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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2018-205241(P2018-205241A)
(43)【公開日】2018年12月27日
(54)【発明の名称】磁気センサ及びカメラモジュール
(51)【国際特許分類】
   G01R 33/09 20060101AFI20181130BHJP
   G01D 5/16 20060101ALI20181130BHJP
【FI】
   G01R33/06 R
   G01D5/16 G
【審査請求】有
【請求項の数】18
【出願形態】OL
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2017-113576(P2017-113576)
(22)【出願日】2017年6月8日
(71)【出願人】
【識別番号】000003067
【氏名又は名称】TDK株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100123788
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 昭夫
(74)【代理人】
【識別番号】100127454
【弁理士】
【氏名又は名称】緒方 雅昭
(72)【発明者】
【氏名】廣田 洋平
(72)【発明者】
【氏名】宮下 勇人
(72)【発明者】
【氏名】梅原 剛
(72)【発明者】
【氏名】平林 啓
【テーマコード(参考)】
2F077
2G017
【Fターム(参考)】
2F077AA11
2F077CC02
2F077JJ03
2F077JJ09
2F077JJ24
2F077UU11
2G017AA01
2G017AB09
2G017AC09
2G017AD55
2G017CB01
2G017CB15
2G017CB20
2G017CC04
(57)【要約】
【課題】磁気抵抗効果素子との対向面が長手方向であり、短手方向に着磁されたバイアス磁石において、バイアス磁石の着磁方向を長手方向に曲がりにくくする。
【解決手段】磁気センサは外部磁石に対して相対移動して、外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する。磁気センサは、磁気抵抗効果素子15と、磁気抵抗効果素子15の近傍に設けられ、磁気抵抗効果素子15に、磁気抵抗効果素子15に印加される外部磁場を打ち消す向きの成分と外部磁場と直交する成分とを有するバイアス磁場を印加する一対のバイアス磁石17と、を有している。バイアス磁石17は、外部磁場及びバイアス磁場と平行な面内で細長い断面を有し、上記断面と平行でかつバイアス磁石と磁気抵抗効果素子を投影した投影面において、バイアス磁石17は、磁気抵抗効果素子15と対向して長手方向Lに延びる素子対向辺18を備え、短手方向Sに着磁され、素子対向辺18が他の辺より長い。
【選択図】図6
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外部磁石に対して相対移動して、前記外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する磁気センサであって、
前記外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子の近傍に設けられ、前記磁気抵抗効果素子に、前記磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する一対のバイアス磁石と、を有し、
前記バイアス磁石は、前記外部磁場及び前記バイアス磁場と平行な面内で、細長い断面を有し、
前記断面と平行でかつ前記バイアス磁石と前記磁気抵抗効果素子を投影した投影面において、前記バイアス磁石は、前記磁気抵抗効果素子と対向して長手方向に延びる素子対向辺を備え、短手方向に着磁され、前記素子対向辺が他の辺より長い、磁気センサ。
【請求項2】
前記バイアス磁石は前記素子対向辺に鋭角をなして接続される側辺を有する、請求項1に記載の磁気センサ。
【請求項3】
前記バイアス磁石は前記素子対向辺を長辺とする台形の断面形状を有する、請求項2に記載の磁気センサ。
【請求項4】
前記磁気抵抗効果素子と前記一対のバイアス磁石の組が複数組設けられ、
互いに隣接する前記磁気抵抗効果素子にそれぞれ組み合わされた前記一対のバイアス磁石の一方同士が互いに隣接しており、それぞれの前記一方のバイアス磁石の前記側辺同士が対向している、請求項2または3に記載の磁気センサ。
【請求項5】
前記素子対向辺は前記磁気抵抗効果素子の前記長手方向の幅より1.5倍以上長い、請求項1から4のいずれか1項に記載の磁気センサ。
【請求項6】
外部磁石に対して相対移動して、前記外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する磁気センサであって、
前記外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子の近傍に設けられ、前記磁気抵抗効果素子に、前記磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する一対のバイアス磁石と、を有し、
前記バイアス磁石は前記磁気抵抗効果素子に近づくにつれ、前記磁気抵抗効果素子との対向面と平行な断面の面積が漸増している、磁気センサ。
【請求項7】
前記一対のバイアス磁石は、前記磁気抵抗効果素子を通る中心線に関して回転対称の関係にあり、各バイアス磁石は前記中心線と平行でかつ当該バイアス磁石の重心を通る中心線に関して回転非対称である、請求項6に記載の磁気センサ。
【請求項8】
前記磁気抵抗効果素子はTMR素子である、請求項1から7のいずれか1項に記載の磁気センサ。
【請求項9】
前記磁気抵抗効果素子は、前記磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場と直交する方向に長軸を有し、複数の前記一対のバイアス磁石が、前記磁気抵抗効果素子の上面と下面の少なくとも一方と対向して、前記長軸に沿って配列している、請求項1から7のいずれか1項に記載の磁気センサ。
【請求項10】
外部磁石に対して相対移動して、前記外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する磁気センサであって、
前記外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子に、前記磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加するバイアス磁石と、を有し、
前記バイアス磁石は前記バイアス磁場の印加方向と平行な方向に着磁され、前記外部磁場及び前記バイアス磁場と平行な面内で、着磁方向と直交する方向に細長い形状を有し、
前記バイアス磁石は、前記細長い形状に起因する形状異方性によって磁化方向が前記面内で前記着磁方向と直交する方向に曲がることを抑制する形状を有している、磁気センサ。
【請求項11】
外部磁石に対して相対移動して、前記外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する磁気センサであって、
前記外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる第1及び第2の磁気抵抗効果素子と、
前記第1の磁気抵抗効果素子の近傍に設けられ、前記第1の磁気抵抗効果素子に、前記第1の磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する第1のバイアス磁石と、
前記第2の磁気抵抗効果素子の近傍に設けられ、前記第2の磁気抵抗効果素子に、前記第2の磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する第2のバイアス磁石と、を有し、
前記第1のバイアス磁石は、前記第1の磁気抵抗効果素子と対向する第1の素子対向面と、前記第1の素子対向面に鋭角をなして接続される第1の側面と、を備え、
前記第2のバイアス磁石は、前記第2の磁気抵抗効果素子と対向する第2の素子対向面と、前記第2の素子対向面に鋭角をなして接続される第2の側面と、を備え、
前記第1の側面と前記第2の側面が互いに対向する磁気センサ。
【請求項12】
前記第1の素子対向面と前記第2の素子対向面は互いに平行である、請求項11に記載の磁気センサ。
【請求項13】
前記第1のバイアス磁石と前記第2のバイアス磁石は、前記第1及び第2の素子対向面と平行な共通軸線上に配置されている、請求項12に記載の磁気センサ。
【請求項14】
外部磁石に対して相対移動して、前記外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する磁気センサであって、
前記外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子の上面と下面の少なくとも一方と対向して設けられ、前記磁気抵抗効果素子に、前記磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する第1のバイアス磁石と、
前記磁気抵抗効果素子の上面と下面の少なくとも一方と対向し、且つ前記第1のバイアス磁石と隣接して設けられ、前記磁気抵抗効果素子に、前記磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する第2のバイアス磁石と、を有し、
前記第1のバイアス磁石は、前記磁気抵抗効果素子と対向する第1の素子対向面と、前記第1の素子対向面に接続された第1の側面と、前記第1の素子対向面に接続され且つ前記第1の側面に鋭角をなして接続された第3の側面と、を有し、
前記第2のバイアス磁石は前記磁気抵抗効果素子と対向する第2の素子対向面と、前記第2の素子対向面に接続された第2の側面と、前記第2の素子対向面に接続され且つ前記第2の側面に鋭角をなして接続された第4の側面と、を有し、
前記第1の側面と前記第2の側面が互いに対向する磁気センサ。
【請求項15】
外部磁石に対して相対移動して、前記外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する磁気センサであって、
前記外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる第1及び第2の磁気抵抗効果素子と、
前記第1の磁気抵抗効果素子の上面と下面の少なくとも一方と対向して設けられ、前記第1の磁気抵抗効果素子に、前記第1の磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する第1のバイアス磁石と、
前記第2の磁気抵抗効果素子の上面と下面の少なくとも一方と対向し、且つ前記第1のバイアス磁石と隣接して設けられ、前記第2の磁気抵抗効果素子に、前記第2の磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する第2のバイアス磁石と、を有し、
前記第1のバイアス磁石は、前記第1の磁気抵抗効果素子と対向する第1の素子対向面と、前記第1の素子対向面に接続された第1の側面と、前記第1の素子対向面に接続され且つ前記第1の側面に鋭角をなして接続された第3の側面と、を有し、
前記第2のバイアス磁石は前記第2の磁気抵抗効果素子と対向する第2の素子対向面と、前記第2の素子対向面に接続された第2の側面と、前記第2の素子対向面に接続され且つ前記第2の側面に鋭角をなして接続された第4の側面と、を有し、
前記第1の側面と前記第2の側面が互いに対向する磁気センサ。
【請求項16】
前記第3の側面と前記第4の側面は互いに平行である、請求項14または15に記載の磁気センサ。
【請求項17】
前記第1のバイアス磁石と前記第2のバイアス磁石は、前記第3及び第4の側面と平行な共通軸線上に配置されている、請求項16に記載の磁気センサ。
【請求項18】
請求項1から17のいずれか1項に記載の磁気センサと、前記外部磁石と、レンズを含む第1の部材と、前記第1の部材を前記レンズの光軸方向に相対移動可能に支持する第2の部材と、を有し、前記磁気センサが前記第1の部材と前記第2の部材の一方に、前記外部磁石が前記第1の部材と前記第2の部材の他方に支持されている、カメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は磁気センサとこれを用いたカメラモジュールに関し、特にバイアス磁石の構成に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、移動体の位置を検出するためのセンサとして、磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサが用いられている。磁気センサは磁石に対して相対移動することで、磁石が発生する外部磁場の変化を検出する。例えばカメラモジュールにおいては、移動体であるレンズが磁石に対して相対移動することによって、レンズに固定された磁気センサが磁石に対して相対移動する。その結果、磁気センサと磁石の位置関係が変化し、磁気センサが検知する外部磁場が変化する。これによる磁気センサの出力変化に基づいて、移動体の移動量が算出される。
【0003】
外部磁場は通常ゼロになることはなく、磁気センサが検知する外部磁場は、磁気センサと磁石の相対移動に伴い、ゼロ以外の所定の磁場強度を中心に変動する。特許文献1〜3には、磁気抵抗効果素子の両側にバイアス磁石が配置された磁気センサが開示されている。バイアス磁石の磁気抵抗効果素子との対向面が、磁気抵抗効果素子の検出磁場方向と直交する方向から傾斜して設けられている。これにより、バイアス磁石から、磁気抵抗効果素子に印加される外部磁場を打ち消す向きの成分を有するバイアス磁場が印加される。磁気センサに印加される磁場は実質的にゼロ磁場を中心に変化するため、出力の線形性や磁場強度の検出精度が高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第2014/111976号
【特許文献2】特許第5843079号明細書
【特許文献3】特開2016−130686号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に開示された磁気センサでは、複数の磁気抵抗効果素子に対して共通のバイアス磁石が設けられている。このため、磁気抵抗効果素子毎にバイアス磁場が変動し、磁場強度の検出精度を高めることが困難である。特許文献2,3に開示された磁気センサでは、個々の磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁石が設けられている。このため、上述の課題は生じにくい。しかし、バイアス磁石は、磁気抵抗効果素子との対向面が長手方向、着磁方向が短手方向とされた細長い断面形状を有している。このため、バイアス磁石の形状異方性によって着磁方向が長手方向に曲がりやすく、バイアス磁場が短手方向に印加されにくい。特許文献2,3には概ね正方形断面のバイアス磁石も開示されており、このようなバイアス磁石では上記の問題は生じにくいが、スペース効率を改善することが困難である。
【0006】
本発明は、磁気抵抗効果素子との対向面が長手方向に延び、短手方向に着磁されたバイアス磁石を有し、バイアス磁石の着磁方向が長手方向に曲がりにくい磁気センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の磁気センサは外部磁石に対して相対移動して、外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する。磁気センサは、外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる磁気抵抗効果素子と、磁気抵抗効果素子の近傍に設けられ、磁気抵抗効果素子に、磁気抵抗効果素子に印加される外部磁場を打ち消す向きの成分と、外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する一対のバイアス磁石と、を有している。バイアス磁石は、外部磁場及びバイアス磁場と平行な面内で、細長い断面を有し、上記断面において、バイアス磁石は、磁気抵抗効果素子と対向して長手方向に延びる素子対向辺を備え、短手方向に着磁され、素子対向辺が他の辺より長くされている。
【発明の効果】
【0008】
本発明の磁気センサのバイアス磁石の断面形状は、素子対向辺が他の辺より長くされており、単純な長方形形状ではない。このため、形状異方性が抑えられバイアス磁石の着磁方向が長手方向に曲がりにくくなる。従って、本発明によれば、バイアス磁石が磁気抵抗効果素子との対向面が長手方向、着磁方向が短手方向となる断面形状を有し、バイアス磁石の着磁方向が長手方向に曲がりにくい磁気センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本発明の磁気センサが適用されるカメラモジュールの概念図である。
図2】磁気センサの概略構成を示す回路図である。
図3】磁気センサの概略構成を示す平面図と断面図である。
図4】磁気抵抗効果素子の膜構成を示す断面図である。
図5】バイアス磁場の印加パターンと磁場強度−出力曲線を示す図である。
図6図5に示すバイアス磁石の概略平面図である。
図7図5に示すバイアス磁石の概略斜視図である。
図8】実施例と比較例のバイアス磁石のバイアス磁場の分布を示す図である。
図9】比較例のバイアス磁石の概略平面図である。
図10】バイアス磁石の形状の様々な変形例を示す概略平面図である。
図11】本発明の他の実施形態に係る磁気センサの概略平面図である。
図12】本発明の他の実施形態に係る磁気センサの概略平面図である。
図13】本発明の他の実施形態に係る磁気センサの概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下図面を参照して本発明のいくつかの実施形態に係る磁気センサについて説明する。以下に述べる実施形態はカメラモジュールに搭載される磁気センサを対象とするが、本発明はこれに限らず、外部磁石に対して相対移動して、外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する磁気センサに広く適用することができる。以下の説明及び図面において、x方向は外部磁場の印加方向(磁気センサの検出磁場方向)、y方向は外部磁場の向き及びバイアス磁場の向きと平行な面内においてx方向と直交する方向、z方向はx方向及びy方向と直交する方向である。x−y面は素子アレイにおいて磁気抵抗効果素子とバイアス磁石が配列される面であり、磁気抵抗効果素子のフリー層の面内方向と一致する。z方向は磁気抵抗効果素子の積層方向と平行な方向である。
【0011】
図1は本発明の磁気センサが適用されるカメラモジュール1の概念図を示している。概ね直方体のケーシング2の四隅に4つの磁石3が設けられている。ケーシング2の上面と下面はレンズ4の光軸が通る開口となっている。ケーシング2の内側にはレンズ4を保持するレンズ保持部材5が設けられている。レンズ保持部材5は、レンズ4の光軸方向LAに関しレンズ4の両側でケーシング2に取り付けられた一対の弾性部材8,9によって、光軸方向LA(z方向)に移動可能に支持されている。レンズ4には磁気センサ6が固定されている。従って、レンズ4と磁気センサ6は磁石3に対し光軸方向LAに相対移動可能に支持されている。レンズ4には2つの磁気センサ6が設けられているが、磁気センサ6の数は限定されない。レンズ4で集光された光は、CMOSなどの撮像素子(図示せず)によって画像データに変換される。
【0012】
環状または多角形状のコイル7が、磁石3の内側で磁石3と対向してレンズ保持部材5に支持されている。図中下側の弾性部材9は2つの導電性部材9a,9bからなり、それぞれの導電性部材9a,9bがレンズ保持部材5を介してコイル7の各端部に接続されている。2つの導電性部材9a,9bからコイル7に電流を流すと、磁石3から発生する磁場とコイル7を流れる電流との相互作用(ローレンツ力)によってコイル7は光軸方向LAの力を受ける。コイル7は弾性部材8,9の付勢力に打ち勝って光軸方向LAに移動し、レンズ保持部材5、レンズ4及び磁気センサ6も磁石3に対して光軸方向LAに相対移動する。磁気センサ6には磁石3で発生した外部磁場が印加されているため、レンズ4がz方向上方に移動したときには磁気センサ6と磁石3とのz方向距離が縮まり、より大きな磁場強度が検出される。レンズ4がz方向下方に移動したときは磁気センサ6と磁石3とのz方向距離が広がり、検出される磁場強度は小さくなる。図1には外部磁場の磁束Bを示している。以上の原理によって、磁気センサ6はレンズ4の移動に伴う外部磁場の変化を検出し、出力する。このように、磁石3は磁気センサ6が検知する外部磁場を発生させるため、以下の説明では磁石3を外部磁石3と称する。
【0013】
なお、上記実施形態は一例であり、磁気センサ6を磁石3に対して相対移動させることができる限り様々な構成が可能である。例えば、磁気センサ6が固定されたレンズ4の駆動手段として、コイルの代わりにピエゾ素子、形状記憶合金、高分子アクチュエータを用いることができる。また、磁気センサ6をケーシング2に固定し、磁石3がレンズ4とともにケーシング2に対して相対移動可能となるように構成してもよい。すなわち、カメラモジュール1はレンズ4を含む第1の部材と、第1の部材をレンズ4の光軸方向LAに相対移動可能に支持する第2の部材と、磁気センサ6と、外部磁石3と、を有し、磁気センサ6が第1の部材と第2の部材の一方に、外部磁石3が第1の部材と第2の部材の他方に支持されていればよい。これによって、磁気センサ6と外部磁石3との間の距離がレンズ4と撮像素子との間の距離に連動して変化し、後述するように、磁気センサ6の出力からレンズ4と撮像素子との間の距離を検出することが可能となる。
【0014】
図2は磁気センサ6の概略構成を示している。磁気センサ6は4つの素子アレイ11〜14を有し、これらの素子アレイ11〜14はブリッジ回路(ホイートストンブリッジ)で相互に接続されている。4つの素子アレイ11〜14は2つの組に分割され、それぞれの組の素子アレイ11,12及び13,14は直列接続されている。それぞれの素子アレイの組の一端が電源電圧Vccに接続され、他端が接地(GND)されている。それぞれの素子アレイの組の中点電圧Vout1,Vout2の差分を検出することで、磁気センサ6は外部磁場の強度を出力する。なお、中点電圧Vout1またはVout2だけを使って外部磁場を検出することも可能である。
【0015】
図3(a)は磁気センサの概略平面図を、図3(b)は図3(a)のA−A線で切断した磁気センサの概略断面図を、図4は磁気抵抗効果素子の膜構成を示している。素子アレイ11〜14は直列に接続された複数の磁気抵抗効果素子15と、これらを接続するリード線16と、を備えている。磁気抵抗効果素子15は、外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる。各素子アレイ11〜14における磁気抵抗効果素子15の数は限定されないが、例えば数十個の磁気抵抗効果素子15を直列に接続することができる。磁気抵抗効果素子15の数を増やすことで中点電圧Vout1,Vout2のばらつきが抑えられ、外部磁場の測定精度を高めることができる。各磁気抵抗効果素子15は後述するようにTMR素子であり、センス電流を流すためのリード線16が各磁気抵抗効果素子15の上下両端に接続されている。各リード線16は互いに隣接する磁気抵抗効果素子15の上端同士または下端同士を接続している。磁気抵抗効果素子15は断面が概ね円形の円筒形状に形成されているが、断面が矩形または楕円形の柱状形状に形成されてもよい。
【0016】
磁気抵抗効果素子15は、一般的なスピンバルブ型の膜構成を有している。具体的には、磁気抵抗効果素子15は、外部磁場に応じて磁化方向が変化するフリー層151と、外部磁場に対して磁化方向が固定されたピンド層153と、フリー層151とピンド層153との間に位置し、フリー層151及びピンド層153に接するスペーサ層152と、スペーサ層152の反対側でピンド層153に隣接する反強磁性層154と、を有している。フリー層151、スペーサ層152、ピンド層153及び反強磁性層154は図示しない基板上に積層されている。反強磁性層154は、ピンド層153との交換結合によってピンド層153の磁化方向を固定する。ピンド層153は、非磁性中間層を挟んで2つの強磁性層が設けられたシンセティック構造を有していてもよい。スペーサ層152は、Cuなどの非磁性金属からなる非磁性導電層、またはAlなどの非磁性絶縁体からなるトンネルバリア層である。スペーサ層152が非磁性導電層である場合、磁気抵抗効果素子15は巨大磁気抵抗効果(GMR)素子として機能し、スペーサ層152がトンネルバリア層である場合、磁気抵抗効果素子15はトンネル磁気抵抗効果(TMR)素子として機能する。MR変化率が大きく、ブリッジ回路の出力電圧を大きくすることができるという点で、磁気抵抗効果素子15はTMR素子であることがより好ましい。
【0017】
図5(a)は磁気抵抗効果素子15とその側方に設けられた一対のバイアス磁石17のx−y面の断面図を示している。各磁気抵抗効果素子15の近傍かつ各磁気抵抗効果素子15の両側にはCoPtなどの硬磁性体からなる一対のバイアス磁石17が設けられている。バイアス磁石17は長手方向Lに細長い断面を有し、この断面において、バイアス磁石17は短手方向Sに着磁されている。すなわち、バイアス磁石17は着磁方向と直交する方向に細長い形状を有し、バイアス磁場BBは短手方向Sに印加される。バイアス磁石17のz方向位置は限定されないが、バイアス磁石17はz方向において少なくともフリー層151の両側に設けられることが望ましい。バイアス磁石17は磁気抵抗効果素子15のフリー層151にバイアス磁場BBを印加する。矢印101は外部磁石3による外部磁場を示している。上述のように、移動体であるレンズ4に固定された外部磁石3がz方向に移動すると、外部磁場の強度が中央値を中心に変動する。すなわち外部磁場の大きさは矢印101を中心として矢印102と矢印103の間で変動する。
【0018】
図5(b)は磁場強度と磁気センサの出力との関係を示している。磁気抵抗効果素子15は一般的に磁場強度が一定の値に達すると出力が飽和する特性を有している。磁気センサ6には外部磁石3で発生した外部磁場が常時印加されている。バイアス磁石17が設けられていない場合、磁気センサ6には実質的に外部磁石3で発生した外部磁場だけが印加される。この場合、磁気センサ6の出力は外部磁場強度の中央値Aを中心とする変動範囲104に対応する範囲内で変動する。しかし、このような外部磁場強度の変動範囲104内で磁気センサ6を作動させることは以下の点で不利である。
【0019】
外部磁場は磁気センサ6の出力から算出される。すなわち、図5(b)に示す磁場強度−出力曲線において、外部磁場強度は磁気センサ6の出力から逆算される。従って、磁気センサ6をA点付近で使用する場合、磁場強度の変化に対応する出力の変化が小さいため、外部磁場強度の検出精度を高めることが困難である。次に、A点付近では出力の線形性が悪い。外部磁場強度は、図5(b)に示す磁場強度−出力曲線を多数の1次関数をつなげることで近似し、その1次曲線に出力を当てはめることによって算出される。磁気センサ6をA点付近で使用する場合、磁場強度−出力曲線を多数の1次直線で近似する必要があるため、外部磁場強度を算出するアルゴリズムが複雑になるだけでなく、多数の1次直線のデータを保存するためにメモリに多くの記憶領域が必要となる。さらに、磁気センサ6をA点付近で使用する場合、オフセット温度特性が悪化する。オフセット温度特性とは温度によって磁場強度−出力曲線の傾きが変化する特性をいう。すなわち、磁気抵抗効果素子15の磁場強度−出力曲線は温度に応じて破線Y1,Y2のように変化する。磁気センサ6をA点付近で使用する場合、検出される外部磁場強度の絶対値が大きいため、オフセット温度特性の影響をより受けやすくなる。
【0020】
本実施形態では、バイアス磁石17は、磁気抵抗効果素子15との対向面(以下、素子対向面18という)が外部磁場の印加方向xと直交するy方向に対し傾斜して設けられている。これにより、バイアス磁石17は磁気抵抗効果素子15に印加される外部磁場を打ち消す向きの成分BBxを有するバイアス磁場BBを印加する。バイアス磁場BBのx成分BBxは理想的には外部磁場の中央値Aにほぼ等しく、且つ符号が反対である。よって、外部磁場の中央値Aとバイアス磁場BBを合計した磁場は実質的にゼロになる。磁気センサ6はゼロ磁場を中心とする磁場強度範囲105を変動するため上述の問題が生じにくくなる。すなわち、外部磁場の検出精度が高まり、外部磁場強度を算出するアルゴリズムが簡略化され、メモリの消費量が抑えられ、かつオフセット温度特性の影響を受けにくくなる。なお、外部磁場とバイアス磁場BBのx成分BBxとが釣り合った理想的な状態では、フリー層151にはバイアス磁場BBのy成分BByだけが印加される。ピンド層153の磁化はx方向に固定されているため、この状態ではピンド層153の磁化方向とフリー層151の磁化方向が直交している。
【0021】
図6図3(a)のB部の拡大図であり、磁気抵抗効果素子15とバイアス磁石17のx−y面における平面図を示している。図7はB部の斜視図である。本実施形態では磁気抵抗効果素子と一対のバイアス磁石の組が複数組設けられている。以下の説明では、互いに隣接する一方の磁気抵抗効果素子を第1の磁気抵抗効果素子15a、他方の磁気抵抗効果素子を第2の磁気抵抗効果素子15bとする。また、第1の磁気抵抗効果素子15aの両側に設けられる一対のバイアス磁石を第1のバイアス磁石17a、第2の磁気抵抗効果素子15bの両側に設けられる一対のバイアス磁石を第2のバイアス磁石17bとする。一対の第1のバイアス磁石17aは互いに同一の形状であり、第1の磁気抵抗効果素子15aを通るz方向中心線C1に関して回転対称の関係にある。同様に、一対の第2のバイアス磁石17bは互いに同一の形状であり、第2の磁気抵抗効果素子15bを通るz方向中心線C2に関して回転対称の関係にある。第1の磁気抵抗効果素子15aと第2の磁気抵抗効果素子15bは同一の構成であり、第1のバイアス磁石17aと第2のバイアス磁石17bも同一の構成である。第1の磁気抵抗効果素子15aと第1のバイアス磁石17aの相対位置関係と、第2の磁気抵抗効果素子15bと第2のバイアス磁石17bの相対位置関係も同一である。
【0022】
第1のバイアス磁石17aは、第1の磁気抵抗効果素子15aと対向し長手方向Lに延びる第1の素子対向面18aを備えている。第2のバイアス磁石17bは、第2の磁気抵抗効果素子15bと対向し長手方向Lに延びる第2の素子対向面18bを備えている。第1の素子対向面18aと第2の素子対向面18bは互いに平行である。第1のバイアス磁石17aは、第1の素子対向面18aに鋭角θをなして接続された第1の側面19aを有し、第2のバイアス磁石17bは、第2の素子対向面18bに鋭角θをなして接続された第2の側面19bを有している。図6に示すx−y断面において、第1の素子対向面18aを第1の素子対向辺18a’、第2の素子対向面18bを第2の素子対向辺18b’、第1の側面19aを第1の側辺19a’、第2の側面19bを第2の側辺19b’という場合がある。なお、図6はx−y面と平行でかつ第1及び第2のバイアス磁石17a,17bと第1及び第2の磁気抵抗効果素子15a,15bを投影した投影面ということもできる。
【0023】
第1及び第2のバイアス磁石17a,17bの第1及び第2の素子対向面18a,18bと平行な断面の面積は、磁気抵抗効果素子15に近づくにつれ漸増している。すなわち、図6に示すx−y断面において、第1の素子対向辺18a’は第1のバイアス磁石17aの他の辺より長くされ、第2の素子対向辺18b’は第2のバイアス磁石17bの他の辺より長くされている。本実施形態では、x−y断面において、第1及び第2のバイアス磁石17a,17bはそれぞれ第1及び第2の素子対向辺18a’,18b’を長辺とする台形の断面形状を有している。
【0024】
従来から、素子対向辺を長辺とする長方形断面を有し、短辺方向に着磁されたバイアス磁石は公知である。このようなバイアス磁石はスペース効率が高く、少ないスペースに多数の磁気抵抗効果素子を配置できるが、細長い形状に起因する形状異方性により、着磁方向が長軸方向に曲がりやすい。着磁方向が長軸方向に曲げられると、バイアス磁場BBのx方向成分が変化し、外部磁場を効果的に打ち消すことができない。この結果、磁場強度−出力曲線において磁場強度の中心が+側または−側にシフトし、上述の課題を解決することが困難となる可能性がある。本実施形態のバイアス磁石17a,17bは、台形の断面形状によって形状異方性が緩和されているため、着磁方向Sがこれと直交する長手方向Lに曲げられにくくなっている。その結果、バイアス磁場BBのx方向成分が外部磁場を打ち消す方向により正確に印加され、上述の課題を解決することが容易となる。
【0025】
素子対向辺18a’,18b’は磁気抵抗効果素子15の長手方向Lの幅より長くされている。これによってバイアス磁場BBの分布が長手方向Lに均一化される。図8(a)は比較例1のバイアス磁石117の、図8(b)は比較例2のバイアス磁石217の、図8(c)は実施例のバイアス磁石17の平面図を示し、図8(d)は各バイアス磁石17,117,217のバイアス磁場BBの長辺方向Lの分布を示している。実施例のバイアス磁石17は図6,7を用いて説明したバイアス磁石17と同じである。比較例1のバイアス磁石117は長方形断面を有し、その長辺の長さは実施例のバイアス磁石17の長辺の長さと同じである。比較例2のバイアス磁石217は長方形断面を有し、その長辺の長さは実施例のバイアス磁石17の短辺の長さと同じである。磁気抵抗効果素子15の長手方向Lの幅は比較例2のバイアス磁石217の長辺長さとほぼ等しい。図8(d)に示すように、比較例1では強いバイアス磁場がL方向に均一に分布しており、比較例2のバイアス磁場がL方向に均一化される範囲が最も小さい。実施例は比較例1とほぼ同様のバイアス磁場分布を示している。以上より、素子対向辺18a’,18b’は磁気抵抗効果素子15の長手方向Lの幅より1.5倍以上長いことが好ましい。
【0026】
さらに、図6,7に示すように、本実施形態では、互いに隣接する磁気抵抗効果素子15a,15bにそれぞれ組み合わされた一対のバイアス磁石17a,17bの一方同士が隣接している。また、第1のバイアス磁石17aの第1の側面19aと第2のバイアス磁石17bの第2の側面19b(図6に示すx−y断面においては第1の側辺19a’と第2の側辺19b’)が対向している。第1の側面19aと第2の側面19b(第1の側辺19a’と第2の側辺19b’)は互いに平行である。これによって、第1のバイアス磁石17aと第2のバイアス磁石17bの配置効率が高まり、限られたスペースにより多くの磁気抵抗効果素子15を設けることができる。第1のバイアス磁石17aの軸線C3と第2のバイアス磁石17bの軸線C3’は同一直線上にあってもよいし、互いにずれていてもよい。軸線C3は第1のバイアス磁石17aの短辺方向中央を通り長手方向L(長辺)と平行な線であり、軸線C3’は第2のバイアス磁石17bの短辺方向中央を通り長手方向L(長辺)と平行な線である。
【0027】
図9(a)は比較例1のバイアス磁石117を、図9(b)は比較例2のバイアス磁石217を配置した例であり、隣接する磁気抵抗効果素子15a,15b間のy方向距離Dは図6に示す実施形態と同一としている。図9(a)に示す比較例1では、第1のバイアス磁石117aと第2のバイアス磁石117bが物理的に干渉している。これは隣接する磁気抵抗効果素子15a,15b間のy方向距離Dを図6よりも増加させる必要があること、すなわち、一つの素子アレイ11〜14に含めることのできる磁気抵抗効果素子15の数が減少することを意味している。図9(b)に示す比較例2では、第1のバイアス磁石217aと第2のバイアス磁石217bの干渉は発生しないが、図8を用いて説明したように、バイアス磁場が均一に印加される範囲が小さい。つまり、実施例は長手方向Lの広い範囲における均一で大きなバイアス磁場BBの確保と、バイアス磁石17の高い配置効率が両立されている。
【0028】
図10はバイアス磁石の様々な変形例を示している。いずれの変形例においても、すべてのバイアス磁石は同一の形状を有している。図10(a)を参照すると、第1及び第2のバイアス磁石21a,21bはいずれも平行四辺形の断面を有している。図10(b)を参照すると、第1及び第2のバイアス磁石22a,22bはいずれも四辺形の断面を有しており、他のバイアス磁石22aまたは22bと対向する辺22dは素子対向辺22cと非直角であり、その辺22dと対向する辺22eは素子対向辺22cと直交している。素子対向辺22cと対向する辺22fは素子対向辺22cと平行である。図10(c)を参照すると、第1及び第2のバイアス磁石23a,23bはいずれも二等辺三角形である。素子対向辺23cは二等辺三角形の底辺であり、かつ他の2辺23d,23eより長い。図10(d)を参照すると、第1及び第2のバイアス磁石24a,24bはいずれも直角三角形である。素子対向辺24cは二等辺三角形の底辺であり、斜辺24dより短い。図10(b)〜(d)に示す変形例及び上述の台形断面のバイアス磁石は、磁気抵抗効果素子15のz方向中心線と平行でかつ当該バイアス磁石17の重心を通る中心線C4に関して回転非対称である。回転非対称とはある断面をその重心を通る中心線の周りで360×N度(Nは自然数)以外のいかなる角度回転しても元の断面と一致しない形状をいう。
【0029】
図11〜13は、センス電流が積層方向(z方向)と直交するy方向に流れるGMR素子にバイアス磁石が配置された磁気センサ6のx−y面における平面図を示している。GMR素子の変わりにAMR素子を用いてもよい。本実施形態の磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子に印加される外部磁場と直交する方向に長軸C5を有しており、複数のバイアス磁石が、磁気抵抗効果素子上に、長軸C5に沿って配列している。各磁気抵抗効果素子は図示しないリード線で直列に接続されている。なお、図11〜13はx−y面と平行でかつバイアス磁石と磁気抵抗効果素子を投影した投影面ということもできる。
【0030】
図11に示す例では、磁気センサは磁気抵抗効果素子35の上面と対向して設けられた第1のバイアス磁石37aと、磁気抵抗効果素子35の上面と対向し、且つ第1のバイアス磁石37aと隣接して設けられた第2のバイアス磁石37bと、を有している。第1のバイアス磁石37aは、磁気抵抗効果素子35に、磁気抵抗効果素子35に印加される外部磁場を打ち消す向きの成分と、外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場BB1を印加する。第2のバイアス磁石37bは、磁気抵抗効果素子35に、磁気抵抗効果素子35に印加される外部磁場を打ち消す向きの成分と、外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場BB2を印加する。第1のバイアス磁石37aは、磁気抵抗効果素子35と対向する第1の素子対向面38aと、第1の素子対向面38aに接続された第1の側面39aと、第1の素子対向面38aに接続され且つ第1の側面39aに鋭角をなして接続された第3の側面39cと、を有している。第2のバイアス磁石37bは磁気抵抗効果素子35と対向する第2の素子対向面38bと、第2の素子対向面38bに接続された第2の側面39bと、第2の素子対向面38bに接続され且つ第2の側面39bに鋭角をなして接続された第4の側面39dと、を有している。バイアス磁石37はz方向から見て台形の断面形状を有している。第1の側面39aと第2の側面39bが互いに対向している。好ましくは、第3の側面39cと第4の側面39dは互いに平行である。第1のバイアス磁石37aと第2のバイアス磁石37bは、第3及び第4の側面39c,39dと平行な共通軸線上に配置されているが、互いに異なる軸線上に配置されてもよい。
【0031】
図12に示す例では、磁気センサは第1の磁気抵抗効果素子45aの上面と対向して設けられた第1のバイアス磁石47aと、第2の磁気抵抗効果素子45bの上面と対向し、且つ第1のバイアス磁石47aと隣接して設けられた第2のバイアス磁石47bと、を有している。第1のバイアス磁石47aは、第1の磁気抵抗効果素子45aに、第1の磁気抵抗効果素子45aに印加される外部磁場を打ち消す向きの成分と、外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場BB1を印加する。第2のバイアス磁石47bは、第2の磁気抵抗効果素子45bに、第2の磁気抵抗効果素子45bに印加される外部磁場を打ち消す向きの成分と、外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場BB2を印加する。第1のバイアス磁石47aは、第1の磁気抵抗効果素子45aと対向する第1の素子対向面48aと、第1の素子対向面48aに接続された第1の側面49aと、第1の素子対向面48aに接続され且つ第1の側面49aに鋭角をなして接続された第3の側面49cと、を有している。第2のバイアス磁石47bは第2の磁気抵抗効果素子45bと対向する第2の素子対向面48bと、第2の素子対向面48bに接続された第2の側面49bと、第2の素子対向面48bに接続され且つ第2の側面49bに鋭角をなして接続された第4の側面49dと、を有している。第1及び第2のバイアス磁石47a,47bはz方向から見て平行四辺形の断面形状を有している。第1の側面49aと第2の側面49bが互いに対向している。好ましくは、第3の側面49cと第4の側面49dは互いに平行である。第1のバイアス磁石47aと第2のバイアス磁石47bは、第3及び第4の側面49c,49dと平行な共通軸線上に配置されているが、互いに異なる軸線上に配置されてもよい。
【0032】
図13(a),(b)に示す例では、磁気センサは第1の磁気抵抗効果素子55aの上面と対向して設けられた第1のバイアス磁石57aと、第2の磁気抵抗効果素子55bの上面と対向し、且つ第1のバイアス磁石57aと隣接して設けられた第2のバイアス磁石57bと、を有している。第1のバイアス磁石57aは、第1の磁気抵抗効果素子55aに、第1の磁気抵抗効果素子55aに印加される外部磁場を打ち消す向きの成分と、外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場BB1を印加する。第2のバイアス磁石57bは、第2の磁気抵抗効果素子55bに、第2の磁気抵抗効果素子55bに印加される外部磁場を打ち消す向きの成分と、外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場BB2を印加する。第1のバイアス磁石57aは、第1の磁気抵抗効果素子55aと対向する第1の素子対向面58aと、第1の素子対向面58aに接続された第1の側面59aと、第1の素子対向面58aに接続され且つ第1の側面59aに鋭角をなして接続された第3の側面59cと、を有している。第2のバイアス磁石57bは第2の磁気抵抗効果素子55bと対向する第2の素子対向面58bと、第2の素子対向面58bに接続された第2の側面59bと、第2の素子対向面58bに接続され且つ第2の側面59bに鋭角をなして接続された第4の側面59dと、を有している。第1及び第2のバイアス磁石57a,57bはz方向から見て台形の断面形状を有している。第1の側面59aと第2の側面59bが互いに対向している。好ましくは、第3の側面59cと第4の側面59dは互いに平行である。第1のバイアス磁石57aと第2のバイアス磁石57bは、第3及び第4の側面59c,59dと平行な共通軸線上に配置されているが、互いに異なる軸線上に配置されてもよい。
【0033】
図11に示す磁気センサはバイアス磁場BB1、BB2の強度が広い範囲で均一化され、かつバイアス磁石37が効率的に配置される。図12に示す磁気センサは磁気抵抗効果素子45a,45bをx方向に互いに近接させて配置できるため、磁気抵抗効果素子45a,45bの配置密度を高められる。この際、平行四辺形のバイアス磁石47a,47bを用いているため、バイアス磁石47a,47b同士の接触によって互いに隣接する磁気抵抗効果素子45a,45bがショートすることが防止できる。図13に示す磁気センサは図12に示す磁気センサと同様、磁気抵抗効果素子55a,55bをx方向に互いに近接させて配置できるため、磁気抵抗効果素子55a,55bの配置密度を高められる。この際、台形のバイアス磁石57a,57bを用いているため、バイアス磁石57a,57b同士が接触することで互いに隣接する磁気抵抗効果素子55a,55bがショートすることが防止できる。さらに、図13に示す磁気センサは、互いに隣接する磁気抵抗効果素子55a,55bの間隔を縮小して配置効率を高めることが可能である。従って、磁気抵抗効果素子55a,55bの数を増やし、出力のばらつきを減らすことで、磁場の検出精度を高めることができる。なお、図11〜13の各実施形態においてバイアス磁石は磁気抵抗効果素子の積層方向における上面と対向して設けられているが、磁気抵抗効果素子の積層方向における下面と対向して設けられてもよく、上面と下面の両者に対向して設けられてもよい。上面は磁気抵抗効果素子の基板と反対側の面であり、下面は基板側の面である。
【符号の説明】
【0034】
1 カメラモジュール
2 ケーシング
3 磁石
4 レンズ
5 レンズ保持部材
6 磁気センサ
7 コイル
8,9 弾性部材
9a,9b 導電性部材
11〜14 素子アレイ
15,35 磁気抵抗効果素子
15a 第1の磁気抵抗効果素子
15b 第2の磁気抵抗効果素子
16 リード線
17,37,47,117,217 バイアス磁石
17a,21a,22a,23a,24a 第1のバイアス磁石
17b,21b,22b,23b,24b 第2のバイアス磁石
18 素子対向面
18a 第1の素子対向面
18a’ 第1の素子対向辺
18b 第2の素子対向面
18b’ 第2の素子対向辺
19a 第1の側面
19b 第2の側面
19a’ 第1の側辺
19b’ 第2の側辺
151 フリー層
152 スペーサ層
153 ピンド層
154 反強磁性層
BB バイアス磁場
C1,C2 中心線
C3 共通軸線
C4 中心線
C5 長軸
D 磁気抵抗効果素子間のy方向距離
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
【手続補正書】
【提出日】2018年9月25日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外部磁石に対して相対移動して、前記外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する磁気センサであって、
前記外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子の近傍に設けられ、前記磁気抵抗効果素子に、前記磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する一対のバイアス磁石と、を有し、
前記バイアス磁石は、前記外部磁場及び前記バイアス磁場と平行な面内で、細長い断面を有し、
前記断面と平行でかつ前記バイアス磁石と前記磁気抵抗効果素子を投影した投影面において、前記バイアス磁石は、前記磁気抵抗効果素子と対向して長手方向に延びる素子対向辺を備え、短手方向に着磁され、
前記バイアス磁石は前記素子対向辺が他の辺より長く、前記素子対向辺に鋭角をなして接続される側辺を有し、前記素子対向辺を長辺とする台形の断面形状を有する、磁気センサ。
【請求項2】
外部磁石に対して相対移動して、前記外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する磁気センサであって、
前記外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子の近傍に設けられ、前記磁気抵抗効果素子に、前記磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する一対のバイアス磁石と、を有し、
前記バイアス磁石は、前記外部磁場及び前記バイアス磁場と平行な面内で、細長い断面を有し、
前記断面と平行でかつ前記バイアス磁石と前記磁気抵抗効果素子を投影した投影面において、前記バイアス磁石は、前記磁気抵抗効果素子と対向して長手方向に延びる素子対向辺を備え、短手方向に着磁され、
前記バイアス磁石は、前記素子対向辺に鋭角をなして接続される側辺を有する三角形の断面形状を有する、磁気センサ。
【請求項3】
前記磁気抵抗効果素子と前記一対のバイアス磁石の組が複数組設けられ、
互いに隣接する前記磁気抵抗効果素子にそれぞれ組み合わされた前記一対のバイアス磁石の一方同士が互いに隣接しており、それぞれの前記一方のバイアス磁石の前記側辺同士が対向している、請求項またはに記載の磁気センサ。
【請求項4】
一の組の前記磁気抵抗効果素子と前記バイアス磁石の相対位置関係と、他の組の前記磁気抵抗効果素子と前記バイアス磁石の相対位置関係とは同一である、請求項3に記載の磁気センサ。
【請求項5】
前記素子対向辺は前記磁気抵抗効果素子の前記長手方向の幅より1.5倍以上長い、請求項1から4のいずれか1項に記載の磁気センサ。
【請求項6】
外部磁石に対して相対移動して、前記外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する磁気センサであって、
前記外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子の近傍に設けられ、前記磁気抵抗効果素子に、前記磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する一対のバイアス磁石と、を有し、
前記バイアス磁石は前記磁気抵抗効果素子との対向面に鋭角をなして接続される側面を有し、前記磁気抵抗効果素子に近づくにつれ、前記対向面と平行な断面の面積が漸増している、磁気センサ。
【請求項7】
前記一対のバイアス磁石は、前記磁気抵抗効果素子を通る中心線に関して回転対称の関係にあり、各バイアス磁石は前記中心線と平行でかつ当該バイアス磁石の重心を通る中心線に関して回転非対称である、請求項6に記載の磁気センサ。
【請求項8】
前記磁気抵抗効果素子はTMR素子である、請求項1から7のいずれか1項に記載の磁気センサ。
【請求項9】
前記磁気抵抗効果素子は、前記磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場と直交する方向に長軸を有し、複数の前記一対のバイアス磁石が、前記磁気抵抗効果素子の上面と下面の少なくとも一方と対向して、前記長軸に沿って配列している、請求項1から7のいずれか1項に記載の磁気センサ。
【請求項10】
外部磁石に対して相対移動して、前記外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する磁気センサであって、
前記外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子に、前記磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加するバイアス磁石と、を有し、
前記バイアス磁石は前記バイアス磁場の印加方向と平行な方向に着磁され、前記外部磁場及び前記バイアス磁場と平行な面内で、着磁方向と直交する方向に細長い形状を有するとともに、前記磁気抵抗効果素子と対向して長手方向に延びる素子対向辺と、前記素子対向辺に鋭角をなして接続される側辺と、を有し、
前記バイアス磁石は、前記細長い形状に起因する形状異方性によって磁化方向が前記面内で前記着磁方向と直交する方向に曲がることを抑制する形状を有している、磁気センサ。
【請求項11】
外部磁石に対して相対移動して、前記外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する磁気センサであって、
前記外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる第1及び第2の磁気抵抗効果素子と、
前記第1の磁気抵抗効果素子の近傍に設けられ、前記第1の磁気抵抗効果素子に、前記第1の磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する第1のバイアス磁石と、
前記第2の磁気抵抗効果素子の近傍に設けられ、前記第2の磁気抵抗効果素子に、前記第2の磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する第2のバイアス磁石と、を有し、
前記第1のバイアス磁石は、前記第1の磁気抵抗効果素子と対向する第1の素子対向面と、前記第1の素子対向面に鋭角をなして接続される第1の側面と、を備え、
前記第2のバイアス磁石は、前記第2の磁気抵抗効果素子と対向する第2の素子対向面と、前記第2の素子対向面に鋭角をなして接続される第2の側面と、を備え、
前記第1の側面と前記第2の側面が互いに対向する磁気センサ。
【請求項12】
前記第1の素子対向面と前記第2の素子対向面は互いに平行である、請求項11に記載の磁気センサ。
【請求項13】
前記第1のバイアス磁石と前記第2のバイアス磁石は、前記第1及び第2の素子対向面と平行な共通軸線上に配置されている、請求項12に記載の磁気センサ。
【請求項14】
外部磁石に対して相対移動して、前記外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する磁気センサであって、
前記外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子の上面と下面の少なくとも一方と対向して設けられ、前記磁気抵抗効果素子に、前記磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する第1のバイアス磁石と、
前記磁気抵抗効果素子の上面と下面の少なくとも一方と対向し、且つ前記第1のバイアス磁石と隣接して設けられ、前記磁気抵抗効果素子に、前記磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する第2のバイアス磁石と、を有し、
前記第1のバイアス磁石は、前記磁気抵抗効果素子と対向する第1の素子対向面と、前記第1の素子対向面に接続された第1の側面と、前記第1の素子対向面に接続され且つ前記第1の側面に鋭角をなして接続された第3の側面と、を有し、
前記第2のバイアス磁石は前記磁気抵抗効果素子と対向する第2の素子対向面と、前記第2の素子対向面に接続された第2の側面と、前記第2の素子対向面に接続され且つ前記第2の側面に鋭角をなして接続された第4の側面と、を有し、
前記第1の側面と前記第2の側面が互いに対向する磁気センサ。
【請求項15】
外部磁石に対して相対移動して、前記外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する磁気センサであって、
前記外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる第1及び第2の磁気抵抗効果素子と、
前記第1の磁気抵抗効果素子の上面と下面の少なくとも一方と対向して設けられ、前記第1の磁気抵抗効果素子に、前記第1の磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する第1のバイアス磁石と、
前記第2の磁気抵抗効果素子の上面と下面の少なくとも一方と対向し、且つ前記第1のバイアス磁石と隣接して設けられ、前記第2の磁気抵抗効果素子に、前記第2の磁気抵抗効果素子に印加される前記外部磁場を打ち消す向きの成分と、前記外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する第2のバイアス磁石と、を有し、
前記第1のバイアス磁石は、前記第1の磁気抵抗効果素子と対向する第1の素子対向面と、前記第1の素子対向面に接続された第1の側面と、前記第1の素子対向面に接続され且つ前記第1の側面に鋭角をなして接続された第3の側面と、を有し、
前記第2のバイアス磁石は前記第2の磁気抵抗効果素子と対向する第2の素子対向面と、前記第2の素子対向面に接続された第2の側面と、前記第2の素子対向面に接続され且つ前記第2の側面に鋭角をなして接続された第4の側面と、を有し、
前記第1の側面と前記第2の側面が互いに対向する磁気センサ。
【請求項16】
前記第3の側面と前記第4の側面は互いに平行である、請求項14または15に記載の磁気センサ。
【請求項17】
前記第1のバイアス磁石と前記第2のバイアス磁石は、前記第3及び第4の側面と平行な共通軸線上に配置されている、請求項16に記載の磁気センサ。
【請求項18】
請求項1から17のいずれか1項に記載の磁気センサと、前記外部磁石と、レンズを含む第1の部材と、前記第1の部材を前記レンズの光軸方向に相対移動可能に支持する第2の部材と、を有し、前記磁気センサが前記第1の部材と前記第2の部材の一方に、前記外部磁石が前記第1の部材と前記第2の部材の他方に支持されている、カメラモジュール。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
本発明の磁気センサは外部磁石に対して相対移動して、外部磁石が発生する外部磁場の変化を検出する。磁気センサは、外部磁場の変化に応じて磁気抵抗変化を発生させる磁気抵抗効果素子と、磁気抵抗効果素子の近傍に設けられ、磁気抵抗効果素子に、磁気抵抗効果素子に印加される外部磁場を打ち消す向きの成分と、外部磁場と直交する成分と、を有するバイアス磁場を印加する一対のバイアス磁石と、を有している。バイアス磁石は、外部磁場及びバイアス磁場と平行な面内で、細長い断面を有し、上記断面において、バイアス磁石は、磁気抵抗効果素子と対向して長手方向に延びる素子対向辺を備え、短手方向に着磁されている。バイアス磁石は素子対向辺が他の辺より長く、素子対向辺に鋭角をなして接続される側辺を有し、素子対向辺を長辺とする台形の断面形状を有している。