(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】
(24)【登録日】2022-09-28
(45)【発行日】2022-10-06
(54)【発明の名称】アクチュエータおよびカメラモジュール
(51)【国際特許分類】
G02B 7/04 20210101AFI20220929BHJP
G03B 5/00 20210101ALI20220929BHJP
H02K 33/18 20060101ALI20220929BHJP
H04N 5/225 20060101ALI20220929BHJP
H04N 5/232 20060101ALI20220929BHJP
【ＦＩ】
G02B7/04 E
G03B5/00 J
H02K33/18 A
H04N5/225 300
H04N5/232 480
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2018117990
(22)【出願日】2018-06-21
(65)【公開番号】P2019219564
(43)【公開日】2019-12-26
【審査請求日】2021-05-18
(73)【特許権者】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(74)【代理人】
【識別番号】100133215
【弁理士】
【氏名又は名称】真家 大樹
(72)【発明者】
【氏名】阿部 真一
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 彰人
(72)【発明者】
【氏名】関本 芳宏
【審査官】▲うし▼田 真悟
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－０２４９３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２１８４００（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ７／０２－７／１６
Ｇ０３Ｂ ５／００
Ｈ０４Ｎ ５／２２２－５／２５７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
レンズを第１軸の方向に位置決めするアクチュエータであって、位置検出素子と、
前記第１軸と垂直な第２軸を長手方向として形成され、前記第２軸と平行な第１辺および第２辺、前記第１軸と平行な第３辺および第４辺を有するコイルと、
前記第１辺、前記第２辺それぞれに対して、前記第１軸および前記第２軸と垂直かつ反対向きの磁界を発生する永久磁石と、
を備え、前記コイルと前記永久磁石が前記第１軸の方向に相対的に移動可能であり、
前記コイルは、少なくとも前記第３辺において、内側コイルと外側コイルの二群からなる二重構造をなしており、
前記アクチュエータを前記第１軸および前記第２軸がなす平面に投影したときに、前記位置検出素子の磁気検出部は、前記第２軸の方向に関して、前記内側コイルと前記外側コイルの間に位置し、前記第１軸の方向に関して、前記第１辺と前記第２辺の間に位置することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項2】
レンズを第１軸の方向に位置決めするアクチュエータであって、
位置検出素子と、
前記第１軸と垂直な第２軸を長手方向として形成され、前記第２軸と平行な第１辺および第２辺、前記第１軸と平行な第３辺および第４辺を有するコイルと、
前記第１辺、前記第２辺それぞれに対して、前記第１軸および前記第２軸と垂直かつ反対向きの磁界を発生する永久磁石と、
を備え、前記コイルと前記永久磁石が前記第１軸の方向に相対的に移動可能であり、
前記コイルは、少なくとも前記第３辺において、内側コイルと外側コイルの二群からなる二重構造をなしており、
前記位置検出素子は、前記内側コイルが発生する磁界の向きと前記外側コイルが発生する磁界の向きとが逆向きとなる領域に配置されることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項3】
前記第３辺の幅は、前記第４辺の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ。
【請求項4】
前記内側コイルと前記外側コイルに含まれる巻き線あるいはコイルパターンの本数が異なることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項5】
前記外側コイルに含まれる巻き線あるいはコイルパターンの本数は、前記内側コイルに含まれる巻き線あるいはコイルパターンの本数より少ないことを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項6】
前記コイルは、前記第３辺に加えて、前記第１辺、前記第２辺および前記第４辺においても、内側コイルと外側コイルの二群からなる二重構造をなしていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項7】
前記内側コイルおよび前記外側コイルは、電気的に直列に接続されることを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項8】
前記コイルは、前記内側コイルおよび前記外側コイルそれぞれに、独立な電流を供給可能に構成されることを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項9】
前記コイルはパターンコイルであることを特徴とする請求項２から８のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項10】
前記コイルは巻き線コイルであることを特徴とする請求項２から８のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項11】
請求項１から１０のいずれかに記載のアクチュエータを備えることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項12】
所定の方向に変位可能に支持される撮像レンズと、コイルおよび永久磁石を含み、前記撮像レンズを位置決めするアクチュエータと、
前記撮像レンズの位置を磁気的に検出するための位置検出素子と、
を備え、
前記コイルは少なくともその一辺において、内側コイルと外側コイルの二群からなる二重構造をなしており、
前記コイルの巻き軸方向から見て、前記位置検出素子の磁気検出部の中心が、前記内側コイルの内周エッジと外周エッジの中間位置と、前記外側コイルの内周エッジと外周エッジの中間位置との間に存在することを特徴とするカメラモジュール。
【請求項13】
所定の方向に変位可能に支持される撮像レンズと、
コイルおよび永久磁石を含み、前記撮像レンズを位置決めするアクチュエータと、
前記撮像レンズの位置を磁気的に検出するための位置検出素子と、
を備え、
前記コイルは少なくともその一辺において、内側コイルと外側コイルの二群からなる二重構造をなしており、
前記位置検出素子の磁気検出部の中心が、前記内側コイルが発生する磁界の向きと前記外側コイルが発生する磁界の向きとが逆向きとなる領域に配置されることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項14】
前記位置検出素子の位置において、前記内側コイルが発生する磁界と前記外側コイルが発生する磁界がつり合うように、前記内側コイルと前記外側コイルのターン数比を決定することを特徴とする請求項１２または１３に記載のカメラモジュール。
【請求項15】
前記内側コイルのターン数よりも、前記外側コイルのターン数が少ないことを特徴とする請求項１４に記載のカメラモジュール。
【請求項16】
前記内側コイルと外側コイルを並列接続とし、前記位置検出素子の位置において、前記内側コイルが発生する磁界と前記外側コイルが発生する磁界がつり合うように、前記内側コイルに供給する電流値と前記外側コイルに供給する電流値との比を決定することを特徴とする請求項１２または１３に記載のカメラモジュール。
【請求項17】
前記内側コイルに供給する電流値よりも、前記外側コイルに供給する電流値を小さくすることを特徴とする請求項１６に記載のカメラモジュール。
【請求項18】
前記コイルはパターンコイルであることを特徴とする請求項１２から１７のいずれかに記載のカメラモジュール。
【請求項19】
前記コイルは前記永久磁石に対向して配置され、前記位置検出素子は前記永久磁石に対向して配置されており、
前記永久磁石が駆動用と位置検出用を兼ねていることを特徴とする請求項１２から１８のいずれかに記載のカメラモジュール。
【請求項20】
前記位置検出素子による位置検出信号を用いて、フィードバック制御によって前記撮像レンズの位置が制御されることを特徴とする請求項１２から１９のいずれかに記載のカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気的な位置検出手段を利用したアクチュエータに関する。
【背景技術】
【0002】
スマートフォンやタブレット端末、コンピュータなどの多くの電子機器に、撮像機能が搭載されており、撮像機能は、撮像素子やレンズ、オートフォーカス機構などを統合したカメラモジュールと称されるモジュールにより提供される。
【0003】
カメラモジュールは、オートフォーカスや光学手ブレ補正（ＯＩＳ：Optical Image Stabilization）のため、レンズ（あるいはレンズ群）を位置決めするためのアクチュエータを備える。
【0004】
図１は、アクチュエータ１００の基本構成を示すブロック図である。アクチュエータ１００は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）であり、コイル１０１および永久磁石１１０を備える。アクチュエータ１００は、Ｘ軸方向に力を発生する。コイル１０１は、Ｘ軸と垂直なＹ軸に長手を有する。永久磁石１１０は、コイル１０１のＹ方向に伸びる２辺Ｓ１，Ｓ２それぞれに対して、逆向きの磁束密度Ｂを形成する。辺Ｓ１に含まれる１本の巻き線に着目すると、電流ＩがＹ軸正方向に流れ、Ｚ軸正方向の磁束密度Ｂと作用することにより、巻き線と永久磁石１１０との間に、Ｘ軸正方向のローレンツ力が発生する。
Ｆ＝ＢＩＬ
永久磁石１１０が固定され、コイル１０１が移動可能なムービングコイル型の場合、コイル１０１がＸ軸方向に変位する。Ｌは辺Ｓ１，Ｓ２のＹ方向の長さである。辺Ｓ２に着目すると、電流ＩがＹ軸負方向に流れ、Ｚ軸負方向の磁束密度Ｂと作用することにより、巻き線あたり、Ｆ＝ＢＩＬが発生する。
Ｆ＝ＢＩＬ
永久磁石１１０が固定され、コイル１０１が移動可能なムービングコイル型の場合、コイル１０１がＸ軸方向に変位する。Ｌは辺Ｓ１，Ｓ２のＹ方向の長さである。辺Ｓ２に着目すると、電流ＩがＹ軸負方向に流れ、Ｚ軸負方向の磁束密度Ｂと作用することにより、巻き線あたり、Ｆ＝ＢＩＬが発生する。
【0005】
近年、スマートフォンなどに搭載されるカメラモジュールにおいては、撮像レンズの位置（変位量）を検出して、この位置情報をフィードバックすることで、撮像レンズの位置を高精度かつ高速に制御する機能を取り入れるものが増加してきている。特に、光学手ブレ補正（ＯＩＳ）としてフィードバック制御を取り入れることにより、高精度の手ブレ補正が可能となるため、暗い場所で、遠方の被写体をブレなく撮影したいという要求の高まりとともに、ＯＩＳを採用したカメラは今後も増加していくであろう。
【0006】
また、オートフォーカス（ＡＦ）機能においても、フィードバック制御を取り入れることで、高速のフォーカス引き込みや焦点位置維持の高精度化を目指したカメラモジュールも増加しつつある。
【0007】
このようなフィードバック制御を用いるためには、上記のように撮像レンズの位置（変位量）を検出する必要がある。カメラモジュールでは磁気的な位置検出手段が採用される場合が多い。これは、光学的な位置検出手段を採用すると漏れた光が撮像素子に入射してゴーストとなる恐れがあること、撮像レンズを駆動するアクチュエータとして図１のボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を用いた場合に、ここで用いられる駆動用の永久磁石１１０を磁気的な位置検出手段の一部として兼用できること、などが理由として挙げられる。
【0008】
ＶＣＭの駆動用磁石を位置検出手段として用いる場合、通常は磁石に対向して駆動用コイルが存在するということに注意を払う必要がある。ホール素子などの位置検出素子も磁石に対向して配置する必要があり、駆動用コイルが位置検出素子に近接して配置されることが想定される。一般的に知られるように、コイルに電流を印加すると磁界が発生し、この磁界による磁束が位置検出素子に入射する。このように、コイル起因の磁束が位置検出手段に入射すると、たとえ撮像レンズが変位していなくても電流の変化によって位置検出素子は位置検出信号の変化を出力してしまう。本明細書においてこれを磁気かぶりノイズと称することにする。このような磁気かぶりノイズは、本来の位置検出信号に対してノイズとなるため、撮像レンズの位置制御精度を悪化させる懸念がある。磁気かぶりノイズが極力小さくなるような位置に位置検出素子を配置することが望ましい。
【0009】
駆動用磁石に対向して配置される駆動用コイルと位置検出素子の位置関係として、さまざまな配置例が開示されている。たとえば、特許文献１には、駆動用コイルの巻き線の内側または外側に位置検出素子を配置した例が開示されている。また、特許文献２には、２つの駆動用コイルを並んで配置し、その中間に位置検出素子を配置した例が開示されている。
【0010】
図２（ａ）～（ｃ）は、特許文献１および２に開示されている駆動用コイルと位置検出素子（ホール素子）との位置関係の概略図である。
【0011】
図２（ａ）は、特許文献１に開示されているように、コイル１０１の巻き線の内側にホール素子１０２を配置した例である。特許文献１では、コイルの巻き線の中央にホール素子が配置されているが、図２（ａ）では、エッジ効果によってコイル１０１による磁束密度が最大となるコイル１０１の内側エッジ近傍にホール素子１０２を配置する例とした。
【0012】
図２（ｂ）は、同じく特許文献１に開示されているように、コイル１０１の巻き線の外側にホール素子１０２を配置した例である。
【0013】
図２（ｃ）は、特許文献２に開示されているように、２つ並んだコイル１０１の中間位置で、コイルの厚さ方向に若干ずれた位置にホール素子１０２を配置した例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【文献】特開２０１７－９０８８７号公報
【文献】特開２０１３－２４９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
本発明者らは、駆動用コイルと位置検出素子との位置関係について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。
【0016】
図３は、単一のコイルによる磁束密度の大きさの分布を示す等高線図である。コイル１０１の内側エッジ近傍および外側エッジ近傍における磁束密度の、コイル厚さ方向成分の大きさを示している。ここでは、コイルターン数を１００ターンとし、１Ａの電流を印加した場合の磁束密度を計算しており、各等高線の数字はそれをｍＴ（ミリテスラ）単位で示している。また、破線は実線とは磁束の方向が上下逆向きになっていることを示している。図中のポイントＰ１０は、図２（ａ）におけるホール素子の検出部の位置を想定し、ポイントＰ２０は、図２（ｂ）におけるホール素子の検出部の位置を想定している。
【0017】
図からもわかるように、Ｐ１０やＰ２０の位置にホール素子を配置したのでは、ホール素子位置でかなり大きな磁束密度になってしまうため、大きな磁気かぶりノイズがホール素子に漏れ込むことになる。このように、コイル厚さと同程度の位置にホール素子を配置する場合、コイルの巻き線の外側で、コイルから十分に引き離してホール素子を配置する必要がある。コイルの外側エッジの近傍にホール素子を配置したい場合は、コイルの厚さ方向に隔ててホール素子を配置する必要がある。コイルの巻き線の内側では、内側エッジ近傍よりも巻き中央付近の方が若干磁束密度は小さくなるものの、依然大きな値を示しており、巻き線の内側にホール素子を配置するのは避けるのが望ましい。以上のように、ホール素子を配置すべきでない位置が多々あり、配置の自由度が小さいというのが問題である。
【0018】
図４は、２つのコイルによる磁束密度の大きさの分布を示す等高線図である。２つのコイル１０１の中間位置近傍における磁束密度の、コイル厚さ方向成分の大きさを示している。ここでは、各コイルのターン数を１００ターンずつ、印加電流を１Ａとした場合の磁束密度を計算しており、等高線の数字はそれをｍＴ（ミリテスラ）単位で示している。また、破線は実線とは磁束の方向が上下逆向きになっていることを示している。図中のポイントＰ３０は２つのコイル１０１の中間位置を想定し、ポイントＰ４０は、図２（ｃ）におけるホール素子の検出部の位置を想定している。
【0019】
図からもわかるように、Ｐ４０の位置では磁束密度がほぼゼロであり、磁気かぶりノイズの問題は発生しないが、Ｐ３０の位置ではホール素子位置でかなり大きな磁束密度になってしまうため、大きな磁気かぶりノイズがホール素子に漏れ込むことになる。カメラモジュールとしての厚さの制限等により、Ｐ３０のような位置にホール素子を配置せざるをえない場合には、磁気かぶりノイズが問題となってしまう。以上のように、ホール素子を配置すべきでない位置がかなりの範囲で存在し、配置の自由度が小さいというのが問題である。
【0020】
本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、磁気かぶりノイズを低減可能なアクチュエータの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【0021】
本発明のある態様は、位置検出素子とともに用いられ、レンズを第１軸の方向に位置決めするアクチュエータに関する。アクチュエータは、第１軸と垂直な第２軸を長手方向として形成され、第２軸と平行な第１辺および第２辺、第１軸と平行な第３辺および第４辺を有するコイルと、第１辺、第２辺それぞれに対して、第１軸および第２軸と垂直かつ反対向きの磁界を発生する永久磁石と、を備える。使用において、位置検出素子は第３辺の近傍に配置され、コイルは、少なくとも第３辺において幅方向に複数の部分に分裂（split）している。
【0022】
本発明のある態様は、カメラモジュールに関する。カメラモジュールは、所定の方向に変位可能に支持される撮像レンズと、撮像レンズを駆動するためのコイルおよび永久磁石と、撮像レンズの位置を磁気的に検出するための位置検出素子と、を備えたカメラモジュールであって、コイルは内側コイルと外側コイルの二群からなる二重構造をなしていることを特徴としている。
【0023】
この態様によると、内側コイルが発生する磁界と外側コイルが発生する磁界とが打ち消しあう位置が存在し、位置検出素子を配置するのに好適な位置を創出することが可能となる。
【0024】
また、コイルと位置検出素子とが近接して配置され、コイルの巻き軸方向から見て、位置検出素子の磁気検出部の中心が、内側コイルの内周エッジと外周エッジの中間位置と、外側コイルの内周エッジと外周エッジの中間位置との間に存在してもよい。
【0025】
これにより、内側コイルが発生する磁界の向きと外側コイルが発生する磁界の向きとが逆向きとなる領域に位置検出素子を配置できるため、コイルへの通電により生成される磁束が位置検出素子に入射することによる磁気かぶりノイズが低減できる。
【0026】
また、位置検出素子の位置に対応して、内側コイルと外側コイルのターン数比を決定してもよい。
【0027】
これにより、位置検出素子の位置において、内側コイルが発生する磁界と外側コイルが発生する磁界が逆向きで、かつ大きさが同等となるようにすることが可能となり、コイルへの通電により生成される磁束が位置検出素子に入射することによる磁気かぶりノイズが低減できる。
【0028】
また、内側コイルのターン数よりも、外側コイルのターン数を少なくしてもよい。
【0029】
これにより、内側コイルが発生する磁界と外側コイルが発生する磁界とが打ち消しあう領域を、より外周側に寄せることが可能となり、磁気かぶりノイズが低減できる好適位置に位置検出素子を配置したときのコイルと位置検出素子の干渉を防ぐことが容易となる。
【0030】
また、内側コイルと外側コイルを並列接続とし、位置検出素子の位置に対応して、内側コイルに供給する電流値と外側コイルに供給する電流値との比を決定してもよい。
【0031】
これにより、位置検出素子の位置において、内側コイルが発生する磁界と外側コイルが発生する磁界が逆向きで、かつ大きさが同等となるようにすることが可能となり、コイルへの通電により生成される磁束が位置検出素子に入射することによる磁気かぶりノイズが低減できる。
【0032】
また、内側コイルに供給する電流値よりも、外側コイルに供給する電流値を小さくしてもよい。
【0033】
これにより、位置検出素子の位置において、内側コイルが発生する磁界と外側コイルが発生する磁界が逆向きで、かつ大きさが同等となるようにすることが可能となり、コイルへの通電により生成される磁束が位置検出素子に入射することによる磁気かぶりノイズが低減できる。
【0034】
また、コイルはパターンコイルであってもよい。
【0035】
これにより、二群構成の内側コイルと外側コイルとが、あらかじめパターン化されて形成されているため、別々に巻き線した内側コイルと外側コイルを個別に位置決めして実装するよりも、高精度でかつ容易に実装できる。
【0036】
また、コイルは永久磁石に対向して配置され、位置検出素子は永久磁石に対向して配置されており、永久磁石が駆動用と位置検出用を兼ねていてもよい。
【0037】
これにより、永久磁石が駆動用と位置検出用で兼用できるため、部品点数が削減できる。
【0038】
また、位置検出素子による位置検出信号を用いて、フィードバック制御によって撮像レンズの位置が制御されてもよい。
【0039】
これにより、磁気かぶりノイズが低減された状態の位置検出信号を用いてフィードバック制御を行うので、より高精度な撮像レンズの位置制御が実現できる。
【0040】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【0041】
さらに、この課題を解決するための手段の記載は、すべての欠くべからざる特徴を説明するものではなく、したがって、記載されるこれらの特徴のサブコンビネーションも、本発明たり得る。
【発明の効果】
【0042】
本発明によれば、コイルへの通電により発生する磁束が位置検出素子に入射して生じる磁気かぶりノイズを低減し、より高精度な撮像レンズの位置制御を実現したカメラモジュールを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】アクチュエータの基本構成を示す図である。
【図3】単一のコイルによる磁束密度の大きさの分布を示す等高線図である。
【図4】２つのコイルによる磁束密度の大きさの分布を示す等高線図である。
【図5】実施の形態に係るアクチュエータの基本構成を示す斜視図である。
【図8】第２変形例に係るコイルの平面図である。
【図9】第３変形例に係るコイルの平面図である。
【図10】第４変形例に係るコイルの平面図である。
【図11】実施の形態に係るカメラモジュールの概略構成を示す斜視図である。
【図12】第１実施例に係るカメラモジュールの断面図である。
【図17】ポイントＰ１における磁束密度と、内側コイルと外側コイルのターン数比の関係を示す図である。
【図18】外側コイルのターン数比が１８％の場合における、ポイントＰ１とＰ２を結ぶ線分上での磁束密度の変化を示す図である。
【図19】外側コイルのターン数比が１００％の場合における、ポイントＰ１とＰ２を結ぶ線分上での磁束密度の変化を示す図である。
【図20】外側コイルのターン数比が０％の場合における、ポイントＰ１とＰ２を結ぶ線分上での磁束密度の変化を示す図である。
【図21】第２実施例に係るカメラモジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0044】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【0045】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【0046】
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【0047】
＜アクチュエータ＞
図５は、実施の形態に係るアクチュエータ２００の基本構成を示す図である。アクチュエータ２００は、コイル２１０および永久磁石２３０を備える。アクチュエータ２００は、位置検出素子であるホール素子１０２とともに用いられ、対象物（不図示）を第１軸（Ｘ軸）の方向に位置決めする。なお位置検出素子はホール素子に限定されず、磁気抵抗素子を用いてもよい。
図５は、実施の形態に係るアクチュエータ２００の基本構成を示す図である。アクチュエータ２００は、コイル２１０および永久磁石２３０を備える。アクチュエータ２００は、位置検出素子であるホール素子１０２とともに用いられ、対象物（不図示）を第１軸（Ｘ軸）の方向に位置決めする。なお位置検出素子はホール素子に限定されず、磁気抵抗素子を用いてもよい。
【0048】
コイル２１０は、第１軸（Ｘ軸）と垂直な第２軸（Ｙ軸）を長手方向として形成される。コイル２１０は、第１辺Ｓ１～第４辺Ｓ４を有する。第１辺Ｓ１および第２辺Ｓ２は、第２軸（Ｙ軸）と平行であり、第３辺Ｓ３および第４辺Ｓ４は、第１軸（Ｘ軸）と平行である。
【0049】
永久磁石２３０は、第１辺Ｓ１、第２辺Ｓ２それぞれに対して、第１軸（Ｘ軸）および第２軸（Ｙ軸）と垂直かつ反対向き（すなわちＺ軸正方向とＺ軸負方向）の磁界を発生する。
【0050】
使用において、ホール素子１０２は第３辺Ｓ３の近傍に配置される。コイル２１０は、少なくとも第３辺Ｓ３において、幅方向（すなわちＹ軸方向）に複数の部分に分裂している。図４では、第３辺Ｓ３が、２つの部分（第１部分２１２および第２部分２１４と称する）に分裂している。
【0051】
以上がアクチュエータ２００の基本構成である。続いてその動作を説明する。図６（ａ）は、図５のアクチュエータ２００の第３辺Ｓ３の断面図である。コイル２１０は巻き線コイルであり、第１部分２１２、第２部分２１４それぞれに含まれる巻き線には、紙面と直交する向きに電流が流れる。Ｙ方向に着目すると、第１部分２１２より外側の領域Ａ１では、第１部分２１２が形成する磁界Ｈ１と、第２部分２１４が形成する磁界Ｈ２は強めあう。また第２部分２１４より内側の領域Ａ２においても、第１部分２１２が形成する磁界Ｈ１と、第２部分２１４が形成する磁界Ｈ２は強めあう。反対に、第３辺Ｓ３の幅Ｗに対応する領域Ａ３において、第１部分２１２が形成する磁界Ｈ１と、第２部分２１４が形成する磁界Ｈ２は打ち消しあう。したがって、領域Ａ３に含まれるように、より詳しくは合成磁界が極小となる箇所もしくはその近傍にホール素子１０２を配置することにより、磁気かぶりノイズの影響を低減することができる。ホール素子１０２の位置は、磁界に対して感度を有する部分（磁気検出部という）における合成磁界が小さくなるように配置すればよい。
【0052】
図６（ｂ）は、図５のアクチュエータ２００の投影図である。アクチュエータ２００の構成要素を第１軸（Ｘ軸）および第２軸（Ｙ軸）がなす平面（ＸＹ平面）に投影したときに、ホール素子１０２の磁気検出部は、第２軸（Ｙ軸）の方向に関して、第１部分２１２と第２部分２１４の間の領域Ａ３に位置する。また第１軸（Ｘ軸）の方向に関して、ホール素子１０２は第３辺Ｓ３の長さＬ３の範囲に配置することができ、より好ましくは第３辺Ｓ３の長さの中心近傍に配置するとよい。
【0053】
図７（ａ）は、第１変形例に係るコイル２１０の平面図であり、図７（ｂ）～（ｃ）はその等価回路図である。コイル２１０は、第１辺Ｓ１～第４辺Ｓ４のすべてにおいて、２つの部分に分割されている。すなわちコイル２１０は、外周コイル２２０と内周コイル２２２を含む。ホール素子１０２は、第３辺Ｓ３を形成する外周コイル２２０の部分２１２と、内周コイル２２２の部分２１４の間に配置することも可能である。図７（ｂ）に示すように外周コイル２２０と内周コイル２２２は電気的に直列に接続してもよい。この場合、それらに流れる電流は同じである。
【0054】
図７（ｂ）に示すように外周コイル２２０と内周コイル２２２は電気的に直列に接続してもよい。この場合、それらに流れる駆動電流ＩＤＲＶは共通であり、ひとつのＶＣＭドライバで駆動することが可能となる。この場合、第１部分２１２と第２部分２１４の距離、ホール素子１０２の位置、ならびに第１部分２１２と第２部分２１４それぞれに含まれる巻き線（あるいはコイルパターン）の本数（すなわち巻数）をパラメータとして、ホール素子１０２における合成磁界を低減させることができる。
【0055】
図７（ｃ）に示すように、コイル２１０は、外周コイル２２０、内周コイル２２２それぞれに、独立な駆動電流ＩＤＲＶ１，ＩＤＲＶ２を供給可能に構成される。この場合、２つのＶＣＭドライバが必要となるが、２つの駆動電流ＩＤＲＶ１，ＩＤＲＶ２をパラメータとして、ホール素子１０２における合成磁界を低減させることができる。
【0056】
図７（ｄ）に示すように、外周コイル２２０と内周コイル２２２は、電気的に並列に接続してもよい。
【0057】
【0058】
図９は、第３変形例に係るコイル２１０の平面図である。上の説明では、コイル２１０が第３辺Ｓ３において２つの部分に分裂していたが、２または３以上の任意のＮ個（Ｎ≧２）の部分Ｐ１～ＰＮに分裂してもよい。この場合、複数の部分Ｐ１～ＰＮが形成する合成磁界がゼロとなる箇所に、ホール素子１０２を配置すればよく、あるいはホール素子１０２の位置において、合成磁界が最小となるように、複数の部分Ｐ１～ＰＮの間隔、それらの巻き線の本数などを最適化すればよい。
【0059】
図１０は、第４変形例に係るコイル２１０の平面図である。上述のコイル２１０を別の観点から見ると、コイル２１０は、第３辺Ｓ３の幅Ｗ３が、それと対向する第４辺Ｓ４の幅Ｗ４よりも大きくなるように意図的に幅広に形成され、第３辺Ｓ３における幅方向（Ｙ方向）の巻き線の分布を最適化することで、ホール素子１０２における合成磁界（磁束密度）を低減していると把握できる。この観点から、コイル２１０は第３辺Ｓ３において必ずしも複数の部分に分割される必要はなく、巻き線の密度が、外周側と内周側で異なっていてもよい。この変形例は、巻き線コイルでも実装できるが、パターンコイルを採用する場合に好適である。
【0060】
さらなる変形例として、図７（ａ）のようにコイル２１０が複数のコイル２２０，２２２に分割される場合、あるコイルを巻き線コイルで形成し、別のコイルをパターンコイルで形成してもよい。
【0061】
＜カメラモジュール＞
続いて上述のアクチュエータ２００を組み込んだカメラモジュール１について説明する。アクチュエータ２００は、レンズの位置決めに利用される。図１１は、本発明の実施の形態に係るカメラモジュール１の概略構成を示す斜視図である。カメラモジュール１は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ、スマートフォンやタブレット端末に内蔵され、写真やビデオ撮影に利用される。カメラモジュール１は、ＡＦ機能とＯＩＳ機能を有するものとして説明するが、これに限定される訳ではなく、ＡＦ機能のみであってもかまわない。また、位置検出素子はＯＩＳ用として配置されることで説明するが、ＡＦ用に配置されたものでもかまわない。位置検出素子は、カメラモジュール用途ではホール素子が広く用いられているため、ホール素子として説明するが、これに限定される訳ではなく、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子のような磁気抵抗素子であってもかまわない。
続いて上述のアクチュエータ２００を組み込んだカメラモジュール１について説明する。アクチュエータ２００は、レンズの位置決めに利用される。図１１は、本発明の実施の形態に係るカメラモジュール１の概略構成を示す斜視図である。カメラモジュール１は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ、スマートフォンやタブレット端末に内蔵され、写真やビデオ撮影に利用される。カメラモジュール１は、ＡＦ機能とＯＩＳ機能を有するものとして説明するが、これに限定される訳ではなく、ＡＦ機能のみであってもかまわない。また、位置検出素子はＯＩＳ用として配置されることで説明するが、ＡＦ用に配置されたものでもかまわない。位置検出素子は、カメラモジュール用途ではホール素子が広く用いられているため、ホール素子として説明するが、これに限定される訳ではなく、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子のような磁気抵抗素子であってもかまわない。
【0062】
カメラモジュール１は、撮像レンズ２、撮像レンズ２を駆動するためのアクチュエータ３、撮像素子（図１２、図２１にて説明）を実装するモジュール基板４、モジュール基板４上で撮像素子をカバーし、上にアクチュエータ３を搭載するセンサーカバー５、モジュール基板４上に実装され、アクチュエータ３を駆動するアクチュエータドライバ６、手ぶれの角速度を検出するジャイロセンサ７、などから構成されている。ジャイロセンサ７は、スマートフォンなどの本体側に実装されたものを手ぶれ検出用途で用いる場合もあり、このような場合にはモジュール基板４側には無くてもよい。
【0063】
アクチュエータ３は、撮像レンズ２をその光軸方向（図のＺ軸方向）に駆動してオートフォーカス動作をおこない、光軸に垂直な方向（図のＸ軸、Ｙ軸方向）に駆動して手ぶれ補正動作をおこなう。このとき、撮像レンズ２の位置を検出し、この信号をフィードバックして位置制御すると、撮像レンズを高精度に位置決めできる。本実施の形態では、位置検出のための位置検出素子を備えており、その詳細な構成は後述する。
【0064】
アクチュエータドライバ６は、ひとつの半導体基板に集積化された機能ＩＣである。ここでの「集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。回路を１つのチップ上に集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。アクチュエータドライバ６は、ジャイロセンサ７による位置指令信号にしたがって、撮像レンズ２が所定の位置となるように、位置検出信号をフィードバックして制御する。
【0065】
撮像レンズ２の位置を検出して、これをフィードバックして位置制御に用いることにより、ステップ応答における過渡振動を抑えて収束を速めたり、目標位置への位置決め精度を高めたり、外乱振動を受けた場合にも所定の位置に保持したりできる。
【0066】
以下では、コイルとホール素子の配置とその影響について、第１実施例および第２実施例を参照して説明する。
【0067】
＜第１実施例＞
第１実施例について、図１２から図２０を参照して説明する。まずは、図１２を用いて、カメラモジュール全体の構成を説明する。図１２は、第１実施例に係るカメラモジュールの断面図であり、図１１のＡ－Ａ断面図である。
第１実施例について、図１２から図２０を参照して説明する。まずは、図１２を用いて、カメラモジュール全体の構成を説明する。図１２は、第１実施例に係るカメラモジュールの断面図であり、図１１のＡ－Ａ断面図である。
【0068】
撮像レンズ２は、レンズバレル８と、複数のレンズ玉９を備える。レンズ玉９は、図では３枚として例示しているが、もっと少なくても、もっと多くてもかまわない。
【0069】
アクチュエータ３は、レンズホルダー１０、ＡＦ板バネ１１、ＡＦコイル１２、永久磁石１３、マグネットホルダー１４、サスペンションワイヤー１５、フレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）１６、ＯＩＳコイル１７、ホール素子１８、ベース１９、カバー２０、などを備える。ホール素子１８は、図示したものがＸ方向の位置検出用だとすると、図示されない位置にＹ方向の位置検出用として別のホール素子が存在する。
【0070】
また、ホール素子１８は、本実施の形態ではアクチュエータ３内のＦＰＣ１６に実装されているが、アクチュエータ３外で、センサーカバー５上やモジュール基板４上に実装してもよい。
【0071】
レンズホルダー１０は撮像レンズ２を保持している。レンズホルダー１０とレンズバレル８は、撮像レンズ２の高さ調整後に接着される。レンズホルダー１０の外周面にはＡＦコイル１２が巻回されている。ＡＦコイル１２に対向して、マグネットホルダー１４に永久磁石１３が固定されており、ＡＦコイル１２に通電することで永久磁石１３との間で電磁力（ローレンツ力）が作用し、ＡＦコイル１２は光軸方向（Ｚ軸方向）に力を受ける。レンズホルダー１０は上下２枚のＡＦ板バネ１１により、マグネットホルダー１４に対して光軸方向に可動に支持されており、撮像レンズ２、レンズホルダー１０、ＡＦコイル１２などでＡＦ可動部３０が形成される。
【0072】
ＡＦ板バネ１１の上側バネの一部はマグネットホルダー１４の外側まで突出しており、この突出部とサスペンションワイヤー１５の上端とが連結されている。サスペンションワイヤー１５の下端はＦＰＣ１６に連結されており、ＡＦコイル１２の端子はＡＦ板バネ１１（上側）、サスペンションワイヤー１５を通じてＦＰＣ１６に電気的に接続される。サスペンションワイヤー１５はマグネットホルダー１４を光軸に垂直な方向に可動に支持しており、マグネットホルダー１４、永久磁石１３、ＡＦ可動部３０などでＯＩＳ可動部４０が形成される。
【0073】
ＦＰＣ１６上には、永久磁石１３に対向してＯＩＳコイル１７が設置される。ＯＩＳコイル１７と永久磁石１３のペアは、アクチュエータ（ＶＣＭ）を形成する。ＯＩＳコイル１７に通電することで永久磁石１３との間で電磁力（ローレンツ力）が作用し、ＯＩＳコイル１７は光軸と垂直方向（Ｘ軸方向）に力を受けるが、ＯＩＳコイル１７はＦＰＣ１６に固定されているため、反作用で永久磁石１３が光軸と垂直方向の力を受ける。
【0074】
ＦＰＣ１６上には、同じく永久磁石１３に対向してホール素子１８が設置される。ホール素子１８は、永久磁石１３がＸ軸方向に変位することによる磁束（図のＺ軸方向成分）の変化を検出し、これにより位置検出がなされる。ＯＩＳコイルの構成、ホール素子との位置関係の詳細は後述する。本実施例では、ＯＩＳコイル１７とホール素子１８はＦＰＣ１６の同一面側に実装されている。
【0075】
なお、Ｘ軸用のＯＩＳコイル１７と永久磁石１３からなるアクチュエータは、レンズバレル８を挟んで反対側にも設けられる。さらに、カメラモジュール１は、Ｙ軸方向のＯＩＳ用のアクチュエータを備えるがそれらは図示されない。Ｙ軸用のアクチュエータは、紙面手前側と奥側に設けられる。ＯＩＳに関連して設けられる複数のアクチュエータが、上述したアクチュエータ２００のアーキテクチャを用いて構成される。
【0076】
永久磁石１３はＡＦの駆動用、ＯＩＳの駆動用、およびＯＩＳの位置検出用の３役を兼ねている。このように駆動用と位置検出用で永久磁石を兼用することで部品点数が削減される。
【0077】
ＦＰＣ１６はベース１９上に貼り付けられている。カバー２０は、天面に光路確保のための穴があけられており、アクチュエータ全体をカバーしている。ＯＩＳ可動部４０に永久磁石１３が存在しているため、カバー２０の材質は非磁性の金属（たとえば洋白などの銅合金）が望ましい。
【0078】
モジュール基板４上には撮像素子２１が実装されており、撮像素子２１を覆うようにセンサーカバー５が設けられている。センサーカバー５の中央部には穴があいており、この穴をふさぐようにＩＲカットガラス２２が設けられている。ＩＲカットガラス２２は、薄いガラス板の表面にＩＲカット膜が形成されており、撮像レンズ２を通して入射した光の赤外成分をカットして、撮像素子２１に入射させる。
【0079】
【0080】
本実施例ではＦＰＣ１６の同一面側にＯＩＳコイル１７とホール素子１８が実装されているため、両者は同程度の高さに配置される。ＯＩＳコイル１７は二群で構成され、外側コイル１７ａと内側コイル１７ｂを含む。それぞれのコイル１７ａ，１７ｂに電流を印加したとき、外側コイル１７ａが発する磁界の向きと内側コイル１７ｂが発する磁界の向きとが逆向きとなる位置にホール素子１８は配置される。電流は、それぞれのコイルで同じ向きに回るように流す。すると、コイルの巻きの内側を通る磁界は同じ向きとなるが、内側コイル１７ｂの巻きの外側では磁界が逆向きに回りこむため、外側コイル１７ａの内側を通る磁界とは逆向きとなる。このように、磁界が逆向きになる位置にホール素子１８を配置することで、ホール素子を通過する磁束密度を低下させることができ、磁気かぶりノイズを低減できる。
【0081】
ホール素子を通過する磁束密度をほぼゼロに近づけるためには、磁界の向きを逆向きにするだけでなく、大きさもほぼ一致させるとよい。磁界（磁束密度）の大きさは印加する電流の大きさとコイルのターン数に比例するので、ホール素子１８の位置で磁界（磁束密度）が実質的に等しくなるように（向きは逆）外側コイル１７ａと内側コイル１７ｂの電流やターン数の配分を調節すればよい。外側コイル１７ａと内側コイル１７ｂとが電気的に直列接続されている場合は（図７（ｂ））、電流値の配分を変えるのは難しいので、この場合はターン数で調節するとよい。外側コイル１７ａと内側コイル１７ｂが電気的に並列接続されている場合（図７（ｃ））、電流値で調節してもよい。
【0082】
【0083】
図１４～図１６には、外側コイル１７ａと内側コイル１７ｂのそれぞれに電流を印加したときの、図１３の２点鎖線で囲まれた領域２３の磁束密度のＺ軸方向の成分の大きさ分布のシミュレーション結果が示される。図１４～図１６では、外側コイル１７ａと内側コイル１７ｂのターン数の配分が異なっており、図１４は外側コイル１７ａの比率が５０％の場合、図１５は同３０％の場合、図１６は同１０％の場合である。図中の曲線は、Ｚ軸方向の磁束密度の大きさが等しくなる等高線を示しており、等高線に沿って書かれている数字は磁束密度の大きさをｍＴ（ミリテスラ）単位で表したものである。また、等高線の破線は、実線とは磁界の方向が逆向きになっていることを示している。なお、磁束密度の数値は、各コイルに電流１Ａを流し、両コイルの合計ターン数を１００ターンとしたときのもので、一例にすぎない。
【0084】
図１４の結果を見ると、コイルターン数が５０：５０という同一条件では、コイルの巻きの内側の磁束密度に比べて、コイルの巻きの外側の磁束密度が小さく、磁束密度の大きさが釣り合うのは、内側コイル１７ｂの外側エッジ近傍となり、この部分にピンポイントで磁束密度がゼロ近くになる領域が存在する。しかしながら、この位置では内側コイル１７ｂと干渉してしまうため、ホール素子を配置することができない。
【0085】
図１５の結果を見ると、外側コイル１７ａによる磁束密度を低下させることで、打ち消しあって磁束密度がゼロ近くになる領域が左にシフトしているのがわかる。また、コイルの厚さ方向にも磁束密度小の領域が広がっている。
【0086】
図１６の結果を見ると、外側コイル１７ａのターン数比が１０％となり、打ち消しあって磁束密度がゼロ近くになる領域がさらに左にシフトし、コイルの厚さ方向にも磁束密度小の領域がさらに広がっている。
【0087】
このように、コイルターン数によって外側コイル１７ａと内側コイル１７ｂの磁束密度の大きさをバランスさせることにより、磁束密度がゼロ近くになる領域の位置をコントロールできる。ホール素子の配置できる位置は、カメラモジュールの構造によってある程度の制限を受けるため、ホール素子の位置を決めたら、その位置の磁束密度が小さくなるようにコイルターン数の配分を設定すればよい。
【0088】
図１４～図１６では、特定のモニターポイントをＰ１～Ｐ４で示している。Ｐ１は、コイル厚さの中央で、かつ外側コイル１７ａの内側エッジと内側コイル１７ｂの外側エッジのちょうど中間の位置である。Ｐ２は、内側エッジと外側エッジの中間であるという点ではＰ１と同じで、コイル厚さ方向に一定距離隔てた位置となる。第２実施例として後述するが、ＦＰＣ１６の裏面側にホール素子を配置した場合は、このようにコイル厚さ方向に一定距離隔てた位置にホール素子の磁気検出部がくる。Ｐ３、Ｐ４は、コイル厚さ方向の距離がＰ２と同じで、左右の位置がシフトした位置である。Ｐ３は内側コイル１７ｂの外側エッジと内側エッジの中間位置、Ｐ４は外側コイル１７ａの外側エッジと内側エッジの中間位置である。
【0089】
図１７は、ポイントＰ１の位置におけるターン数比と磁束密度との関係を示す図である。パッケージ内の磁気検出部の位置によって、多少はコイル厚さ方向に位置がシフトする可能性はある。図１７の結果より、外側コイルのターン数の割合が増加するにつれて磁束密度が大きくなり、比率１８％で磁束密度がゼロとなる。
【0090】
上記のように、ホール素子のパッケージ内の磁気検出部の位置が仕様によって多少異なる可能性があるため、コイル厚さ方向（Ｚ軸方向）の磁束密度分布も確認した。外側コイルのターン数の割合は図１７で最適条件として求められた１８％とした。図１８は、外側コイルのターン数比が１８％の場合における、ポイントＰ１とＰ２を結ぶ線分上での磁束密度の変化を示す図である。横軸の０がＰ１の位置となる。この結果からわかるように、当然ながらＰ１の位置では磁束密度がゼロとなるが、そこからＺ軸方向に位置がずれても、磁束密度の変化は小さく、磁気かぶりノイズを低減できる領域がピンポイントではなく、かなり広がっていることがわかる。
【0091】
図１９は、外側コイルのターン数比が１００％の場合における、ポイントＰ１とＰ２を結ぶ線分上での磁束密度の変化を示す図である。これは、図１１（ａ）のように、コイル巻きの内側にホール素子が存在するようなケースに相当する。図２０は、外側コイルのターン数比が０％の場合における、ポイントＰ１とＰ２を結ぶ線分上での磁束密度の変化を示す図である。これは図１１（ｂ）のように、コイル巻きの外側にホール素子が存在するようなケースに相当する。図１９、図２０では、図１８と同じように横軸、縦軸がとられる。
【0092】
【0093】
なお、二群のコイルは別々に線材を巻いて形成したものを組み合わせて配置してもよいが、このような構成では外側コイルと内側コイルの実装時の位置合わせが面倒になるので、パターンコイルを用いた方が組立は容易である。パターンコイルは、コイル状のパターンをエッチング等によって形成するので、パターンの状態で二重構造にしておくことで、ＦＰＣ１６への実装時に外側コイルと内側コイルの位置合わせは不要となる。
【0094】
【0095】
まずは、図２１を用いて、カメラモジュール全体の構成を説明するが、ほとんどの部分で図１２のカメラモジュールと同じであるため、詳細な説明は省略する。図２１のカメラモジュールが図１２のカメラモジュールと異なるのは、ＯＩＳコイル１７とホール素子１８がＦＰＣ１６の反対側の面に実装されているという点である。上記のように、本実施例ではＦＰＣ１６の反対面側にＯＩＳコイル１７とホール素子１８が実装されているため、両者はコイルの厚さ方向にある程度隔てて配置される。ＦＰＣ１６の裏面側に実装されたホール素子１８の逃げのため、ベース１９には掘り込み穴１９ａが設けられている。
【0096】
【0097】
ＯＩＳコイル１７は第１実施例と同様、二群で構成され、外側コイル１７ａと内側コイル１７ｂからなる。それぞれのコイルに電流を印加したとき、外側コイル１７ａが発する磁界の向きと内側コイル１７ｂが発する磁界の向きとが逆向きとなる位置にホール素子１８を配置する点も同じである。ホール素子１８は、コイルの厚さ方向（Ｚ軸方向）にずれた位置に配置されている。磁界が逆向きになる位置にホール素子１８を配置することで、ホール素子を通過する磁束密度を低下させることができ、磁気かぶりノイズを低減できる。ホール素子を通過する磁束密度をほぼゼロに近づけるために、外側コイル１７ａと内側コイル１７ｂの電流やターン数の配分を調節する点も第１実施例と共通である。
【0098】
本実施例では、ＦＰＣ１６の裏面側にホール素子１８を実装しているため、ＯＩＳコイル１７と干渉することなく、Ｘ方向、Ｙ方向の位置をある程度自由に設定できる。続いてホール素子１８の配置例を説明する。
【0099】
図２３（ａ）～（ｃ）は、ホール素子の配置例を示す図であり、図２２におけるＢ－Ｂ断面図を表す。図２３（ａ）は、図１４～図１６におけるＰ２の位置に相当し、外側コイル１７ａと内側コイル１７ｂの隙間の中間位置にホール素子１８が配置されている。
【0100】
図２３（ｂ）は、図１４～図１６におけるＰ３の位置に相当し、内側コイル１７ｂの外側エッジと内側エッジの中間位置にホール素子１８が配置されている。これよりもさらに内側にホール素子１８を配置してしまうと、外側コイル１７ａからの磁界も内側コイル１７ｂからの磁界も同じ向きになってしまい、打ち消しあうどころか強め合うため、この位置が二重コイル構造として意味のある限界位置となる。
【0101】
図２３（ｃ）は、図１４～図１６におけるＰ４の位置に相当し、外側コイル１７ａの外側エッジと内側エッジの中間位置にホール素子１８が配置されている。これよりもさらに外側にホール素子１８を配置してしまうと、外側コイル１７ａからの磁界も内側コイル１７ｂからの磁界も同じ向きになってしまい、打ち消しあうどころか強め合うため、この位置が二重コイル構造として意味のある限界位置となる。
【0102】
ポイントＰ２の位置におけるターン数比と磁束密度との関係を説明する。図２４は、図１４～図１６におけるポイントＰ２の磁束密度と、内側コイルと外側コイルのターン数比の関係を示す図である。図２４の結果より、外側コイルのターン数の割合が増加するにつれて磁束密度が大きくなり、比率４％で磁束密度がゼロとなる。
【0103】
図２５は、図１４～図１６におけるポイントＰ３での磁束密度と、内側コイルと外側コイルのターン数比の関係を示す図である。図２５の結果より、ターン数比率を変化させても磁束密度はゼロにはならない。どうしてもこの位置にホール素子を配置しなければならない場合は、なるべく外側コイルのターン数比を小さく（究極は０）することが望ましい。
【0104】
ポイントＰ４の位置におけるターン数比と磁束密度との関係を説明する。図２６は図１４～図１６におけるポイントＰ４での磁束密度と、内側コイルと外側コイルのターン数比の関係を示す図である。図２６の結果より、外側コイルのターン数の割合が増加するにつれて磁束密度が大きくなり、比率１２％で磁束密度がゼロとなる。
【0105】
なお、第２実施例のように、ＦＰＣ１６の裏面側にホール素子を配置した場合、表面側に配置した場合と比べて永久磁石からの距離は遠くなるため、本来の信号としての位置検出感度は低下してしまう。その代わり、コイルとの距離も離れるため、磁気かぶりノイズも低減しやすい。Ｓ／Ｎ比としてのトータル性能や、コイルとホール素子の配置スペースの関係などから、第１実施例のような構成あるいは第２実施例のような構成のどちらかを選択すればよい。さらには、選択肢はこの２つだけではなく、前述のようにセンサーカバー上やモジュール基板上にホール素子を配置してもかまわない。
【0106】
以上のようなカメラモジュールは、スマートフォンなどの携帯機器などに用いられる。特に、本発明のカメラモジュールの好適な応用のひとつは、光学手ぶれ補正（ＯＩＳ）機能やオートフォーカス（ＡＦ）機能を備え、可動部の位置検出信号を用いてフィードバック制御を行う装置である。本発明を利用することで、コイルへの通電によって生じる磁気かぶりノイズを低減し、高精度のレンズ位置制御を可能とし、手振れ補正の補正精度を高めたり、オートフォーカスの引き込み時間を短縮したりすることが可能なカメラモジュールを実現できる。
【0107】
上述のカメラモジュール１では、ＡＦのアクチュエータとしてムービングコイル型、ＯＩＳ用のアクチュエータとしてムービングマグネット型を説明したがその限りでない。ＡＦ用のアクチュエータをムービングマグネット型で構成してもよいし、ＯＩＳ用のアクチュエータを、ムービングコイル型で構成してよい。図１２等では、ＯＩＳコイル１７のコイル面はＺ軸と垂直であったがその限りでなく、特許文献１の第８図に示されるような別のレイアウトを採用してもよい。
【符号の説明】
【0108】
１ カメラモジュール
２ 撮像レンズ
３ アクチュエータ
４ モジュール基板
５ センサーカバー
６ アクチュエータドライバ
７ ジャイロセンサ
８ レンズバレル
９ レンズ玉
１０ レンズホルダー
１１ ＡＦ板バネ
１２ ＡＦコイル
１３ 永久磁石
１４ マグネットホルダー
１５ サスペンションワイヤー
１６ ＦＰＣ
１７ ＯＩＳコイル
１７ａ 外側コイル
１７ｂ 内側コイル
１８ ホール素子
１９ ベース
１９ａ 穴
２０ カバー
２１ 撮像素子
２２ ＩＲカットガラス
２３ 領域
３０ ＡＦ可動部
４０ ＯＩＳ可動部
１００ アクチュエータ
１０１ コイル
１０２ ホール素子
１１０ 永久磁石
２００ アクチュエータ
２１０ コイル
２３０ 永久磁石
Ｓ１ 第１辺
Ｓ２ 第２辺
Ｓ３ 第３辺
Ｓ４ 第４辺
２１２ 第１部分
２１４ 第２部分
２２０ 外周コイル
２２２ 内周コイル
２ 撮像レンズ
３ アクチュエータ
４ モジュール基板
５ センサーカバー
６ アクチュエータドライバ
７ ジャイロセンサ
８ レンズバレル
９ レンズ玉
１０ レンズホルダー
１１ ＡＦ板バネ
１２ ＡＦコイル
１３ 永久磁石
１４ マグネットホルダー
１５ サスペンションワイヤー
１６ ＦＰＣ
１７ ＯＩＳコイル
１７ａ 外側コイル
１７ｂ 内側コイル
１８ ホール素子
１９ ベース
１９ａ 穴
２０ カバー
２１ 撮像素子
２２ ＩＲカットガラス
２３ 領域
３０ ＡＦ可動部
４０ ＯＩＳ可動部
１００ アクチュエータ
１０１ コイル
１０２ ホール素子
１１０ 永久磁石
２００ アクチュエータ
２１０ コイル
２３０ 永久磁石
Ｓ１ 第１辺
Ｓ２ 第２辺
Ｓ３ 第３辺
Ｓ４ 第４辺
２１２ 第１部分
２１４ 第２部分
２２０ 外周コイル
２２２ 内周コイル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】