JP2021165698A - 磁気センサ、磁気式エンコーダおよびレンズ位置検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】磁気センサ2は、第1ないし第4の抵抗体R11,R12,R21,R22と、電源ポートV1と、グランドポートG1と、第1の出力ポートE1と、第2の出力ポートE2とを備えている。第1の抵抗体R11と第2の抵抗体R12は、第1の領域R1内に配置され、且つ第1の出力ポートE1に接続される第1の接続点P1を介して直列に接続されている。第3の抵抗体R21と第4の抵抗体R22は、X方向に平行な方向において少なくとも一部が第1の領域R1とは異なる位置にある第2の領域R2内に配置され、且つ第2の出力ポートE2に接続される第2の接続点P2を介して直列に接続されている。第1および第2の抵抗体R11,R12は、Y方向に平行な方向において、第3の抵抗体R21と第4の抵抗体R22の間に配置されている。
【選択図】図3
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および図2を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る磁気式エンコーダの概略の構成について説明する。図1は、磁気式エンコーダ1を示す斜視図である。図2は、磁気式エンコーダ1を示す正面図である。本実施の形態に係る磁気式エンコーダ1は、本実施の形態に係る磁気センサ2と、磁界発生器3とを含んでいる。
次に、本実施の形態におけるMR素子50の第1ないし第5の変形例について説明する。始めに、図15を参照して、MR素子50の第1の変形例について説明する。MR素子50の第1の変形例の構成は、基本的には、図7に示したMR素子50の第1の例と同じである。ただし、第1の変形例では、Z方向から見た積層膜50Aの平面形状は、円形またはほぼ円形である。
次に、図20および図21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20は、本実施の形態に係る磁気センサを示す平面図である。図21は、本実施の形態における第2の抵抗体を示す平面図である。
次に、図22および図23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22は、本実施の形態に係る磁気センサを示す平面図である。図23は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を示す回路図である。
Claims (15)
- 仮想の直線に平行な第1の方向の磁界成分を含む対象磁界を検出する磁気センサであって、
それぞれ前記磁界成分の強度に応じて抵抗値が変化するように構成された第1ないし第4の抵抗体と、
所定の大きさの電圧が印加される電源ポートと、
グランドに接続されるグランドポートと、
第1の出力ポートと、
第2の出力ポートとを備え、
前記第1の抵抗体と前記第2の抵抗体は、第1の領域内に配置され、且つ前記第1の出力ポートに接続される第1の接続点を介して直列に接続され、
前記第3の抵抗体と前記第4の抵抗体は、前記第1の方向において少なくとも一部が前記第1の領域とは異なる位置にある第2の領域内に配置され、且つ前記第2の出力ポートに接続される第2の接続点を介して直列に接続され、
前記第1の抵抗体の前記第1の接続点とは反対側の端部と、前記第3の抵抗体の前記第2の接続点とは反対側の端部は、前記電源ポートに接続され、
前記第2の抵抗体の前記第1の接続点とは反対側の端部と、前記第4の抵抗体の前記第2の接続点とは反対側の端部は、前記グランドポートに接続され、
前記第1および第2の抵抗体は、前記第1の方向と直交する第2の方向において、前記第3の抵抗体と前記第4の抵抗体の間に配置されていることを特徴とする磁気センサ。 - 前記第1および第2の方向に直交する第3の方向から見たときの前記第1の抵抗体の重心と、前記第3の方向から見たときの前記第2の抵抗体の重心は、前記仮想の直線を中心として対称な位置にあり、
前記第3の方向から見たときの前記第3の抵抗体の重心と、前記第3の方向から見たときの前記第4の抵抗体の重心は、前記仮想の直線を中心として対称な位置にあることを特徴とする請求項1記載の磁気センサ。 - 前記第1および第2の方向に直交する第3の方向から見たときの前記第1および第3の抵抗体のグループの重心と、前記第3の方向から見たときの前記第2および第4の抵抗体のグループの重心は、前記仮想の直線を中心として対称な位置にあることを特徴とする請求項1記載の磁気センサ。
- 前記第1ないし第4の抵抗体の各々は、複数の磁気抵抗効果素子を含み、
前記複数の磁気抵抗効果素子の各々は、方向が固定された磁化を有する磁化固定層と、前記磁界成分の方向および強度に応じて方向が変化可能な磁化を有する自由層と、前記磁化固定層と前記自由層の間に配置されたギャップ層とを含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の磁気センサ。 - 前記第1および第3の抵抗体に含まれる前記複数の磁気抵抗効果素子の各々の前記磁化固定層の磁化の方向は、第1の磁化方向であり、
前記第2および第4の抵抗体に含まれる前記複数の磁気抵抗効果素子の各々の前記磁化固定層の磁化の方向は、前記第1の磁化方向とは反対の第2の磁化方向であることを特徴とする請求項4記載の磁気センサ。 - 前記第1の抵抗体の前記複数の磁気抵抗効果素子と前記第2の抵抗体の前記複数の磁気抵抗効果素子は、前記仮想の直線を中心として対称な位置に配置され、
前記第3の抵抗体の前記複数の磁気抵抗効果素子と前記第4の抵抗体の前記複数の磁気抵抗効果素子は、前記仮想の直線を中心として対称な位置に配置されていることを特徴とする請求項4または5記載の磁気センサ。 - 複数の磁気抵抗効果素子の各々は、更に、前記自由層に対して印加される、前記第1の方向と交差する方向のバイアス磁界を発生するバイアス磁界発生器を含むことを特徴とする請求項4ないし6のいずれかに記載の磁気センサ。
- 前記自由層は、磁化容易軸方向が前記第1の方向と交差する方向に向いた形状磁気異方性を有することを特徴とする請求項4ないし6のいずれかに記載の磁気センサ。
- 前記ギャップ層は、トンネルバリア層であることを特徴とする請求項4ないし8のいずれかに記載の磁気センサ。
- 請求項1ないし9のいずれかに記載の磁気センサと、
前記対象磁界を発生する磁界発生器とを備え、
前記磁気センサと前記磁界発生器は、前記磁気センサに対する前記磁界発生器の相対的な位置が変化すると、前記磁界成分の強度が変化するように構成されていることを特徴とする磁気式エンコーダ。 - 更に、検出値生成回路を備え、
前記磁気センサは、前記第1の出力ポートの電位と対応関係を有する第1の検出信号を生成すると共に、前記第2の出力ポートの電位と対応関係を有する第2の検出信号を生成し、
前記検出値生成回路は、前記第1および第2の検出信号に基づいて、前記磁気センサに対する前記磁界発生器の相対的な位置と対応関係を有する検出値を生成することを特徴とする請求項10記載の磁気式エンコーダ。 - 前記磁界発生器は、複数組のN極とS極が所定の方向に交互に配列された磁気スケールであり、
前記第1および第2の検出信号の各々は、理想的な正弦曲線を描くように周期的に変化する理想成分と、前記理想成分の高調波に相当する誤差成分とを含み、
前記第1ないし第4の抵抗体は、前記第1の検出信号の前記理想成分の位相と前記第2の検出信号の前記理想成分の位相が互いに異なり、且つ前記誤差成分が低減されるように構成されていることを特徴とする請求項11記載の磁気式エンコーダ。 - 位置が変化可能なレンズの位置を検出するためのレンズ位置検出装置であって、
請求項1ないし9のいずれかに記載の磁気センサと、
前記対象磁界を発生する磁界発生器とを備え、
前記レンズは、前記第1の方向に移動可能に構成され、
前記磁気センサと前記磁界発生器は、前記レンズの位置が変化すると、前記磁界成分の強度が変化するように構成されていることを特徴とするレンズ位置検出装置。 - 更に、検出値生成回路を備え、
前記磁気センサは、前記第1の出力ポートの電位と対応関係を有する第1の検出信号を生成すると共に、前記第2の出力ポートの電位と対応関係を有する第2の検出信号を生成し、
前記検出値生成回路は、前記第1および第2の検出信号に基づいて、前記レンズの位置と対応関係を有する検出値を生成することを特徴とする請求項13記載のレンズ位置検出装置。 - 前記磁界発生器は、複数組のN極とS極が所定の方向に交互に配列された磁気スケールであり、
前記第1および第2の検出信号の各々は、理想的な正弦曲線を描くように周期的に変化する理想成分と、前記理想成分の高調波に相当する誤差成分とを含み、
前記第1ないし第4の抵抗体は、前記第1の検出信号の前記理想成分の位相と前記第2の検出信号の前記理想成分の位相が互いに異なり、且つ前記誤差成分が低減されるように構成されていることを特徴とする請求項14記載のレンズ位置検出装置。
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