JP2014209089A - 磁気センサおよび磁気センサシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】磁気センサ1は、MR素子10とバイアス磁界発生部20を備えている。MR素子10は、X方向に平行な方向に磁化が固定された磁化固定層と、外部磁界のX方向の成分に応じて磁化が変化する自由層と、磁化固定層と自由層の間に配置された非磁性層を有している。磁化固定層、非磁性層および自由層は、Y方向に並ぶように積層されている。自由層には、磁化固定層に起因して、X方向に平行な方向の層間結合磁界Hinが印加されている。バイアス磁界発生部20は、自由層に対してバイアス磁界Hbを印加する。バイアス磁界Hbは、層間結合磁界Hinの方向とは反対方向の第1の磁界成分Hb1と、Z方向の第2の磁界成分Hb2とを有している。
【選択図】図2
Description
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る磁気センサシステムの概略の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る磁気センサシステムの概略の構成を示す斜視図である。図1に示したように、本実施の形態に係る磁気センサシステムは、本実施の形態に係る磁気センサ1と、この磁気センサ1に対する相対的位置が第1の方向に変化し得るスケール30とを備えている。以下、第1の方向をX方向と言う。本実施の形態では特に、スケール30は、X方向に沿って交互に直線状に配列された複数組のN極とS極を有するリニアスケールである。スケール30は、X方向に平行な側面30aを有している。磁気センサ1は、側面30aに対向する位置に配置されている。磁気センサ1とスケール30の一方は、図示しない動作体に連動してX方向に移動する。これにより、磁気センサ1に対するスケール30の相対的位置がX方向に変化する。図1において、曲線の矢印は、スケール30が発生する磁束を表している。磁気センサ1は、外部磁界のX方向の成分を検出するものである。以下、外部磁界のX方向の成分を、記号Hxで表す。外部磁界は、スケール30によって発生される。磁気センサ1に対するスケール30の相対的位置が変化すると、外部磁界のX方向の成分Hxが変化する。
次に、図8を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。図8は、本実施の形態に係る磁気センサ1の平面図である。本実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、MR素子10と磁石21,22は、第4の方向D4に並んでいる。また、磁石21の磁化の方向M21と磁石22の磁化の方向M22は、第4の方向D4に平行であり、且つ同一方向である。ただし、本実施の形態では、磁石21の端面21aと、磁石21の端面22aは、Z方向に垂直である。従って、磁石21の磁化の方向M21は、端面21aに垂直なZ方向に対して傾いており、磁石22の磁化の方向M22は、端面22aに垂直なZ方向に対して傾いている。本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様に、磁石21,22によって、第1の磁界成分Hb1と第2の磁界成分Hb2とを有するバイアス磁界Hbを、自由層15に対して印加することができる。ただし、本実施の形態では、バイアス磁界Hbの方向は、第4の方向D4に平行になるとは限らない。
次に、図9を参照して、本発明の第3の実施の形態について説明する。図9は、本実施の形態に係る磁気センサ1の平面図である。本実施の形態では、第2の実施の形態と同様に、MR素子10と磁石21,22は第4の方向D4に並び、磁石21の端面21aと磁石21の端面22aはZ方向に垂直である。ただし、本実施の形態では、磁石21の磁化の方向M21と磁石22の磁化の方向M22は、Z方向に平行であり、且つ同一方向である。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。図10は、本実施の形態に係る磁気センサシステムの概略の構成を示す斜視図である。図10に示したように、本実施の形態に係る磁気センサシステムは、本実施の形態に係る磁気センサ101と、この磁気センサ101に対する相対的位置がX方向(第1の方向)に変化し得るスケール30とを備えている。本実施の形態におけるスケール30は、第1の実施の形態におけるスケール30と同じである。磁気センサ101とスケール30の一方は、図示しない動作体に連動してX方向に移動する。これにより、磁気センサ101に対するスケール30の相対的位置がX方向に変化する。図10において、曲線の矢印は、スケール30が発生する磁束を表している。磁気センサ101は、外部磁界のX方向の成分Hxを検出するものである。外部磁界は、スケール30によって発生される。磁気センサ101に対するスケール30の相対的位置が変化すると、外部磁界のX方向の成分Hxが変化する。
次に、図19および図20を参照して、本発明の第5の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る磁気センサシステムは、第4の実施の形態に係る磁気センサ101の代わりに、本実施の形態に係る磁気センサ301を備えている。図19は、磁気センサ301の平面図である。図20は、磁気センサ301の回路図である。
次に、図8を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。図8は、本実施の形態に係る磁気センサ1の平面図である。本実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、MR素子10と磁石21,22は、第4の方向D4に並んでいる。また、磁石21の磁化M21の方向と磁石22の磁化M22の方向は、第4の方向D4に平行であり、且つ同一方向である。ただし、本実施の形態では、磁石21の端面21aと、磁石22の端面22aは、Z方向に垂直である。従って、磁石21の磁化M21の方向は、端面21aに垂直なZ方向に対して傾いており、磁石22の磁化M22の方向は、端面22aに垂直なZ方向に対して傾いている。本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様に、磁石21,22によって、第1の磁界成分Hb1と第2の磁界成分Hb2とを有するバイアス磁界Hbを、自由層15に対して印加することができる。ただし、本実施の形態では、バイアス磁界Hbの方向は、第4の方向D4に平行になるとは限らない。
次に、図9を参照して、本発明の第3の実施の形態について説明する。図9は、本実施の形態に係る磁気センサ1の平面図である。本実施の形態では、第2の実施の形態と同様に、MR素子10と磁石21,22は第4の方向D4に並び、磁石21の端面21aと磁石22の端面22aはZ方向に垂直である。ただし、本実施の形態では、磁石21の磁化M21の方向と磁石22の磁化M22の方向は、Z方向に平行であり、且つ同一方向である。
Claims (12)
- 外部磁界の第1の方向の成分を検出する磁気センサであって、
磁気抵抗効果素子と、バイアス磁界発生部とを備え、
前記磁気抵抗効果素子は、前記第1の方向に平行な方向に磁化が固定された磁化固定層と、前記外部磁界の第1の方向の成分に応じて磁化が変化する自由層と、前記磁化固定層と前記自由層の間に配置された非磁性層とを有し、
前記磁化固定層、前記非磁性層および前記自由層は、前記第1の方向に直交する第2の方向に並ぶように積層され、
前記自由層には、前記磁化固定層に起因して、前記第1の方向に平行な方向の層間結合磁界が印加され、
前記バイアス磁界発生部は、前記自由層に対してバイアス磁界を印加し、
前記バイアス磁界は、前記層間結合磁界の方向とは反対方向の第1の磁界成分と、前記第1および第2の方向に直交する第3の方向の第2の磁界成分とを有することを特徴とする磁気センサ。 - 前記バイアス磁界発生部は、少なくとも1つの磁石を有することを特徴とする請求項1記載の磁気センサ。
- 前記少なくとも1つの磁石は、前記磁気抵抗効果素子を挟むように配置された一対の磁石であることを特徴とする請求項2記載の磁気センサ。
- 前記少なくとも1つの磁石は、前記磁気抵抗効果素子に対して間隔を置いて配置されていることを特徴とする請求項2または3記載の磁気センサ。
- 前記磁気抵抗効果素子と前記少なくとも1つの磁石は、前記第1の方向と前記第3の方向の両方に対して傾いた第4の方向に並んでいることを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の磁気センサ。
- 前記少なくとも1つの磁石の磁化の方向は、前記第4の方向に平行であることを特徴とする請求項5記載の磁気センサ。
- 前記少なくとも1つの磁石の磁化の方向は、前記第3の方向に平行であることを特徴とする請求項5記載の磁気センサ。
- 請求項1ないし7のいずれかに記載の磁気センサと、
前記磁気センサに対する相対的位置が前記第1の方向に変化し得るスケールとを備え、
前記磁気センサに対する前記スケールの相対的位置が変化することによって、前記外部磁界の第1の方向の成分が変化することを特徴とする磁気センサシステム。 - 外部磁界の第1の方向の成分を検出する磁気センサであって、
少なくとも1組の第1の磁気抵抗効果素子、第2の磁気抵抗効果素子、第1のバイアス磁界発生部および第2のバイアス磁界発生部を備え、
前記第1の磁気抵抗効果素子と前記第2の磁気抵抗効果素子は、直列に接続され、
前記第1の磁気抵抗効果素子は、前記第1の方向に平行な方向に磁化が固定された第1の磁化固定層と、前記外部磁界の第1の方向の成分に応じて磁化が変化する第1の自由層と、前記第1の磁化固定層と前記第1の自由層の間に配置された第1の非磁性層とを有し、
前記第1の磁化固定層、前記第1の非磁性層および前記第1の自由層は、前記第1の方向に直交する第2の方向に並ぶように積層され、
前記第1の自由層には、前記第1の磁化固定層に起因して、前記第1の方向に平行な方向の第1の層間結合磁界が印加され、
前記第1のバイアス磁界発生部は、前記第1の自由層に対して第1のバイアス磁界を印加し、
前記第1のバイアス磁界は、前記第1の層間結合磁界の方向とは反対方向の第1の磁界成分と、前記第1および第2の方向に直交する第3の方向の第2の磁界成分とを有し、
前記第2の磁気抵抗効果素子は、前記第1の磁化固定層の磁化の方向とは反対方向の第5の方向に磁化が固定された第2の磁化固定層と、前記外部磁界の第1の方向の成分に応じて磁化が変化する第2の自由層と、前記第2の磁化固定層と前記第2の自由層の間に配置された第2の非磁性層とを有し、
前記第2の磁化固定層、前記第2の非磁性層および前記第2の自由層は、前記第2の方向に並ぶように積層され、
前記第2の自由層には、前記第2の磁化固定層に起因して、前記第1の層間結合磁界の方向とは反対方向の第2の層間結合磁界が印加され、
前記第2のバイアス磁界発生部は、前記第2の自由層に対して第2のバイアス磁界を印加し、
前記第2のバイアス磁界は、前記第2の層間結合磁界の方向とは反対方向の第3の磁界成分と、前記第3の方向の第4の磁界成分とを有することを特徴とする磁気センサ。 - 前記第1のバイアス磁界発生部は、少なくとも1つの第1の磁石を有し、
前記第1の磁気抵抗効果素子と前記少なくとも1つの第1の磁石は、前記第1の方向と前記第3の方向の両方に対して傾いた第6の方向に並び、
前記第2のバイアス磁界発生部は、少なくとも1つの第2の磁石を有し、
前記第2の磁気抵抗効果素子と前記少なくとも1つの第2の磁石は、前記第1の方向と前記第3の方向の両方に対して傾いた第7の方向に並び、
前記第6の方向と前記第7の方向は、前記第3の方向に対して互いに反対方向に傾き、
前記少なくとも1つの第1の磁石の磁化の方向と前記少なくとも1つの第2の磁石の磁化の方向は、前記第3の方向に平行な同じ方向であることを特徴とする請求項9記載の磁気センサ。 - 前記少なくとも1組の第1の磁気抵抗効果素子、第2の磁気抵抗効果素子、第1のバイアス磁界発生部および第2のバイアス磁界発生部は、2組の第1の磁気抵抗効果素子、第2の磁気抵抗効果素子、第1のバイアス磁界発生部および第2のバイアス磁界発生部であり、
前記2組における前記第1および第2の磁気抵抗効果素子は、ホイートストンブリッジ回路を構成していることを特徴とする請求項9または10記載の磁気センサ。 - 請求項9ないし11のいずれかに記載の磁気センサと、
前記磁気センサに対する相対的位置が前記第1の方向に変化し得るスケールとを備え、
前記磁気センサに対する前記スケールの相対的位置が変化することによって、前記外部磁界の第1の方向の成分が変化することを特徴とする磁気センサシステム。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016176911A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-06 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
JP2017009400A (ja) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | Tdk株式会社 | 磁界発生体、磁気センサシステムおよび磁気センサ |
CN106410920A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-02-15 | 江门市宏毅电池有限公司 | 一种带照明灯的移动电源 |
JP2017181240A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | アルプス電気株式会社 | 磁界検出装置およびその調整方法 |
JP2018205241A (ja) * | 2017-06-08 | 2018-12-27 | Tdk株式会社 | 磁気センサ及びカメラモジュール |
JP2022029354A (ja) * | 2020-08-04 | 2022-02-17 | Tdk株式会社 | 磁気センサシステムおよびレンズ位置検出装置 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2532787A (en) * | 2014-11-28 | 2016-06-01 | Ibm | Sensor arrangement for position sensing |
WO2018194548A1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-10-25 | Intel Corporation | Sensing of magnetic domains in magnetic materials |
US11199594B2 (en) | 2019-08-27 | 2021-12-14 | Western Digital Technologies, Inc. | TMR sensor with magnetic tunnel junctions with a free layer having an intrinsic anisotropy |
DE102020134004A1 (de) * | 2020-12-17 | 2022-06-23 | Infineon Technologies Ag | Vorrichtungen und verfahren zur positionsdetektion |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002270922A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気抵抗素子 |
JP2002357488A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 応力センサー |
JP2005257434A (ja) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Tdk Corp | 移動体検出装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3367230B2 (ja) | 1994-10-25 | 2003-01-14 | ソニー・プレシジョン・テクノロジー株式会社 | 位置検出装置 |
JP4132835B2 (ja) | 2002-01-23 | 2008-08-13 | 株式会社デンソー | 回転数検出装置 |
WO2008072610A1 (ja) | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Alps Electric Co., Ltd. | 磁気センサ及びそれを用いた磁気エンコーダ |
JP4874781B2 (ja) | 2006-12-20 | 2012-02-15 | アルプス電気株式会社 | 磁気センサ及びそれを用いた磁気エンコーダ |
US7615996B1 (en) * | 2009-01-21 | 2009-11-10 | Tdk Corporation | Examination method for CPP-type magnetoresistance effect element having two free layers |
JP5532166B1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-06-25 | Tdk株式会社 | 磁気センサおよび磁気センサシステム |
-
2014
- 2014-01-17 JP JP2014006337A patent/JP5843079B2/ja active Active
- 2014-02-25 US US14/189,211 patent/US9389286B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002270922A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気抵抗素子 |
JP2002357488A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 応力センサー |
JP2005257434A (ja) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Tdk Corp | 移動体検出装置 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016176911A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-06 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
JP2017009400A (ja) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | Tdk株式会社 | 磁界発生体、磁気センサシステムおよび磁気センサ |
JP2017181240A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | アルプス電気株式会社 | 磁界検出装置およびその調整方法 |
CN106410920A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-02-15 | 江门市宏毅电池有限公司 | 一种带照明灯的移动电源 |
JP2018205241A (ja) * | 2017-06-08 | 2018-12-27 | Tdk株式会社 | 磁気センサ及びカメラモジュール |
US11009567B2 (en) | 2017-06-08 | 2021-05-18 | Tdk Corporation | Magnetic sensor and camera module |
US11519978B2 (en) | 2017-06-08 | 2022-12-06 | Tdk Corporation | Magnetic sensor and camera module |
JP2022029354A (ja) * | 2020-08-04 | 2022-02-17 | Tdk株式会社 | 磁気センサシステムおよびレンズ位置検出装置 |
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