとの相対距離はｓｉｎθに比例する距離だけ長く（短く）なる。このように、レンズホルダ２１がＸＹ座標平面内で回転した場合、ホール素子ＨＥｘ１及び磁石Ｍｘの相対位置関係と、ホール素子ＨＥｘ２及び磁石Ｍｘの相対位置関係とは、逆の関係にあるので、式（１）及び式（２）に示すように、第一検出信号ＳＨｘ１及び第二検出信号ＳＨｘ２は、オフセット成分（Ｂ０×（α×ｘ＋１）の項）以外は、正負が逆であって絶対値が同じになる。

【0028】

図２に戻って、信号検出装置１は、第一検出信号ＳＨｘ１及び第二検出信号ＳＨｘ２の和信号を生成する和信号生成部１１を備えている。和信号生成部１１の２つの入力端子のうちの一方には、ホール素子ＨＥｘ１の出力端子が接続されている。和信号生成部１１の２つの入力端子のうちの他方には、ホール素子ＨＥｘ２の出力端子が接続されている。

【0029】

信号検出装置１は、和信号生成部１１から入力される和信号Ｓ＋に基づいて、ホール素子ＨＥｘ１及びホール素子ＨＥｘ２に対する磁石ＭｘのＸＹ座標平面内での回転角を算出する算出部１６を備えている。算出部１６の構成については後述する。

【0030】

信号検出装置１は、第一検出信号ＳＨｘ１及び第二検出信号ＳＨｘ２の差信号Ｓ−を生成する差信号生成部１２を備えている。差信号生成部１２の２つの入力端子のうちの一方には、ホール素子ＨＥｘ１の出力端子が接続されている。差信号生成部１２の２つの入力端子のうちの他方には、ホール素子ＨＥｘ２の出力端子が接続されている。差信号生成部１２に第一検出信号ＳＨｘ１及び第二検出信号ＳＨｘ２が入力されるのと、差信号生成部１２に入力される第一検出信号ＳＨｘ１及び第二検出信号ＳＨｘ２と同一の検出信号が和信号生成部１１に入力されるのは、ほぼ同時である。

【0031】

式（１）及び式（２）において「ｓｉｎθ＝θ（θ≒０）」と近似すると、和信号Ｓ＋及び差信号Ｓ−は、式（１）及び式（２）より、以下の式（３）及び式（４）で表すことができる。
Ｓ＋＝ＳＨｘ１＋ＳＨｘ２
＝２×Ｂ０×（α×ｘ＋１） ・・・（３）
Ｓ−＝ＳＨｘ１−ＳＨｘ２
＝ ２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×θ
＋２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×（β×ｙ＋１）
＋２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×γ×ｚ×θ ・・・（４）

【0032】

ここで、磁石Ｍがホール素子ＨＥｘ１，ＨＥｘ２に対してＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動せず（ｘ＝ｙ＝ｚ＝０）に回転した場合、式（４）より、差信号Ｓ−は「２×Ｂ×θ」となる。磁束密度Ｂは、磁石Ｍがホール素子ＨＥｘ１，ＨＥｘ２に対して基準位置に配置されている場合にホール素子ＨＥｘ１，ＨＥｘ２が検出する磁場の磁束密度である。つまり、磁束密度Ｂは基準値（設計値）であって既知である。このため、差信号Ｓ−の値と磁束密度Ｂの値を式（４）に代入することにより、ホール素子ＨＥｘ１，ＨＥｘ２（すなわち筐体４）に対する磁石Ｍ（すなわちレンズホルダ２１）のＸＹ座標平面内での回転角θを算出することができる。

【0033】

一方、磁石Ｍがホール素子ＨＥｘ１，ＨＥｘ２に対してＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向のうちの少なくとも１つの方向に移動し、かつＸＹ座標平面内で回転すると、式（４）に示すように、差信号Ｓ−には、Ｘ軸方向に関する成分（Ｂ×（α×ｘ＋１））、Ｙ軸方向に関する成分（Ｂ×（β×ｙ＋１））及びＺ軸方向に関する成分（Ｂ×（γ×ｚ×θ））の少なくともいずれかが含まれる。変化率α，β、γは未知数である。このため、磁石Ｍが、ホール素子ＨＥｘ１，ＨＥｘ２に対してＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向のうちの少なくとも１つの方向に移動し、かつＸＹ座標平面内で回転した場合、磁石Ｍ（すなわちレンズホルダ２１）の回転角θは、差信号Ｓ−のみからでは算出することができない。

【0034】

そこで、信号検出装置１は、差信号Ｓ−に含まれるＸ軸方向に関する成分を和信号Ｓ＋を用いて除去し、差信号Ｓ−に含まれるＹ軸方向に関する成分をホール素子ＨＥｙが検出するＹ信号ＳＨｙ（詳細は後述する）を用いて除去し、差信号Ｓ−に含まれるＺ軸方向に関する成分をホール素子ＨＥｚが検出するＺ信号ＳＨｚ（詳細は後述する）を用いて除去するようになっている。

【0035】

図２に示すように、信号検出装置１は、ＸＹ座標平面内でホール素子ＨＥｘ１に近付く又は遠退く方向であるＸ軸方向（第一方向の一例）における磁石Ｍｘの移動に基づくＸ信号（第一信号の一例）ＳＨｘに関連するＸ方向係数（第一係数の一例）Ｋｘを和信号Ｓ＋を用いて演算するＸ方向係数演算部（第一係数演算部の一例）１３を備えている。Ｘ方向係数演算部１３の入力端子は、和信号生成部１１の出力端子に接続されている。これにより、Ｘ方向係数演算部１３には、和信号生成部１１から出力される和信号Ｓ＋が入力されるようになっている。

【0036】

Ｘ信号ＳＨｘは、式（１）及び式（２）に含まれる「Ｂ×（α×ｘ＋１）」に相当する。つまり、Ｘ信号ＳＨｘは、磁石ＭがＸ軸方向のみに移動した場合（ｙ＝ｚ＝θ＝０）にホール素子ＨＥｘ１が検出する第一検出信号ＳＨｘ１の絶対値及びホール素子ＨＥｘ２が検出する第二検出信号ＳＨｘ２の絶対値に等しい信号である。Ｘ方向係数Ｋｘは、式（１）から式（４）に示す「α×ｘ＋１」に相当する。「Ｂ０」は既知であるため、Ｘ方向係数演算部１３は、和信号Ｓ＋からＸ方向係数Ｋｘを演算することができる。

【0037】

信号検出装置１は、筐体４に取り付けられ磁石Ｍｙの磁場の強度を検出し、ＸＹ座標平面内でＸ軸方向と直交する方向であるＹ軸方向（第二方向の一例）における磁石Ｍｙの移動に基づくＹ信号（第二信号の一例）ＳＨｙを出力するホール素子ＨＥｙを備えている。ＸＹ座標平面内での磁石Ｍｙの回転に伴ってＹ信号ＳＨｙに含まれる回転成分は、ＸＹ座標平面内での磁石Ｍｘの回転に伴って第一検出信号ＳＨｘ１，ＳＨｘ２に含まれる回転成分と比較して極めて小さい。このため、本実施形態では、Ｙ信号ＳＨｙに含まれる回転成分は無視する。したがって、Ｙ信号ＳＨｙは、磁石ＭがＹ軸方向のみに移動した場合にホール素子ＨＥｙが検出する信号となる。このため、Ｙ信号ＳＨｙは、式（１）、式（２）及び式（４）に含まれる「Ｂ×（β×ｙ＋１）」に相当する。

【0038】

信号検出装置１は、Ｙ信号ＳＨｙに関連するＹ方向係数（第二係数の一例）Ｋｙをホール素子ＨＥｙから入力されるＹ信号ＳＨｙを用いて演算するＹ方向係数演算部（第二係数演算部の一例）１４を備えている。Ｙ方向係数演算部１４の入力端子は、ホール素子ＨＥｙの出力端子に接続されている。これにより、Ｙ方向係数演算部１４には、ホール素子ＨＥｙから出力されるＹ信号ＳＨｙが入力されるようになっている。Ｙ方向係数Ｋｙは、式（１）から式（４）に示す「β×ｙ＋１」に相当する。「Ｂ」は既知であるため、Ｙ方向係数演算部１４は、Ｙ信号ＳＨｙからＹ方向係数Ｋｙを演算することができる。

【0039】

信号検出装置１は、筐体４に取り付けられ磁石Ｍｚの磁場の強度を検出し、Ｚ軸方向における磁石Ｍｚの移動に基づくＺ信号（第三信号の一例）ＳＨｚを出力するホール素子ＨＥｚを備えている。ＸＹ座標平面内での磁石Ｍｚの回転に伴ってＺ信号ＳＨｚに含まれる回転成分は、ＸＹ座標平面内での磁石Ｍｘの回転に伴って第一検出信号ＳＨｘ１，ＳＨｘ２に含まれる回転成分と比較して極めて小さい。このため、本実施形態では、Ｚ信号ＳＨｚに含まれる回転成分は無視する。したがって、Ｚ信号ＳＨｚは、磁石ＭがＺ軸方向のみに移動した場合にホール素子ＨＥｚが検出する信号となる。このため、Ｚ信号ＳＨｚは、式（１）、式（２）及び式（４）に含まれる「Ｂ×（γ×ｚ＋１）」に相当する。

【0040】

信号検出装置１は、Ｚ信号ＳＨｚに関連するＺ方向係数（第三係数の一例）Ｋｚをホール素子ＨＥｚから入力されるＺ信号ＳＨｚを用いて演算するＺ方向係数演算部（第三係数演算部の一例）１５を備えている。Ｚ方向係数演算部１５の入力端子は、ホール素子ＨＥｚの出力端子に接続されている。これにより、Ｚ方向係数演算部１５には、ホール素子ＨＥｚから出力されるＺ信号ＳＨｚが入力されるようになっている。Ｚ方向係数Ｋｚは、式（１）から式（４）に示す「γ×ｚ＋１」に相当する。「Ｂ」は既知であるため、Ｚ方向係数演算部１５は、Ｚ信号ＳＨｚからＺ方向係数Ｋｚを演算することができる。

【0041】

信号検出装置１に備えられた算出部１６は、差信号生成部１２から入力される差信号Ｓ−に含まれるＸ方向に関連する成分（Ｂ×（α×ｘ＋１））の一部を、Ｘ方向係数演算部１３から入力されるＸ方向係数Ｋｘを用いて除去し、差信号Ｓ−に含まれるＹ方向に関連する成分（Ｂ×（β×ｙ＋１））を、Ｙ方向係数演算部１４から入力されるＹ方向係数Ｋｙを用いて除去する成分除去前段部１６１を有している。

【0042】

成分除去前段部１６１の３つの入力端子のうち、第１端子にはＸ方向係数演算部１３の出力端子が接続され、第２端子にはＹ方向係数演算部１４の出力端子が接続され、第３端子には差信号生成部１２の出力端子が接続されている。これにより、成分除去前段部１６１には、Ｘ方向係数演算部１３が出力しＸ方向係数Ｋｘの情報を含むＸ方向係数信号Ｓｋｘと、Ｙ方向係数演算部１４が出力しＹ方向係数Ｋｙの情報を含むＹ方向係数信号Ｓｋｙと、差信号生成部１２が出力する差信号Ｓ−とが入力される。「Ｂ」は既知であるため、成分除去前段部１６１は、Ｘ方向係数信号Ｓｋｘに含まれるＸ方向係数Ｋｘ及Ｙ方向係数信号Ｓｋｙに含まれるＹ方向係数Ｋｙを用いて、差信号Ｓ−を構成する「２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×（β×ｙ＋１）」の項に相当する成分を除去する。成分除去前段部１６１は、演算結果の信号であってＸ方向及びＹ方向に関連する成分を除去した演算信号Ｓｅｆを算出部１６に設けられた成分除去後段部１６３に出力する。

【0043】

算出部１６は、成分除去前段部１６１から入力される演算信号Ｓｅｆに含まれるＺ方向に関連する成分（Ｂ×γ×ｚ）を、Ｚ方向係数演算部１５から入力されるＺ方向係数Ｋｚの情報を含むＺ方向係数信号Ｓｋｚ及び算出部１６の出力信号Ｓｏを用いて除去する成分除去後段部１６３を有している。

【0044】

成分除去後段部１６３の４つの入力端子のうち、第１端子にはＸ方向係数演算部１３の出力端子が接続され、第２端子にはＺ方向係数演算部１５の出力端子が接続され、第３端子には成分除去前段部１６１の出力端子が接続され、第４端子には算出部１６の出力端子が接続されている。これにより、成分除去後段部１６３には、Ｘ方向係数演算部１３が出力するＸ方向係数信号Ｓｋｘと、Ｚ方向係数演算部１５が出力しＺ方向係数Ｋｚの情報を含むＺ方向係数信号Ｓｋｚと、成分除去前段部１６１が出力する演算信号Ｓｅｆと、算出部１６が出力する出力信号Ｓｏとが入力される。

【0045】

成分除去後段部１６３は、Ｘ方向係数信号Ｓｋｘに含まれるＸ方向係数Ｋｘ、Ｚ方向係数信号Ｓｋｚに含まれるＺ方向係数Ｋｚ、回転角θの情報を含む出力信号Ｓｏを用いて、成分除去前段部１６１が出力する演算信号Ｓｅｆに含まれて差信号Ｓ−を構成する「２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×γ×ｚ×θ」の項に相当する成分を減衰する。より具体的には、成分除去後段部１６３は、算出部１６が算出した回転角θの値をフィードバックして、「２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×γ×ｚ×θ」の項に相当する成分を減衰する。成分除去後段部１６３は、演算結果の信号であってＺ方向に関連する成分を減衰した演算信号Ｓｅｂを算出部１６に設けられた除算部１６５に出力する。成分除去後段部１６３は、出力信号Ｓｏをフィードバックするフィードバック処理を繰り返すことにより、最終的に出力信号Ｓｏの例えば電圧値が回転角θの真値に収束する。

【0046】

算出部１６は、差信号生成部１２から入力される差信号Ｓ−を和信号生成部１１から入力される和信号Ｓ＋で除算する除算部１６５を有している。除算部１６５の２つの入力端子のうち、一方の端子には成分除去後段部１６３が接続され、他方の端子には和信号生成部１１の出力端子が接続されている。

【0047】

回転角θの真値となった出力信号Ｓｏがフィードバックされると、成分除去後段部１６３が出力する演算信号Ｓｅｂは、差信号生成部１２が出力する差信号Ｓ−からＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に関連する成分が除去された信号となる。すなわち、演算信号Ｓｅｂは、式（４）における「２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×（β×ｙ＋１）」及び「２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×γ×ｚ×θ」の項を除去した式で表すことができる。したがって、除算部１６５が出力する信号、すなわち算出部１６の出力信号Ｓｏは、以下の式（５）で表すことができる。
Ｓｏ＝Ｓ−／Ｓ＋
＝（２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×θ
＋２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×（β×ｙ＋１）
＋２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×γ×ｚ×θ）
／（２×Ｂ０×（α×ｘ＋１））
＝（Ｂ／Ｂ０）×θ ・・・（５）
但し、２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×（β×ｙ＋１）＝０、２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×γ×ｚ×θ）＝０、とする。

【0048】

式（５）に示すように、算出部１６が出力する出力信号Ｓｏには、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の変化率α，β，γが含まれず、回転角θのみが含まれる。磁束密度Ｂ及びオフセット量Ｂ０は既知であるため、出力信号Ｓｏに基づいて回転角θを求めることができる。

【0049】

また、「２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×（β×ｙ＋１）＝０」という条件のみ用い、式（５）をまとめると、出力信号Ｓｏは、以下の式（６）のように表すことができる。
Ｓｏ＝Ｓ−／Ｓ＋
＝（２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×θ
＋２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×（β×ｙ＋１）
＋２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×γ×ｚ×θ）
／（２×Ｂ０×（α×ｘ＋１））
＝（Ｂ＋Ｂ×γ×ｚ）×θ／Ｂ０ ・・・（６）

【0050】

式（６）において、「ｚ」はＺ軸方向の位置センサ（ホール素子ＨＥｚ）から算出し、「γ」は事前に求めておけば、出力信号Ｓｏからも回転角θが算出できる。

【0051】

図２に示すように、カメラ機能付電子機器１００は、信号検出装置１に接続された制御部６と、制御部６に接続された駆動部８とを備えている。

【0052】

制御部６は、Ｘ方向係数演算部１３の出力端子に接続された入力端子を有するＸ方向制御部６１と、算出部１６の出力端子に接続された入力端子を有するチルト制御部６３と、Ｙ方向係数演算部１４の出力端子に接続された入力端子を有するＹ方向制御部６５と、Ｚ方向係数演算部１５の出力端子に接続された入力端子を有するＺ方向制御部６７とを備えている。これにより、Ｘ方向制御部６１には、Ｘ方向係数演算部１３が出力するＸ方向係数信号Ｓｋｘが入力される。チルト制御部６３には、算出部１６が出力する出力信号Ｓｏが入力される。Ｙ方向制御部６５には、Ｙ方向係数演算部１４が出力するＹ方向係数信号Ｓｋｙが入力される。Ｚ方向制御部６７には、Ｚ方向係数演算部１５が出力するＺ方向係数信号Ｓｋｚが入力される。

【0053】

Ｘ方向制御部６１は、入力されたＸ方向係数信号Ｓｋｘに基づいて、基準位置からのレンズホルダ２１のＸ方向の移動量を算出し、Ｘ方向制御信号Ｓｘｄを生成する。チルト制御部６３は、入力された出力信号Ｓｏに基づいて、基準位置からのレンズホルダ２１の回転角θを算出し、チルト制御信号Ｓθを生成する。Ｙ方向制御部６５は、入力されたＹ方向係数信号Ｓｋｙに基づいて、基準位置からのレンズホルダ２１のＹ方向の移動量を算出し、Ｙ方向制御信号Ｓｙｄを生成する。Ｚ方向制御部６７は、入力されたＺ方向係数信号Ｓｋｚに基づいて、基準位置からのレンズホルダ２１のＺ方向の移動量を算出し、Ｚ方向制御信号Ｓｚｄを生成する。

【0054】

駆動部８は、Ｘ方向制御部６１の出力端子及びチルト制御部６３の出力端子に接続された２つの入力端子を有するコイル駆動部８１と、Ｘ方向制御部６１の出力端子及びチルト制御部６３の出力端子に接続された２つの入力端子を有するコイル駆動部８３を備えている。また、駆動部８は、Ｙ方向制御部６５の出力端子に接続された入力端子を有するコイル駆動部８５と、Ｚ方向制御部６７の出力端子に接続された入力端子を有するコイル駆動部８７とを備えている。これにより、コイル駆動部８１には、Ｘ方向制御部６１が出力するＸ方向制御信号Ｓｘｄと、チルト制御部６３が出力するチルト制御信号Ｓθとが入力される。コイル駆動部８３には、Ｘ方向制御部６１が出力するＸ方向制御信号Ｓｘｄと、チルト制御部６３が出力するチルト制御信号Ｓθとが入力される。コイル駆動部８５には、Ｙ方向制御部６５が出力するＹ方向制御信号Ｓｙｄが入力される。コイル駆動部８７には、Ｚ方向制御部６７が出力するＺ方向制御信号Ｓｚｄが入力される。

【0055】

コイル駆動部８１は、入力されたＸ方向制御信号Ｓｘｄ及びチルト制御信号Ｓθに基づいて、必要なコイルＣｘ１に供給されレンズホルダ２１を基準位置に戻すために電流の電流量及び向きを決定し、出力端子に接続されたコイルＣｘ１に電流を供給する。コイル駆動部８３は、入力されたＸ方向制御信号Ｓｘｄ及びチルト制御信号Ｓθに基づいて、必要なコイルＣｘ２に供給されレンズホルダ２１を基準位置に戻すために電流の電流量及び向きを決定し、出力端子に接続されたコイルＣｘ２に電流を供給する。コイル駆動部８５は、入力されたＹ方向制御信号Ｓｙｄに基づいて、レンズホルダ２１を基準位置に戻すために必要なコイルＣｙに供給する電流の電流量及び向きを決定し、出力端子に接続されたコイルＣｙに電流を供給する。コイル駆動部８７は、入力されたＺ方向制御信号Ｓｚｄに基づいて、必要なコイルＣｚに供給されレンズホルダ２１を基準位置に戻すために電流の電流量及び向きを決定し、出力端子に接続されたコイルＣｚに電流を供給する。これにより、撮影時にカメラ機能付電子機器１００に手ブレが生じても、レンズホルダ２１の位置ズレが抑制されるので、結像面上での像ブレを防いで鮮明な撮影が可能になる。

【0056】

次に、本実施形態による信号検出方法について図１及び図２を用いて簡単に説明する。
本実施形態による信号検出方法ではまず、Ｚ軸方向に直交するＸＹ座標平面内で筐体４に対して移動可能なレンズホルダ２１に取り付けられた磁石Ｍｘが発生する磁場に基づく第一検出信号ＳＨｘ１を、ホール素子ＨＥｘ１が出力する。このとき、レンズホルダ２１がＸＹ座標平面内で回転することによって磁石Ｍｘがホール素子ＨＥｘ１に近付いた際には磁石Ｍｘが遠退き、レンズホルダ２１がＸＹ座標平面内で回転することによって磁石Ｍｘがホール素子ＨＥｘ１から遠退いた際には磁石Ｍｘが近付くように筐体４に取り付けられたホール素子ＨＥｘ２が、磁石Ｍｘが発生する磁場に基づく第二検出信号ＳＨｘ２を出力する。ホール素子ＨＥｘ１が第一検出信号ＳＨｘ１を出力するタイミングと、ホール素子ＨＥｘ２が第二検出信号ＳＨｘ２を出力するタイミングとはほぼ同時である。

【0057】

また、本実施形態による信号検出方法では、第一検出信号ＳＨｘ１及び第二検出信号ＳＨｘ２の和信号Ｓ＋を和信号生成部１１で生成し、生成された和信号Ｓ＋に基づいて、ホール素子ＨＥｘ１及びホール素子ＨＥｘ２に対する磁石ＭのＸＹ座標平面内での回転角θを算出部１６で算出する。算出部１６は、上述のとおり回転角θを算出する。

【0058】

以上説明したように、本実施形態による信号検出装置及び信号検出方法によれば、磁石が、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくともいずれかの方向に移動するとともに、ＸＹ座標平面内で回転したとしても、ＸＹ座標平面内で回転する磁石の回転角を算出することができる。これにより、本実施形態による信号検出装置及び信号検出方法によれば、磁石が固定されたレンズホルダの手ブレなどによる振動を抑制できる。

【0059】

〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態による信号検出装置及び信号検出方法について図３を用いて説明する。本実施形態による信号検出装置３は、上記第１実施形態による信号検出装置１と同様に、カメラ機能付電子機器に備えられている。本実施形態におけるカメラ機能付電子機器３００は、上記第１実施形態と同様に、スマートフォンなどの携帯電話機器、デジタルカメラ及びデジタルムービーなどである。また、本実施形態におけるカメラモジュールの構成は、上記第１実施形態と同様であるため、以下、図１を適宜参照して、本実施形態による信号検出装置３を説明する。なお、上記第１実施形態による信号検出装置１と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する

【0060】

図３に示すように、本実施形態による信号検出装置３は、上記第１実施形態における算出部１６とは異なる構成の算出部１７を備えている。算出部１７は、成分除去前段部１６１と、除算部１６５とを有している。さらに、算出部１７は、成分除去前段部１６１から入力される演算信号Ｓｅｆに含まれるＺ軸方向に関連する成分（Ｂ×（γ×ｚ×θ））を、Ｚ方向係数演算部１５から入力されるＺ方向係数Ｋｚの情報を含むＺ方向係数信号Ｓｋｚ及び所定値を用いて除去する成分除去後段部１７１を有している。さらに、算出部１７は、成分除去後段部１７１に入力される所定値を生成する所定値生成部１７３を有している。

【0061】

成分除去後段部１７１の４つの入力端子のうち、第１端子にはＸ方向係数演算部１３の出力端子が接続され、第２端子にはＺ方向係数演算部１５の出力端子が接続され、第３端子には成分除去前段部１６１の出力端子が接続され、第４端子には所定値生成部１７３の出力端子が接続されている。成分除去後段部１７１は、算出部１７の出力信号Ｓｏではなく所定値生成部１７３が出力する一定信号Ｓｃが入力される点を除いて、上記第１実施形態における成分除去後段部１６３と同様の構成を有し、同様の機能を発揮するようになっている。一定信号Ｓｃは、例えば電圧値が所定値であって信号レベルが一定の信号である。

【0062】

成分除去後段部１７１は、差信号Ｓ−を構成する「２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×γ×ｚ×θ」の項のθに一定信号Ｓｃの値を用いて、この項に相当する成分を除去する。カメラ機能付電子機器３００を用いて写真撮影して手ブレが生じた場合、ＸＹ座標平面内での磁石Ｍ（すなわちレンズホルダ２１）の回転角θは、例えば０〜２°程度である。そこで、本実施形態による信号検出装置３は、所定値生成部１７３によって例えば０〜２°に相当する一定信号Ｓｃを生成して成分除去後段部１７１に入力する。これにより、成分除去後段部１７１は、差信号Ｓ−を構成する「２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×γ×ｚ×θ」の項を、入力される一定信号Ｓｃ、Ｘ方向係数信号Ｓｋｘに含まれるＸ方向係数Ｋｘ及びＺ方向係数信号Ｓｋｚに含まれるＺ方向係数Ｋｚを用いて除去する。算出部１７は、除算部１６５において、成分除去後段部１７１から出力され「２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×γ×ｚ×θ」の項が除去された演算信号Ｓｅｂを和信号Ｓ＋で除算することにより、式（５）に示す「Ｂ／Ｂ０）×θ」を算出することができる。

【0063】

本実施形態による信号検出方法は、成分除去後段部１７１における処理が異なる点を除いて、上記第１実施形態による信号検出方法と同様であるため、説明は省略する。

【0064】

以上説明したように、本実施形態による信号検出装置３及び信号検出方法によれば、磁石Ｍが、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくともいずれかの方向に移動するとともに、ＸＹ座標平面内で回転したとしても、ＸＹ座標平面内で回転する磁石の回転角を算出することができる。このため、本実施形態による信号検出装置３及び信号検出方法は、上記第１実施形態による信号検出装置１及び信号検出方法と同様の効果が得られる。

【0065】

〔第３実施形態〕
本発明の第３実施形態による信号検出装置及び信号検出方法について図４を用いて説明する。本実施形態による信号検出装置５は、上記第１実施形態による信号検出装置１と同様に、カメラ機能付電子機器に備えられている。本実施形態におけるカメラ機能付電子機器５００は、上記第１実施形態と同様に、スマートフォンなどの携帯電話機器、デジタルカメラ及びデジタルムービーなどである。また、本実施形態におけるカメラモジュールの構成は、上記第１実施形態と同様であるため、以下、図１を適宜参照して、本実施形態による信号検出装置５を説明する。なお、上記第１実施形態による信号検出装置１と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する

【0066】

図５に示すように、本実施形態による信号検出装置５は、上記第１実施形態における算出部１６とは異なる構成の算出部１８を備えている。算出部１８は、成分除去前段部１６１と、成分除去後段部１６３とを有している。さらに、算出部１８は、ＸＹ座標平面内でホール素子ＨＥｘ１に近付く又は遠退く方向であるＸ軸方向（第一方向の一例）における磁石Ｍ（磁石Ｍｘ）の移動に基づくＸ信号（第一信号の一例）に関連するＸ方向係数（第一係数の一例）Ｋｘを和信号Ｓ＋を用いて演算するＸ方向係数演算部５８３を有している。Ｘ方向係数演算部５８３は、Ｘ方向係数演算部１３と同様の構成を有している。また、算出部１８は、差信号生成部１２から入力される差信号Ｓ−に含まれるＸ軸方向に関連する成分を、Ｘ方向係数演算部５８３から入力されるＸ方向係数Ｋｘを用いて除去する除去部５８１とを有している。

【0067】

Ｘ方向係数演算部５８３の入力端子は、和信号生成部１１の出力端子に接続されている。除去部５８１の２つの入力端子のうち、一方の端子にはＸ方向係数演算部５８３の出力端子が接続され、他方の端子には成分除去後段部１６３の出力端子が接続されている。除去部５８１が出力する演算信号Ｓｅｂは、算出部１８の出力信号Ｓｏとなる。Ｘ方向係数演算部５８３は、入力される和信号＋に基づいて、Ｘ方向係数Ｋｘの情報を含むＸ方向係数信号Ｓｋｘを除去部５８１に出力する。除去部５８１は、入力されるＸ方向係数Ｋｘ（＝α×ｘ＋１）を用いて、成分除去後段部１６３から入力される演算信号Ｓｅｂ（＝（２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×θ）から「α×ｘ＋１」を除去して式（５）に示す「（Ｂ／Ｂ０）×θ」を算出する。

【0068】

本実施形態による信号検出方法は、Ｘ方向係数演算部５８３及び除去部５８１における処理が異なる点を除いて、上記第１実施形態による信号検出方法と同様であるため、説明は省略する。

【0069】

以上説明したように、本実施形態による信号検出装置５及び信号検出方法によれば、磁石Ｍが、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくともいずれかの方向に移動するとともに、ＸＹ座標平面内で回転したとしても、ＸＹ座標平面内で回転する磁石の回転角を算出することができる。このため、本実施形態による信号検出装置５及び信号検出方法は、上記第１実施形態による信号検出装置１及び信号検出方法と同様の効果が得られる。

【0070】

〔第４実施形態〕
本発明の第４実施形態による信号検出装置及び信号検出方法について図５を用いて説明する。本実施形態による信号検出装置７は、上記第１実施形態による信号検出装置１と同様に、カメラ機能付電子機器に備えられている。本実施形態におけるカメラ機能付電子機器７００は、上記第１実施形態と同様に、スマートフォンなどの携帯電話機器、デジタルカメラ及びデジタルムービーなどである。また、本実施形態におけるカメラモジュールの構成は、上記第１実施形態と同様であるため、以下、図１を適宜参照して、本実施形態による信号検出装置７を説明する。なお、上記第１から第３実施形態１，３，５による信号検出装置と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。

【0071】

図５に示すように、本実施形態による信号検出装置７は、上記第１実施形態における算出部１６とは異なる構成の算出部１９を備えている。算出部１９は、成分除去前段部１６１と、成分除去後段部１７１と、所定値生成部１７３と、Ｘ方向係数演算部５８３と、除去部５８１とを有している。成分除去後段部１７１及び所定値生成部１７３は、上記第２実施形態における成分除去後段部１７１及び所定値生成部１７３と同様の構成を有し、同様の機能を発揮するようになっている。また、Ｘ方向係数演算部５８３及び除去部５８１は、上記第３実施形態におけるＸ方向係数演算部５８３及び除去部５８１と同様の構成を有し、同様の機能を発揮するようになっている。

【0072】

成分除去後段部１７１は、上記第２実施形態における成分除去後段部１７１と同様の処理により、「２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×γ×ｚ×θ」の項が除去された演算信号Ｓｅｂを除去部５８１に出力する。除去部５８１は、上記第３実施形態における除去部５８１と同様の処理により、Ｘ方向係数演算部５８３から入力されるＸ方向係数Ｋｘ（＝α×ｘ＋１）を用いて、入力された演算信号Ｓｅｂ（＝（２×Ｂ×（α×ｘ＋１）×θ）から「α×ｘ＋１」を除去して式（５）に示す「Ｂ／Ｂ０）×θ」を算出する。

【0073】

本実施形態による信号検出方法は、成分除去後段部１７１、Ｘ方向係数演算部５８３及び除去部５８１における処理が異なる点を除いて、上記第１実施形態による信号検出方法と同様であるため、説明は省略する。

【0074】

以上説明したように、本実施形態による信号検出装置７によれば、磁石Ｍが、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくともいずれかの方向に移動するとともに、ＸＹ座標平面内で回転したとしても、ＸＹ座標平面内で回転する磁石Ｍの回転角を算出することができる。このため、本実施形態による信号検出装置７及び信号検出方法は、上記第１実施形態による信号検出装置１及び信号検出方法と同様の効果が得られる。

【0075】

次に、上記第１から第４の実施形態による信号検出プログラムについて説明する。
上記第１から第４の実施形態による信号検出装置１，３，５，７の一部の構成は、コンピュータプログラムとして具体化することができる。例えば、信号検出装置１，３，５，７の各部の機能、より具体的には、和信号生成部１１、差信号生成部１２、Ｘ方向係数演算部１３、Ｙ方向係数演算部１４、Ｚ方向係数演算部１５、算出部１６，１７，１８，１９の機能を信号検出プログラムとして実現することができる。したがって、本発明の一部または全ては、ハードウェアまたはソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード、ステートマシン、ゲートアレイ等を含む）に組み入れることができる。さらに、本発明は、コンピュータ（カメラ機能付電子機器に設けられた制御用中央演算処理装置を含む）によって使用可能な、またはコンピュータ可読の記憶媒体上のコンピュータプログラム製品の形態をとることができ、この媒体には、コンピュータによって使用可能な、またはコンピュータ可読のプログラムコードが組み入れられる。コンピュータによって使用可能な、またはコンピュータ可読の媒体は、命令実行システム、装置若しくはデバイスによって、またはそれらとともに使用されるプログラムを、収録する、記憶する、通信する、伝搬する、または搬送することのできる、任意の媒体とすることができる。

【0076】

本発明は、上記第１から第４実施形態に限らず種々の変形が可能である。
上記第２及び第４実施形態による信号検出装置３，７は、Ｘ方向係数演算部１３，５８３を有しているが、本発明はこれに限られない。信号検出装置３，７は、Ｘ方向係数演算部１３，５８３のいずれか一方を有し、１つのＸ方向係数演算部の出力端子が成分除去前段部１６１、成分除去後段部１６３，１７１除去部５８１及びＸ方向制御部６１のそれぞれの入力端子に接続されていても、上記第２及び第４実施形態による信号検出装置３，７と同様の効果が得られる。さらに、Ｘ方向係数演算部が１つになるため、信号検出装置の小型化を図ることができる。

【0077】

本発明の技術的範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。さらに、本発明の技術的範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。

【符号の説明】

【0078】

１，３，５，７ 信号検出装置
２ カメラモジュール
４ 筐体
６ 制御部
８ 駆動部
１１ 和信号生成部
１２ 差信号生成部
１３，５８３ Ｘ方向係数演算部
１４ Ｙ方向係数演算部
１５ Ｚ方向係数演算部
１６，１７，１８，１９ 算出部
２１ レンズホルダ
２２ レンズ
４１ ホルダ取付部
６１ Ｘ方向制御部
６３ チルト制御部
６５ Ｙ方向制御部
６７ Ｚ方向制御部
８１，８３，８５，８７ コイル駆動部
１００，３００，５００，７００ カメラ機能付電子機器
１６１ 成分除去前段部
１６３，１７１ 成分除去後段部
１６５ 除算部
１７３ 所定値生成部
５８１ 除去部
ＨＥｘ１，ＨＥｘ２，ＨＥｙ，ＨＥｚ ホール素子
Ｍ，Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ 磁石

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】