特許 7526314 磁気センサ、位置検出装置及び電子機器

(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】2024-07-23

(45)【発行日】2024-07-31

(54)【発明の名称】磁気センサ、位置検出装置及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   G01R 33/09 20060101AFI20240724BHJP

   G01R 33/02 20060101ALI20240724BHJP

   G01D 5/14 20060101ALI20240724BHJP

   H10N 50/20 20230101ALI20240724BHJP

   H10N 59/00 20230101ALI20240724BHJP

【ＦＩ】

G01R33/09

G01R33/02 W

G01R33/02 V

G01D5/14 E

H10N50/20

H10N59/00

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2023081423

(22)【出願日】2023-05-17

(62)【分割の表示】P 2021020553の分割

【原出願日】2021-02-12

(65)【公開番号】P2023109884

(43)【公開日】2023-08-08

【審査請求日】2023-06-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100132207

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 昌孝

(74)【代理人】

【識別番号】100139365

【弁理士】

【氏名又は名称】中嶋 武雄

(72)【発明者】

【氏名】小林 尚史

【審査官】島田 保

(56)【参考文献】

【文献】特許第７２８４２０１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１９－１７４１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５０３８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２１０３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０３０１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２９６９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３３／００－３３／２６

Ｇ０１Ｄ ５／１４

Ｈ１０Ｎ ５０／２０

Ｈ１０Ｎ ５９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に沿って入力される入力磁界を受けて、前記第１方向に直交する第２方向に沿って出力磁界を出力する磁界変換部と、
前記出力磁界が印加され得る位置に設けられている磁界検出部と、
前記第２方向に沿った外部磁界を遮蔽する磁気シールドと
を備え、
前記第１方向に沿って見たときに、前記磁界変換部は、前記第１方向及び前記第２方向の双方に直交する第３方向における長さが前記第２方向における長さよりも長い形状を有し、
前記第１方向に沿って見たときに、前記磁気シールドは、前記磁界変換部及び前記磁界検出部と重なる位置に設けられており、
前記磁界検出部は、第１磁界検出部及び第２磁界検出部を含む第１ブリッジ回路と、第３磁界検出部及び第４磁界検出部を含む第２ブリッジ回路とが並列に接続されたホイートストンブリッジ回路により構成され、
前記第１～第４磁界検出部のそれぞれは、第１磁気抵抗部及び第２磁気抵抗部を含み、
前記第１～第４磁界検出部のそれぞれに含まれる前記第１磁気抵抗部及び前記第２磁気抵抗部は、互いに磁化方向の異なる磁化固定層を含む磁気抵抗効果素子を有し、
前記第１磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の前記磁化固定層の磁化方向と、前記第２磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の前記磁化固定層の磁化方向とは、前記第２方向に対して１０°以下の角度で傾いており、前記外部磁界の一部の磁界成分によって生じる、前記第１磁気抵抗部の前記磁気抵抗効果素子の抵抗値の変動と前記第２磁気抵抗部の前記磁気抵抗効果素子の抵抗値の変動とを相殺可能な程度に異なることを特徴とする磁気センサ。

【請求項2】

前記第１～第４磁界検出部のそれぞれに含まれる前記第１磁気抵抗部及び前記第２磁気抵抗部は、並列接続されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。

【請求項3】

前記第１～第４磁界検出部のそれぞれに含まれる前記第１磁気抵抗部及び前記第２磁気抵抗部は、直列接続されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。

【請求項4】

前記ホイートストンブリッジ回路は、電源ポート、グランドポート、第１出力ポート及び第２出力ポートを含み、
前記第１磁界検出部は、前記電源ポートと前記第１出力ポートとの間に設けられ、
前記第２磁界検出部は、前記第１出力ポートと前記グランドポートとの間に設けられ、
前記第３磁界検出部は、前記電源ポートと前記第２出力ポートとの間に設けられ、
前記第４磁界検出部は、前記第２出力ポートと前記グランドポートとの間に設けられ、
前記第１磁界検出部、前記第２磁界検出部、前記第３磁界検出部及び前記第４磁界検出部のうちの２つの磁界検出部に含まれる前記第１磁気抵抗部及び前記第２磁気抵抗部は、並列接続されており、他の２つの磁界検出部に含まれる前記第１磁気抵抗部及び前記第２磁気抵抗部は、直列接続されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。

【請求項5】

前記第１～第４磁界検出部のそれぞれに含まれる前記第１磁気抵抗部及び前記第２磁気抵抗部は、それぞれ複数の前記磁気抵抗効果素子を含み、
前記第１磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の数と、前記第２磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の数とが同一であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の磁気センサ。

【請求項6】

前記第１～第４磁界検出部のそれぞれに含まれる前記第１磁気抵抗部及び前記第２磁気抵抗部は、それぞれ複数の前記磁気抵抗効果素子を含み、
前記第１磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の数は、前記第２磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の数よりも多いことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の磁気センサ。

【請求項7】

前記第１磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の数と、前記第２磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の数との比が、２：１～４：１であることを特徴とする請求項６に記載の磁気センサ。

【請求項8】

前記第１方向に沿って見たときに、前記磁気シールドは、前記第３方向における最大長さが前記第２方向における最大長さよりも長い形状を有することを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の磁気センサ。

【請求項9】

複数の前記磁界変換部が、前記第２方向に沿って並列していることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の磁気センサ。

【請求項10】

前記磁気シールドは、第１磁気シールドと第２磁気シールドとを含み、
前記磁界変換部及び前記磁界検出部は、前記第１方向における前記第１磁気シールドと前記第２磁気シールドとの間に設けられていることを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の磁気センサ。

【請求項11】

前記磁気シールドは、前記磁界変換部及び前記磁界検出部の前記第１方向に沿った一方側又は他方側に位置することを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の磁気センサ。

【請求項12】

前記第１～第４磁界検出部のそれぞれに含まれる前記第１磁気抵抗部及び前記第２磁気抵抗部は、前記第１方向に沿って見たときに、前記磁界変換部の短手方向の中心を通る軸線であって、前記磁界変換部の長手方向に沿った前記軸線を中心とする線対称の位置に設けられている請求項１～１１のいずれかに記載の磁気センサ。

【請求項13】

前記磁気抵抗効果素子は、ＴＭＲ素子又はＧＭＲ素子であることを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載の磁気センサ。

【請求項14】

請求項１～１３のいずれかに記載の磁気センサと、
前記入力磁界を発生する磁界発生部と、
前記磁気センサが設けられている基板と
を備え、
前記磁界発生部は、前記基板に対して前記第２方向及び前記第３方向の少なくとも一方向に沿って相対的に移動可能に前記基板に支持されていることを特徴とする位置検出装置。

【請求項15】

請求項１４に記載の位置検出装置を備えることを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気センサ、位置検出装置及び電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、種々の用途において、物理量（例えば、移動体の回転移動や直線的移動による位置や移動量（変化量）等）を検出するための物理量検出装置（位置検出装置）が用いられている。この物理量検出装置としては、外部磁場の変化を検出可能な磁気センサと、磁気センサに対する相対的な位置を変化させ得る磁界発生部（例えば磁石）とを備えるものが知られており、外部磁場の変化に応じたセンサ信号が磁気センサから出力される。

【0003】

磁気センサとしては、被検出磁界を検出する磁気センサ素子が基板上に設けられているものが知られており、かかる磁気センサ素子としては、外部磁場の変化に応じて抵抗が変化する磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子、ＴＭＲ素子等）等が用いられている。

【0004】

上記磁気抵抗効果素子は、外部磁場に応じて磁化方向を変化させ得る自由層と、磁化方向が固定されている磁化固定層と、自由層及び磁化固定層の間に介在する非磁性層とを少なくとも有する積層構造により構成される。このような構造を有する磁気抵抗効果素子においては、自由層の磁化方向と磁化固定層の磁化方向との角度により当該磁気抵抗効果素子の抵抗値が定まる。そして、外部磁場に応じて自由層の磁化方向が変化し、それによる自由層及び磁化固定層の磁化方向の角度が変化することで、磁気抵抗効果素子の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化により、外部磁場の変化に応じたセンサ信号が出力される。基板上に設けられている磁気抵抗効果素子は、基板の面に平行な方向の磁界に対して感度を有するように構成される場合が多い。

【0005】

一方で、磁気センサにおいては、基板上に設けられている磁気抵抗効果素子によって、基板の面に垂直な方向の磁界を検出するような要求もある（特許文献１参照）。上記磁気センサは、磁石の位置を検出するために用いられ得る。この磁気センサにおいては、磁石が発生する磁界の成分のうち、基板面に対する垂直方向の磁界成分を磁気抵抗効果素子に印加させるために軟磁性体が設けられている。この軟磁性体は、磁石が発生する垂直磁界成分を、磁気抵抗効果素子が感度を有する基板面に平行な方向の磁界成分に変換する。この変換された磁界成分が磁気抵抗効果素子に印加される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１５－１２９６９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記磁気センサにおいて、磁石が発生する磁界の成分には、上記垂直磁界成分と、基板面に平行な方向の水平磁界成分とが含まれる。この水平磁界成分が磁気抵抗効果素子に印加されてしまうと、磁気センサによる検出精度を低下させてしまうおそれがある。この課題を解決するために、水平磁界成分を遮蔽するための磁気シールドを設けることが考えられる。

【0008】

しかしながら、上記磁気シールドは、水平磁界成分を完全には遮蔽することができず、一部の水平磁界成分は透過してしまうため、透過する水平磁界成分が、磁気センサから出力される信号に影響を及ぼしてしまう。具体的には、磁気シールドを透過する水平磁界成分が磁気センサに印加されることで、磁気センサからの出力のオフセットや中点電位の変動が起こり、磁気センサによる検出精度を低下させてしまうおそれがある。

【0009】

上記課題に鑑みて、本発明は、中点電位の変動を抑制し、検出精度を向上させてなる磁気センサ、位置検出装置及び電子機器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】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明は、第１方向に沿って入力される入力磁界を受けて、前記第１方向に直交する第２方向に沿って出力磁界を出力する磁界変換部と、前記出力磁界が印加され得る位置に設けられている磁界検出部と、前記第２方向に沿った外部磁界を遮蔽する磁気シールドとを備え、前記第１方向に沿って見たときに、前記磁界変換部は、前記第１方向及び前記第２方向の双方に直交する第３方向における長さが前記第２方向における長さよりも長い形状を有し、前記第１方向に沿って見たときに、前記磁気シールドは、前記磁界変換部及び前記磁界検出部と重なる位置に設けられており、前記磁界検出部は、第１磁界検出部及び第２磁界検出部を含む第１ブリッジ回路と、第３磁界検出部及び第４磁界検出部を含む第２ブリッジ回路とが並列に接続されたホイートストンブリッジ回路により構成され、前記第１～第４磁界検出部のそれぞれは、第１磁気抵抗部及び第２磁気抵抗部を含み、前記第１～第４磁界検出部のそれぞれに含まれる前記第１磁気抵抗部及び前記第２磁気抵抗部は、互いに磁化方向の異なる磁化固定層を含む磁気抵抗効果素子を有し、前記第１磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の前記磁化固定層の磁化方向と、前記第２磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の前記磁化固定層の磁化方向とは、前記第２方向に対して１０°以下の角度で傾いており、前記外部磁界の一部の磁界成分によって生じる、前記第１磁気抵抗部の前記磁気抵抗効果素子の抵抗値の変動と前記第２磁気抵抗部の前記磁気抵抗効果素子の抵抗値の変動とを相殺可能な程度に異なることを特徴とする磁気センサを提供する。

【0011】

上記磁気センサにおいて、前記第１～第４磁界検出部のそれぞれに含まれる前記第１磁気抵抗部及び第２磁気抵抗部は、並列接続されていてもよいし、直列接続されていてもよい。

【0012】

上記磁気センサにおいて、前記ホイートストンブリッジ回路は、電源ポート、グランドポート、第１出力ポート及び第２出力ポートを含み、前記第１磁界検出部は、前記電源ポートと前記第１出力ポートとの間に設けられ、前記第２磁界検出部は、前記第１出力ポートと前記グランドポートとの間に設けられ、前記第３磁界検出部は、前記電源ポートと前記第２出力ポートとの間に設けられ、前記第４磁界検出部は、前記第２出力ポートと前記グランドポートとの間に設けられ、前記第１磁界検出部、前記第２磁界検出部、前記第３磁界検出部及び前記第４磁界検出部のうちの２つの磁界検出部に含まれる前記第１磁気抵抗部及び前記第２磁気抵抗部は、並列接続されており、他の２つの磁界検出部に含まれる前記第１磁気抵抗部及び前記第２磁気抵抗部は、直列接続されていてもよい。

【0013】

前記第１～第４磁界検出部のそれぞれに含まれる前記第１磁気抵抗部及び前記第２磁気抵抗部は、それぞれ複数の前記磁気抵抗効果素子を含み、前記第１磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の数と、前記第２磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の数とが同一であってもよいし、前記第１磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の数は、前記第２磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の数よりも多くてもよい。前記第１磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の数と、前記第２磁気抵抗部に含まれる前記磁気抵抗効果素子の数との比を、２：１～４：１とすることができる。

【0014】

前記第１方向に沿って見たときに、前記磁気シールドは、前記第３方向における最大長さが前記第２方向における最大長さよりも長い形状を有していてもよい。複数の前記磁界変換部が、前記第２方向に沿って並列していてもよい。前記磁気シールドは、第１磁気シールドと第２磁気シールドとを含み、前記磁界変換部及び前記磁界検出部は、前記第１方向における前記第１磁気シールドと前記第２磁気シールドとの間に設けられていてもよい。前記磁気シールドは、前記磁界変換部及び前記磁界検出部の前記第１方向に沿った一方側又は他方側に位置していてもよい。前記第１～第４磁界検出部のそれぞれに含まれる前記第１磁気抵抗部及び前記第２磁気抵抗部は、前記第１方向に沿って見たときに、前記磁界変換部の短手方向の中心を通る軸線であって、前記磁界変換部の長手方向に沿った前記軸線を中心とする線対称の位置に設けられていてもよい。前記磁気抵抗効果素子は、ＴＭＲ素子又はＧＭＲ素子であればよい。

【0015】

本発明は、上記磁気センサと、前記入力磁界を発生する磁界発生部と、前記磁気センサが設けられている基板とを備え、前記磁界発生部は、前記基板に対して前記第２方向及び前記第３方向の少なくとも一方向に沿って相対的に移動可能に前記基板に支持されていることを特徴とする位置検出装置を提供する。
本発明は、上記位置検出装置を備えることを特徴とする電子機器を提供する。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、中点電位の変動を抑制し、検出精度を向上させてなる磁気センサ、位置検出装置及び電子機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る磁気センサ装置を含むカメラモジュールの概略構成を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示すカメラモジュールの内部構造を模式的に示す概略図である。

【図3】図３は、図１に示すカメラモジュールの駆動装置を示す斜視図である。

【図4】図４は、図３に示す駆動装置の複数のコイルを示す斜視図である。

【図5A】図５Ａは、図３に示す駆動装置の要部を示す断面図である。

【図5B】図５Ｂは、図３に示す駆動装置の要部を示す断面図である。

【図6】図６は、本発明の一実施形態における磁気センサ装置の要部を示す斜視図である。

【図7】図７は、本発明の一実施形態における磁気センサの概略構成を示す斜視図である。

【図8A】図８Ａは、本発明の一実施形態における磁気センサの概略構成を示す平面図である。

【図8B】図８Ｂは、本発明の一実施形態における磁気センサの概略構成を示す平面図である。

【図8C】図８Ｃは、本発明の一実施形態における磁気センサの概略構成を示す平面図である。

【図8D】図８Ｄは、本発明の一実施形態における磁気センサの概略構成を示す平面図である。

【図9】図９は、本発明の一実施形態における磁気センサの概略構成を示す側面図である。

【図10】図１０は、本発明の一実施形態における磁気センサの概略構成を示す側面図である。

【図11】図１１は、本発明の一実施形態における磁気抵抗効果素子の概略構成を示す斜視図である。

【図12】図１２は、本発明の一実施形態における磁界検出部の概略構成を示す斜視図である。

【図13A】図１３Ａは、本発明の一実施形態における磁界検出部の回路構成を示す回路図である。

【図13B】図１３Ｂは、本発明の一実施形態における磁界検出部の回路構成を示す回路図である。

【図13C】図１３Ｃは、本発明の一実施形態における磁界検出部の回路構成を示す回路図である。

【図13D】図１３Ｄは、本発明の一実施形態における磁界検出部の回路構成を示す回路図である。

【図14A】図１４Ａは、本発明の一実施形態における磁気抵抗効果素子の自由層及び磁化固定層のイニシャル状態における磁化方向を説明するための説明図である。

【図14B】図１４Ｂは、本発明の一実施形態における磁気抵抗効果素子の自由層及び磁化固定層のイニシャル状態における磁化方向を説明するための説明図である。

【図14C】図１４Ｃは、本発明の一実施形態における磁気抵抗効果素子の自由層及び磁化固定層のイニシャル状態における磁化方向を説明するための説明図である。

【図14D】図１４Ｄは、本発明の一実施形態における磁気抵抗効果素子の自由層及び磁化固定層のイニシャル状態における磁化方向を説明するための説明図である。

【図15A】図１５Ａは、本発明の一実施形態における磁気抵抗効果素子に第２磁界成分が印加されたときの自由層及び磁化固定層の磁化方向を説明するための説明図である。

【図15B】図１５Ｂは、本発明の一実施形態における磁気抵抗効果素子に第２磁界成分が印加されたときの自由層及び磁化固定層の磁化方向を説明するための説明図である。

【図15C】図１５Ｃは、本発明の一実施形態における磁気抵抗効果素子に第２磁界成分が印加されたときの自由層及び磁化固定層の磁化方向を説明するための説明図である。

【図15D】図１５Ｄは、本発明の一実施形態における磁気抵抗効果素子に第２磁界成分が印加されたときの自由層及び磁化固定層の磁化方向を説明するための説明図である。

【図16A】図１６Ａは、本発明の一実施形態における磁気抵抗効果素子に第２磁界成分及びバイアス磁界成分が印加されたときの自由層及び磁化固定層の磁化方向を説明するための説明図である。

【図16B】図１６Ｂは、本発明の一実施形態における磁気抵抗効果素子に第２磁界成分及びバイアス磁界成分が印加されたときの自由層及び磁化固定層の磁化方向を説明するための説明図である。

【図16C】図１６Ｃは、本発明の一実施形態における磁気抵抗効果素子に第２磁界成分及びバイアス磁界成分が印加されたときの自由層及び磁化固定層の磁化方向を説明するための説明図である。

【図16D】図１６Ｄは、本発明の一実施形態における磁気抵抗効果素子に第２磁界成分及びバイアス磁界成分が印加されたときの自由層及び磁化固定層の磁化方向を説明するための説明図である。

【図17A】図１７Ａは、試験例１において求めた差動出力を示すグラフである。

【図17B】図１７Ｂは、試験例１において求めた出力電位を示すグラフである。

【図18A】図１８Ａは、試験例２において求めた差動出力を示すグラフである。

【図18B】図１８Ｂは、試験例２において求めた出力電位を示すグラフである。

【図19A】図１９Ａは、試験例３において求めた差動出力を示すグラフである。

【図19B】図１９Ｂは、試験例３において求めた出力電位を示すグラフである。

【図20A】図２０Ａは、試験例４において求めた差動出力を示すグラフである。

【図20B】図２０Ｂは、試験例４において求めた出力電位を示すグラフである。

【図21A】図２１Ａは、試験例５において求めたSample 1の磁気センサの感度を示すグラフである。

【図21B】図２１Ｂは、試験例５において求めたSample 2の磁気センサの感度を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、本実施形態における磁気センサ装置において、必要に応じ、いくつかの図面中、「Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向」を規定している。ここで、Ｘ方向及びＹ方向は、本実施形態における基板１０４の第１面１０４Ａ及び第２面１０４Ｂ（図２参照）と実質的に平行な平面内における互いに直交する方向であり、Ｚ方向は、基板１０４の厚さ方向（基板１０４の第１面１０４Ａ及び第２面１０４Ｂに直交する方向）である。

【0019】

本実施形態におけるカメラモジュール１００は、例えば、光学式手振れ補正機構とオートフォーカス機構とを備えるスマートフォン用のカメラの一部を構成するものであり、ＣＭＯＳ等を用いたイメージセンサ２００と組み合わせて用いられる（図１及び図２参照）。

【0020】

カメラモジュール１００は、駆動装置と、レンズ１０２と、筐体１０３と、基板１０４とを備える（図１及び図２参照）。駆動装置は、レンズ１０２を移動させる機能を有する。駆動装置は、本実施形態における磁気センサ装置を含む。筐体１０３は、駆動装置を保護する機能を有する。基板１０４は、第１面１０４Ａ及びそれに対向する第２面１０４Ｂを有する。

【0021】

レンズ１０２は、その光軸方向をＺ方向に平行とするような姿勢で、基板１０４の第１面１０４Ａの上方に配置されている。基板１０４は、レンズ１０２を通過した光を通過させる開口部（図示を省略）を有する。カメラモジュール１００は、レンズ１０２及び基板１０４の開口部を通過した光をイメージセンサ２００に入射させるように、イメージセンサ２００に対して位置合わせされている。

【0022】

駆動装置は、第１保持部材１０５と、第２保持部材１０６と、複数の第１ワイヤ１０７と、複数の第２ワイヤ１０８とを備える（図２参照）。第２保持部材１０６は、レンズ１０２を保持するものであり、例えば、その内部にレンズ１０２を装着可能な筒状の形状を有していればよい。

【0023】

第２保持部材１０６は、第１保持部材１０５に対して一方向、具体的にはレンズ１０２の光軸方向（Ｚ方向）に平行な方向に位置変更可能に設けられている。本実施形態において、第１保持部材１０５は、その内部にレンズ１０２と第２保持部材１０６とを収容可能な箱状の形状を有する。複数の第２ワイヤ１０８は、第１保持部材１０５と第２保持部材１０６とを接続し、第２保持部材１０６が第１保持部材１０５に対してＺ方向に沿って相対的に移動可能なように、第２保持部材１０６を支持している。

【0024】

第１保持部材１０５は、基板１０４の第１面１０４Ａの上方において、基板１０４に対してＸ方向及びＹ方向の少なくとも一方向に位置変更可能に設けられている。複数の第１ワイヤ１０７は、基板１０４と第１保持部材１０５とを接続し、第１保持部材１０５が基板１０４に対してＸ方向及びＹ方向の少なくとも一方向に沿って相対的に移動可能なように、第１保持部材１０５を支持している。基板１０４に対する第１保持部材１０５の相対的な位置が変化すると、基板１０４に対する第２保持部材１０６の相対的な位置も変化する。

【0025】

駆動装置は、複数の磁石（第１～第８磁石２１～２８）及び複数のコイル（第１～第６コイル３１～３６）を備える（図１及び図３参照）。第１磁石２１及び第２磁石２２は、Ｙ方向に沿ってレンズ１０２をそれらの間に挟むようにして配置されている。第３磁石２３及び第４磁石２４は、Ｘ方向に沿ってレンズ１０２をそれらの間に挟むようにして配置されている。第５～第８磁石２５～２８は、それぞれ、第１～第４磁石２１～２４の上方（＋Ｚ方向）に配置されている。第１～第８磁石２１～２８は、第１保持部材１０５に固定されている。

【0026】

第１磁石２１、第２磁石２２、第５磁石２５及び第６磁石２６は、それぞれ長手方向をＸ方向に向けた直方体形状を有している。第３磁石２３、第４磁石２４、第７磁石２７及び第８磁石２８は、それぞれ長手方向をＹ方向に向けた直方体形状を有している（図１及び図３参照）。第１磁石２１の磁化方向Ｈ（図６参照）及び第６磁石２６の磁化方向は＋Ｙ方向であり、第２磁石２２及び第５磁石２５の磁化方向は－Ｙ方向である。第３磁石２３及び第８磁石２８の磁化方向は＋Ｘ方向であり、第４磁石２４及び第７磁石２７の磁化方向は－Ｘ方向である。

【0027】

第１コイル３１は、第１磁石２１と基板１０４との間に配置され、第２コイル３２は、第２磁石２２と基板１０４との間に配置されている（図２参照）。第３コイル３３は、第３磁石２３と基板１０４との間に配置され、第４コイル３４は、第４磁石２４と基板１０４との間に配置されている。第５コイル３５は、第１磁石２１及び第５磁石２５とレンズ１０２との間に配置され、第６コイル３６は、第２磁石２２及び第６磁石２６とレンズ１０２との間に配置されている。第１～第４コイル３１～３４は、基板１０４の第１面１０４Ａに固定され、第５コイル３５及び第６コイル３６は、第２保持部材１０６に固定されている。

【0028】

第１コイル３１には、主に第１磁石２１から発生される磁界が印加され、第２コイル３２には、主に第２磁石２２から発生される磁界が印加され、第３コイル３３には、主に第３磁石２３から発生される磁界が印加され、第４コイル３４には、主に第４磁石２４から発生される磁界が印加される。

【0029】

第５コイル３５は、第１磁石２１に沿ってＸ方向に延びる第１導体部３５１と、第５磁石２５に沿ってＸ方向に延びる第２導体部３５２と、第１導体部３５１及び第２導体部３５２の一端部同士及び他端部同士をＺ方向に接続する２つの第３導体部３５３とを含む（図４参照）。第６コイル３６は、第２磁石２２に沿ってＸ方向に延びる第１導体部３６１と、第６磁石２６に沿ってＸ方向に延びる第２導体部３６２と、第１導体部３６１及び第２導体部３６２の一端部同士及び他端部同士をＺ方向に接続する２つの第３導体部３６３とを含む（図４参照）。

【0030】

第５コイル３５の第１導体部３５１には、主に第１磁石２１から発生される磁界の＋Ｙ方向の成分が印加される。第５コイルの第２導体部３５２には、主に第５磁石２５から発生される磁界の－Ｙ方向の成分が印加される。第６コイル３６の第１導体部３６１には、主に第２磁石２２から発生される磁界の－Ｙ方向の成分が印加される。第６コイル３６の第２導体部３６２には、主に第６磁石２６から発生される磁界の＋Ｙ方向の成分が印加される。

【0031】

駆動装置は、第１コイル３１及び第２コイル３２のいずれか一方の内側において基板１０４に固定された磁気センサ１０と、第３コイル３３及び第４コイル３４のいずれか一方の内側において基板１０４に固定された磁気センサ１０とを備える。本実施形態において、２つの磁気センサ１０は、それぞれ第１コイル３１の内側及び第４コイル３４の内側に配置されている（図５Ａ，図５Ｂ参照）。この２つの磁気センサ１０は、手振れの影響を低減するためにレンズ１０２の位置を変化させるためのセンサ信号を出力する。

【0032】

第１コイル３１の内側に配置されている磁気センサ１０は、第１磁石２１から発生される磁界を検出し、第１磁石２１の位置に対応したセンサ信号を出力する。第４コイル３４の内側に配置されている磁気センサ１０は、第４磁石２４から発生される磁界を検出し、第４磁石２４の位置に対応したセンサ信号を出力する。各磁気センサ１０の構成については、後述する。

【0033】

駆動装置は、磁石４１と、磁気センサ４２とを備える（図１及び図３参照）。磁気センサ４２は、自動的に焦点合わせを行う際にレンズ１０２の位置を検出するために用いられる。磁気センサ４２は、第１磁石２１の端面２１Ａと第４磁石２４の端面２４Ａとの近傍において基板１０４の第１面１０４Ａに固定されている。磁気センサ４２は、例えば、ホール素子、ＡＭＲ素子、ＧＭＲ素子、ＴＭＲ素子等の磁気抵抗効果素子等を含んでいればよい。

【0034】

磁石４１は、磁気センサ４２の上方において、第２保持部材１０６に固定されており、直方体形状を有している。第１保持部材１０５に対する第２保持部材１０６の相対的な位置がＺ方向に平行な方向に変化すると、第１保持部材１０５に対する磁石４１の相対的な位置もＺ方向に平行な方向に変化する。

【0035】

ここで、駆動装置の動作について説明する。
駆動装置は、光学式手振れ補正機構及びオートフォーカス機構の一部を構成する。駆動装置、光学式手振れ補正機構及びオートフォーカス機構は、カメラモジュール１００の外部の制御部（図示を省略）によって制御される。

【0036】

光学式手振れ補正機構は、例えば、カメラモジュール１００の外部のジャイロセンサ等によって、手振れを検出できるように構成されている。光学式手振れ補正機構が手振れを検出すると、制御部は、手振れの態様に応じて基板１０４に対するレンズ１０２の相対的な位置が変化するように、駆動装置を制御する。これにより、レンズ１０２の絶対的な位置を安定させて、手振れの影響を低減することができる。なお、基板１０４に対するレンズ１０２の相対的な位置は、手振れの態様に応じて、Ｘ方向及びＹ方向に変化する。

【0037】

オートフォーカス機構は、例えば、イメージセンサ２００又はオートフォーカスセンサ等によって、被写体に焦点が合った状態を検出できるように構成されている。制御部は、被写体に焦点が合った状態になるように、駆動装置によって、基板１０４に対するレンズ１０２の相対的な位置をＺ方向に変化させる。これにより、自動的に被写体に対する焦点合わせを行うことができる。

【0038】

光学式手振れ補正機構に関連する駆動装置の動作について説明する。
制御部によって第１コイル３１及び第２コイル３２に電流が印加されると、第１磁石２１及び第２磁石２２から発生される磁界と第１コイル３１及び第２コイル３２から発生される磁界との相互作用によって、第１磁石２１及び第２磁石２２が固定されている第１保持部材１０５は、Ｙ方向に移動する。その結果、レンズ１０２もＹ方向に移動する。また、制御部によって第３コイル３３及び第４コイル３４に電流が印加されると、第３磁石２３及び第４磁石２４から発生される磁界と第３コイル３３及び第４コイル３４から発生される磁界との相互作用によって、第３磁石２３及び第４磁石２４が固定されている第１保持部材１０５は、Ｘ方向に移動する。その結果、レンズ１０２もＸ方向に移動する。制御部は、２つの磁気センサ１０によって検出される第１磁石２１及び第４磁石２４の位置に対応する信号に基づいて、レンズ１０２の位置を検出する。

【0039】

オートフォーカス機構に関連する駆動装置の動作について説明する。
基板１０４に対するレンズ１０２の相対的な位置をＺ方向に移動させる場合、制御部は、第１導体部３５１では＋Ｘ方向に電流が流れるように、第２導体部３５２では－Ｘ方向に電流が流れるように、第５コイル３５に電流を印加し、第１導体部３６１では－Ｘ方向に電流が流れるように、第２導体部３６２では＋Ｘ方向に電流が流れるように、第６コイル３６に電流を印加する。これらの電流と第１磁石２１、第２磁石２２、第５磁石２５及び第６磁石２６から発生される磁界とによって、第５コイル３５の第１導体部３５１及び第２導体部３５２と第６コイル３６の第１導体部３６１及び第２導体部３６２とに、Ｚ方向のローレンツ力が作用する。これにより、第５コイル３５及び第６コイル３６が固定されている第２保持部材１０６は、Ｚ方向に移動する。その結果、レンズ１０２もＺ方向に移動する。なお、基板１０４に対するレンズ１０２の相対的な位置を－Ｚ方向に移動させる場合には、制御部は、第５コイル３５及び第６コイル３６に、上述したＺ方向にレンズ１０２を移動させる場合と逆方向の電流を印加させればよい。

【0040】

基板１０４に対するレンズ１０２の相対的な位置がＺ方向に変化すると、磁気センサ４２に対する磁石４１の相対的な位置もＺ方向に変化する。磁気センサ４２は、少なくとも磁石４１が発生する磁界を検出し、磁石４１の位置に対応する信号を生成する。制御部は、磁気センサ４２によって生成される信号に基づいて、レンズ１０２の位置を検出する。

【0041】

続いて、本実施形態における磁気センサ装置の概略構成について説明する。
本実施形態における磁気センサ装置は、第１コイル３１の内側に配置されている磁気センサ１０と、磁界発生部としての第１磁石２１とを備える。また、本実施形態における磁気センサ装置は、第２コイル３２の内側に配置されている磁気センサ１０と、磁界発生部としての第２磁石２２とを備える。以下、第１コイル３１の内側に配置されている磁気センサ１０と第１磁石２１とを備える磁気センサ装置を例に挙げて説明するが、下記の説明は、第２コイル３２の内側に配置されている磁気センサ１０と第２磁石２２とを備える磁気センサ装置にも当て嵌まることは言うまでもない。

【0042】

磁気センサ装置において、磁気センサ１０と、第１磁石２１とは、第１磁石２１が発生する磁界の一部である部分磁界が磁気センサ１０に印加され得るように構成されている。第１磁石２１から発生する部分磁界は、例えば、第１方向としてのＺ方向に平行な第１磁界成分Ｈ１（図６参照）と、第２方向としてのＹ方向に平行な磁界成分とを含む。本実施形態において、第１磁石２１の磁化方向ＨはＹ方向に平行であるため、後述するように、第１磁石２１から発生する部分磁界に含まれるＹ方向に平行な磁界成分の一部がバイアス磁界成分Ｈｂとして磁気センサ１０に印加され得る（図６参照）。

【0043】

上述したように、磁気センサ１０は、基板１０４に固定されており、第１磁石２１は、第１保持部材１０５に固定されている。基板１０４に対する第１保持部材１０５の位置がＹ方向に変化すると、磁気センサ１０に対する第１磁石２１の相対的な位置もＹ方向に変化する。磁気センサ１０からの出力は、Ｙ方向における、磁気センサ１０に対する第１磁石２１の相対的な位置に対応する。

【0044】

磁気センサ１０と第１磁石２１とは、それらの相対的な位置がＹ方向に変化すると、第１磁界成分Ｈ１が変化するように構成されている。本実施形態においては、第１保持部材１０５がＹ方向に移動して、磁気センサ１０と第１磁石２１との相対的な位置が変化すると、第１磁界成分Ｈ１が変化する。

【0045】

本実施形態における磁気センサ１０は、第１磁石２１から発生するＺ方向の磁界成分（第１磁界成分Ｈ１）が入力磁界として入力され、その第１磁界成分Ｈ１をＹ方向の磁界成分（第２磁界成分Ｈ２）に変換して出力する磁界変換部１１と、この磁界変換部１１から出力される出力磁界としての第２磁界成分Ｈ２が印加され得る位置に設けられている磁界検出部１２と、第１磁石２１から発生する部分磁界に含まれるＹ方向の磁界成分が外部磁界として磁界検出部１２に印加されるのを遮るための磁気シールド１３とを備える（図７～図１０参照）。

【0046】

磁界変換部１１は、軟磁性体により構成される複数のヨーク１１１を含む。本実施形態において、磁界変換部１１が複数のヨーク１１１を含む態様を例に挙げているが、これに限定されるものではなく、磁界変換部１１は１つのヨーク１１１を含んでいてもよい。複数のヨーク１１１は、第３方向としてのＸ方向の長さがＹ方向の長さよりも長い形状であって、例えばＺ方向に沿って見たときに長方形状を有している。複数のヨーク１１１は、Ｚ方向に沿って見たときに、各ヨーク１１１の長手方向がＸ方向に平行となるように設けられていてもよく、Ｙ方向に沿って並ぶように設けられていてもよい。本実施形態において、複数のヨーク１１１の形状、長手方向の長さ及び短手方向の長さは、互いに同一であるが、これらのうちの少なくとも一つが異なっていてもよい。また、各ヨーク１１１は、Ｘ方向において連続しているが、Ｘ方向において複数（例えば２つ）に分割されていてもよい。なお、Ｚ方向に沿って見たときの各ヨーク１１１の形状としての長方形状は一例であって、この態様に限定されるものではない。例えば、Ｚ方向に沿って見たときの各ヨーク１１１の形状は、４つの角が８９～９１°の四角形であってもよいし、４つの角が丸められた長方形であってもよい。

【0047】

磁界検出部１２は、入力磁界としての第１磁界成分Ｈ１が磁界変換部１１（ヨーク１１１）にて変換されて出力される第２磁界成分Ｈ２（図１５Ａ～図１５Ｄ参照）が印加されることで、第１磁界成分Ｈ１の変化に応じた信号を出力する。
磁界検出部１２は、第１磁界検出部Ｒ１、第２磁界検出部Ｒ２、第３磁界検出部Ｒ３及び第４磁界検出部Ｒ４を含む。第１磁界検出部Ｒ１、第２磁界検出部Ｒ２、第３磁界検出部Ｒ３及び第４磁界検出部Ｒ４は、それぞれ、第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１及び第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２を含む。第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１及び第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２のそれぞれは、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子１２０を含んでいればよいが、複数の磁気抵抗効果素子１２０を直列に接続してなる素子列を含んでいてもよい。図８Ａ～図８Ｄに示す例において、第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１及び第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２のそれぞれは、８個の磁気抵抗効果素子１２０を直列に接続してなる素子列を含む。本実施形態においては、第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の数と、第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の数とが同一である態様（図８Ａ～図８Ｄ参照）に限定されるものではない。第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の数と、第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の数とは異なっていてもよい。この場合において、第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の数と、第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の数との比（個数比）は、例えば、２：１～１０：１又は１：２～１：１０程度であればよく、２：１～４：１又は１：２～１：４程度であればよい。第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の数と、第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の数とが同一であると、磁気センサ１０に＋Ｙ方向のバイアス磁場Ｈｂが印加されても、－Ｙ方向のバイアス磁場Ｈｂが印加されても、磁気センサ装置から安定的な出力を得ることができる。一方で、それらの数が異なると、磁気センサ１０に印加されるバイアス磁場Ｈｂの方向によっては磁気センサ装置の感度が低下してしまうが、当該個数比が上記範囲であることで、磁気センサ１０に一方向（例えば＋Ｙ方向又は－Ｙ方向）のバイアス磁場Ｈｂのみが印加されることで、個数比が１：１（同一）である場合よりも磁気センサ装置の感度を良好にすることができる。

【0048】

磁界検出部１２は、直列に接続された第１磁気抵抗部及び第２磁気抵抗部を含んでいてもよいし、並列に接続された第１磁気抵抗部及び第２磁気抵抗部を含んでいてもよい。例えば、第１磁界検出部Ｒ１、第２磁界検出部Ｒ２、第３磁界検出部Ｒ３及び第４磁界検出部Ｒ４のそれぞれが、直列に接続された第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１及び第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２を含んでいてもよいし（図８Ａ、図１３Ａ参照）、並列に接続された第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１及び第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２を含んでいてもよい（図８Ｂ、図１３Ｂ参照）。

【0049】

また、磁界検出部１２は、直列に接続された第１磁気抵抗部及び第２磁気抵抗部と、並列に接続された第１磁気抵抗部及び第２磁気抵抗部とを含んでいてもよい。具体的には、第１磁界検出部Ｒ１、第２磁界検出部Ｒ２、第３磁界検出部Ｒ３及び第４磁界検出部Ｒ４のうちの２つの磁界検出部のそれぞれが、直列に接続された第１磁気抵抗部及び第２磁気抵抗部を含み、他の２つの磁界検出部のそれぞれが、並列に接続された第１磁気抵抗部及び第２磁気抵抗部を含んでいてもよい。例えば、第１磁界検出部Ｒ１及び第３磁界検出部Ｒ３のそれぞれが直列に接続された第１磁気抵抗部Ｒ１１，Ｒ３１及び第２磁気抵抗部Ｒ１２，Ｒ３２を含み、第２磁界検出部Ｒ２及び第４磁界検出部Ｒ４のそれぞれが並列に接続された第１磁気抵抗部Ｒ２１，Ｒ４１及び第２磁気抵抗部Ｒ２２，Ｒ４２を含んでいてもよい（図８Ｃ、図１３Ｃ参照）。さらに、第１磁界検出部Ｒ１及び第２磁界検出部Ｒ２のそれぞれが並列に接続された第１磁気抵抗部Ｒ１１，Ｒ２１及び第２磁気抵抗部Ｒ１２，Ｒ２２を含み、第３磁界検出部Ｒ３及び第４磁界検出部Ｒ４のそれぞれが直列に接続された第１磁気抵抗部Ｒ３１，Ｒ４１及び第２磁気抵抗部Ｒ３２，Ｒ４２を含んでいてもよい（図８Ｄ、図１３Ｄ参照）。なお、図示を省略するが、第１磁界検出部Ｒ１及び第３磁界検出部Ｒ３のそれぞれが並列に接続された第１磁気抵抗部Ｒ１１，Ｒ３１及び第２磁気抵抗部Ｒ１２，Ｒ３２を含み、第２磁界検出部Ｒ２及び第４磁界検出部Ｒ４のそれぞれが直列に接続された第１磁気抵抗部Ｒ２１，Ｒ４１及び第２磁気抵抗部Ｒ２２，Ｒ４２を含んでいてもよいし、第１磁界検出部Ｒ１及び第２磁界検出部Ｒ２のそれぞれが直列に接続された第１磁気抵抗部Ｒ１１，Ｒ２１及び第２磁気抵抗部Ｒ１２，Ｒ２２を含み、第３磁界検出部Ｒ３及び第４磁界検出部Ｒ４のそれぞれが並列に接続された第１磁気抵抗部Ｒ３１，Ｒ４１及び第２磁気抵抗部Ｒ３２，Ｒ４２を含んでいてもよい。

【0050】

本実施形態における磁気抵抗効果素子１２０としては、例えば、ＴＭＲ素子、ＧＭＲ素子等のＭＲ素子を用いることができる。磁気抵抗効果素子１２０は、順に積層された反強磁性層１２４、磁化固定層１２３、非磁性層１２２及び自由層１２１を含むＭＲ積層体１２５を有する（図１１参照）。反強磁性層１２４は、反強磁性材料により構成され、磁化固定層１２３との間で交換結合を生じさせることで、磁化固定層１２３の磁化の方向を固定する役割を果たす。また、磁化固定層１２３を、強磁性層／非磁性中間層／強磁性層の積層フェリ構造とし、両強磁性層を反強磁性的に結合させてなる、いわゆるセルフピン止め型の固定層（Synthetic Ferri Pinned層，ＳＦＰ層）とすることで、反強磁性層１２４が省略されていてもよい。

【0051】

磁気抵抗効果素子１２０の磁化固定層１２３の磁化方向は、Ｙ方向に沿った方向であって、第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の磁化固定層１２３の磁化方向と、第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の磁化固定層１２３の磁化方向とは、互いに反平行である。例えば、第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の磁化固定層１２３の磁化方向が＋Ｙ方向であって、第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の磁化固定層１２３の磁化方向が－Ｙ方向であればよい。

【0052】

ＴＭＲ素子においては、非磁性層１２２はトンネルバリア層である。ＧＭＲ素子においては、非磁性層１２２は非磁性導電層である。ＴＭＲ素子、ＧＭＲ素子において、自由層１２１の磁化の方向が磁化固定層１２３の磁化の方向に対してなす角度に応じて抵抗値が変化し、この角度が０°（互いの磁化方向が平行）のときに抵抗値が最小となり、１８０°（互いの磁化方向が反平行）のときに抵抗値が最大となる。

【0053】

磁気抵抗効果素子１２０は、Ｚ方向に沿って見たときに略長方形状の複数のＭＲ積層体１２５が上部リード電極１２６及び下部リード電極１２７を介して直列に接続されてなるものであってもよい（図１２参照）。なお、図１２に示すＭＲ積層体１２５には、その積層方向（＋Ｚ方向、－Ｚ方向）に電流が流れるが、本実施形態における磁気抵抗効果素子１２０は、ＭＲ積層体１２５の面内方向（例えば＋Ｘ方向又は－Ｘ方向）に電流が流れるＣＩＰ（Current In Plane）タイプの素子であってもよい。上部リード電極１２６及び下部リード電極１２７は、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔａ、Ｔｉ等のうちの１種の導電材料又は２種以上の導電材料の複合膜により構成される。なお、略長方形状とは、Ｚ方向に沿って見たときに、Ｘ方向における長さがＹ方向における長さよりも長い長方形状の他、Ｘ方向の長さがＹ方向における長さよりも長く、４つの角が８９～９１°の四角形状や、Ｘ方向における長さがＹ方向における長さよりも長く、４つの角が丸められた角丸四角形状等も含むことを意味する。本実施形態において、Ｚ方向に沿って見たときのＭＲ積層体１２５の形状は、略長方形状に限定されるものではなく、例えば、楕円形状、長円形状等であってもよい。この場合においても、Ｚ方向に沿って見たときに、楕円形状、長円形状等の長径がＸ方向であり、短径がＹ方向であればよい。

【0054】

複数の下部リード電極１２７は、例えば略長方形状を有しており、複数のＭＲ積層体１２５の電気的な直列方向において隣接する２つの下部リード電極１２７の間に所定の隙間を有するように、かつ複数のＭＲ積層体１２５を直列に接続するように配置され、隣接する２つのＭＲ積層体１２５同士を電気的に接続する。下部リード電極１２７の長手方向の両端近傍のそれぞれに、ＭＲ積層体１２５が設けられている。すなわち、複数の下部リード電極１２７上には、それぞれ、２つのＭＲ積層体１２５が設けられている。

【0055】

複数の上部リード電極１２６は、複数のＭＲ積層体１２５上に設けられている。各上部リード電極１２６は、例えば細長い略長方形状を有する。上部リード電極１２６は、複数のＭＲ積層体１２５の電気的な直列方向において隣接する２つの上部リード電極１２６の間に所定の隙間を有するように、かつ複数のＭＲ積層体１２５を直列に接続するように配置され、隣接する２つのＭＲ積層体１２５同士を電気的に接続する。なお、自由層１２１と下部リード電極１２７又は上部リード電極１２６との間にはキャップ層（保護層）が設けられていてもよい。

【0056】

Ｚ方向に沿って見たときに、第１磁界検出部Ｒ１及び第４磁界検出部Ｒ４のそれぞれにおいて、第１磁気抵抗部Ｒ１１，Ｒ４１に含まれる複数の磁気抵抗効果素子１２０は、Ｙ方向において各磁気抵抗効果素子１２０に最近接の磁界変換部１１（ヨーク１１１）の＋Ｙ側に配置されており、第２磁気抵抗部Ｒ１２，Ｒ４２に含まれる複数の磁気抵抗効果素子１２０は、Ｙ方向において各磁気抵抗効果素子１２０に最近接の磁界変換部１１（ヨーク１１１）の－Ｙ側に配置されている（図８Ａ～図８Ｄ参照）。また、第２磁界検出部Ｒ２及び第３磁界検出部Ｒ３のそれぞれにおいて、第１磁気抵抗部Ｒ２１，Ｒ３１に含まれる複数の磁気抵抗効果素子１２０は、Ｙ方向において各磁気抵抗効果素子１２０に最近接の磁界変換部１１（ヨーク１１１）の－Ｙ側に配置されており、第２磁気抵抗部Ｒ２２，Ｒ３２に含まれる複数の磁気抵抗効果素子１２０は、Ｙ方向において各磁気抵抗効果素子１２０に最近接の磁界変換部１１（ヨーク１１１）の＋Ｙ側に配置されている（図８Ａ～図８Ｄ参照）。複数の磁気抵抗効果素子１２０は、磁界変換部１１（ヨーク１１１）の短手方向の中心を通る軸線（磁界変換部１１（ヨーク１１１）の長手方向に延びる軸線）を中心とする線対称の位置に配置されている（図８Ａ～図８Ｄ参照）。なお、図８Ａ～図８Ｄに示す態様に限定されず、少なくとも１つの磁界変換部１１（ヨーク１１１）の上記軸線と当該磁界変換部１１（ヨーク１１１）の＋Ｙ側に配置されている磁気抵抗効果素子１２０との間の長さ（Ｙ方向における長さ）と、その磁界変換部１１（ヨーク１１１）の上記軸線と当該磁界変換部１１（ヨーク１１１）の－Ｙ側に配置されている磁気抵抗効果素子１２０との間の長さ（Ｙ方向における長さ）とは、互いに実質的に同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。当該２つの長さが互いに実質的に同一であるとは、２つの長さの比が１：０．９５～１：１．０５程度であることを意味する。また、複数の磁気抵抗効果素子１２０は、少なくとも１つの磁界変換部１１（ヨーク１１１）の上記軸線を中心として線対称の位置に配置されていなくてもよい。

【0057】

磁気シールド１３は、Ｚ方向に沿って見たときに、磁界変換部１１及び磁界検出部１２を間に挟むようにして位置する第１磁気シールド１３１及び第２磁気シールド１３２を含む（図９～図１２参照）。すなわち、磁気シールド１３は、Ｚ方向に沿って見たときに磁界変換部１１及び磁界検出部１２に重なっている。なお、本実施形態における磁気センサ装置が有する効果を奏する限りにおいて、磁気シールド１３は、Ｚ方向に沿って見たときに、磁界変換部１１及び磁界検出部１２の一部に重なっていてもよいし、磁界変換部１１及び磁界検出部１２の全部に重なっていてもよい。Ｚ方向に沿って見たときに、第１磁気シールド１３１は、磁界変換部１１及び磁界検出部１２よりも＋Ｚ方向（上方）に位置し、第２磁気シールド１３２は、磁界変換部１１及び磁界検出部１２よりも－Ｚ方向（下方）に位置する。第１磁気シールド１３１及び第２磁気シールド１３２は、Ｚ方向に沿って見たときに、いずれもＹ方向における最大長さがＸ方向における最大長さよりも短い形状を有していればよく、例えば、長方形状、４つの角の角度が８９～９１°の四角形状、４つの角が丸められた角丸長方形状、長方形の４つの角が面取りされた形状（八角形状）、楕円状を含む長円状、長方形の対向する２つの短辺を円弧状にした形状、台形、平行四辺形、菱形等の形状を有していればよい。なお、第１磁気シールド１３１及び第２磁気シールド１３２を含む磁気シールド１３が、例えば、４つの角の角度が８９～９１°の四角形状、台形、菱形等の四角形状を有する場合において、２組の対向する２辺のうちの少なくとも１組の対向する２辺が平行であってもよいし、２組の対向する２辺がいずれも非平行であってもよい。

【0058】

磁気シールド１３は、例えば、軟磁性材料によって構成されていればよい。軟磁性材料としては、例えば、ＮｉＦｅ等が挙げられる。磁気シールド１３がＮｉＦｅにより構成される場合、磁気シールド１３の熱応力を低減するため、磁気シールド１３は、Ｎｉの割合が３５～６０質量％の組成のＮｉＦｅにより構成されるのが好ましい。このような組成のＮｉＦｅであれば、熱膨張係数を小さくすることができる。磁気シールド１３の磁気特性も考慮すると、磁気シールド１３は、Ｎｉの割合が４０～６０質量％の組成のＮｉＦｅにより構成されるのが好ましい。磁気シールド１３に求められる性能の一つとして、最大磁束吸収量が大きいことが挙げられる。磁気シールド１３の最大磁束吸収量は、磁気シールド１３の飽和磁化と厚み（Ｚ方向における寸法）との積に実質的に比例する。磁気シールド１３の性能を確保するために、磁気シールド１３の飽和磁化と厚みとの積、すなわち単位面積当たりの磁気モーメントは、０．６ｅｍｕ／ｃｍ^２以上であるのが好ましい。

【0059】

なお、本実施形態において、磁気シールド１３は、Ｚ方向に沿って見たときに、磁界変換部１１及び磁界検出部１２の一方側である上方（＋Ｚ側）に位置する第１磁気シールド１３１と、磁界変換部１１及び磁界検出部１２の他方側である下方（－Ｚ側）に位置する第２磁気シールド１３２とを含むが、磁気シールド１３の機能が奏される限りにおいて、第１磁気シールド１３１及び第２磁気シールド１３２のいずれか一方が省略されていてもよい。また、第１磁気シールド１３１及び第２磁気シールド１３２の少なくとも一方は、Ｙ方向において複数の磁気シールドが並列した態様であってもよい。Ｙ方向において複数の磁気シールドが並列していることで、磁界変換部１１及び磁界検出部１２の設置可能面積を相対的に大きくすることができる。また、Ｙ方向において並列する磁気シールドの間隔（Ｙ方向における間隔）が相対的に狭いと磁気シールドが飽和しやすくなる傾向を示すが、当該間隔を相対的に広げることで、当該磁気シールドが飽和しやすくなることを抑制することができる。さらに、第１磁気シールド１３１及び第２磁気シールド１３２の少なくとも一方は、Ｘ方向又はＺ方向において複数の磁気シールドが並列した態様であってもよい。

【0060】

本実施形態における磁界検出部１２の回路構成は、４つの磁界検出部（第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４）をブリッジ接続してなるホイートストンブリッジ回路Ｃであればよい（図１３Ａ～図１３Ｄ参照）。例えば、磁界検出部１２を構成するホイートストンブリッジ回路Ｃは、第１磁界検出部Ｒ１及び第２磁界検出部Ｒ２を含む第１ブリッジ回路Ｃ１と第３磁界検出部Ｒ３及び第４磁界検出部Ｒ４を含む第２ブリッジ回路Ｃ２とを並列に接続してなるものであればよい。

【0061】

磁界検出部１２を構成するホイートストンブリッジ回路Ｃは、電源ポートＶと、グランドポートＧと、第１出力ポートＥ１と、第２出力ポートＥ２と、電源ポートＶ及び第１出力ポートＥ１の間に設けられている第１磁界検出部Ｒ１と、第１出力ポートＥ１及びグランドポートＧの間に設けられている第２磁界検出部Ｒ２と、電源ポートＶ及び第２出力ポートＥ２の間に設けられている第３磁界検出部Ｒ３と、第２出力ポートＥ２及びグランドポートＧの間に設けられている第４磁界検出部Ｒ４とを含む。電源ポートＶには、定電流源が接続されることで所定の大きさの電源電圧（定電流）が印加され、グランドポートＧはグランドに接続される。電源ポートＶに印加される定電流は、図示しないドライバＩＣにより所定の電流値に制御されている。

【0062】

本実施形態において、第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４の第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１に含まれるＭＲ積層体１２５における磁化固定層１２３の磁化方向（図１４Ａ～図１６Ｄに示される実線の矢印）は、互いに同一の方向（＋Ｙ方向）に固定されている（図１４Ａ～図１６Ｄ参照）。一方、第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４の第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２に含まれるＭＲ積層体１２５における磁化固定層１２３の磁化方向（図１４Ａ～図１６Ｄに示される実線の矢印）は、互いに同一の方向（－Ｙ方向）に固定されている（図１４Ａ～図１６Ｄ参照）。なお、すべてのＭＲ積層体１２５における磁化固定層１２３の磁化方向が互いに実質的にＹ方向に沿って固定されていればよく、この場合において、第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１に含まれる各ＭＲ積層体１２５における磁化固定層１２３の磁化方向は、＋Ｙ方向に対して１０°以内の角度で傾斜していればよく、第２磁気抵抗部Ｒ２１～Ｒ４２に含まれる各ＭＲ積層体１２５における磁化固定層１２３の磁化方向は、－Ｙ方向に対して１０°以内の角度で傾斜していればよい。すべてのＭＲ積層体１２５は、Ｚ方向に沿って見たときに、Ｘ方向に長い形状（例えば略長方形状、楕円形状、長円形状等）を有している。そのため、各ＭＲ積層体１２５における自由層１２１は、磁化容易軸方向がＸ方向となる形状異方性を有している。その結果、イニシャル状態（磁界変換部１１（ヨーク１１１）から出力される第２磁界成分Ｈ２が印加されていない状態）におけるすべてのＭＲ積層体１２５における自由層１２１の磁化方向（図１４Ａ～図１４Ｄに示される破線の矢印）は、互いに同一であって、磁化固定層１２３の磁化方向に対する直交方向（＋Ｘ方向）である（図１４Ａ～図１４Ｄ参照）。磁化固定層１２３及び自由層１２１の磁化方向が上記方向であることで、第２磁界成分Ｈ２に応じた第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４の抵抗値変化に伴い第１出力ポートＥ１及び第２出力ポートＥ２の電位差が変化し、その電位差の変化としての信号が出力される。

【0063】

本実施形態における磁気センサ装置において、第１磁石２１から発生する磁界の一部である部分磁界のうちのＺ方向に平行な第１磁界成分Ｈ１が磁界変換部１１に入力されると、当該磁界変換部１１よってＹ方向に平行な第２磁界成分Ｈ２に変換されて出力される。第１磁界検出部Ｒ１及び第４磁界検出部Ｒ４のそれぞれの第１磁気抵抗部Ｒ１１，Ｒ４１に含まれる磁気抵抗効果素子１２０には＋Ｙ方向の第２磁界成分Ｈ２が印加され、第２磁気抵抗部Ｒ１２，Ｒ４２に含まれる磁気抵抗効果素子１２０には－Ｙ方向の第２磁界成分Ｈ２が印加され、それに応じて各自由層１２１の磁化方向が変化する（図１５Ａ～図１５Ｄ参照）。一方、第２磁界検出部Ｒ２及び第３磁界検出部Ｒ３のそれぞれの第１磁気抵抗部Ｒ２１，Ｒ３１に含まれる磁気抵抗効果素子１２０には－Ｙ方向の第２磁界成分Ｈ２が印加され、第２磁気抵抗部Ｒ２２，Ｒ３２に含まれる磁気抵抗効果素子１２０には＋Ｙ方向の第２磁界成分Ｈ２が印加され、それに応じて各自由層１２１の磁化方向が変化する（図１５Ａ～図１５Ｄ参照）。これにより、第１磁界検出部Ｒ１及び第４磁界検出部Ｒ４のそれぞれの第１磁気抵抗部Ｒ１１，Ｒ４１及び第２磁気抵抗部Ｒ１２，Ｒ４２における自由層１２１と磁化固定層１２３との互いの磁化のなす角度θ１１，θ１２，θ４１，θ４２は９０°未満となる（図１５Ａ～図１５Ｄ参照）。一方、第２磁界検出部Ｒ２及び第３磁界検出部Ｒ３のそれぞれの第１磁気抵抗部Ｒ２１，Ｒ３１及び第２磁気抵抗部Ｒ２２，Ｒ３２における自由層１２１と磁化固定層１２３との互いの磁化のなす角度θ２１，θ２２，θ３１，θ３２は９０°を超える（図１５Ａ～図１５Ｄ参照）。なお、図１５Ａ～図１５Ｄにおいて、破線の矢印は第２磁界成分Ｈ２の印加により方向が変化した自由層１２１の磁化を表し、白抜き破線の矢印はイニシャル状態における自由層１２１の磁化方向を表している。

【0064】

上述したように、第１磁石２１から発生する磁界の一部である部分磁界には、Ｙ方向に平行な磁界成分が含まれる。このＹ方向の磁界成分のほとんどは、磁気シールド１３により吸収されるが、当該磁界成分のすべてが磁気シールド１３に完全に吸収されるわけではなく、一部がバイアス磁界成分Ｈｂとして磁気抵抗効果素子１２０に印加され、自由層１２１の磁化方向を変化させてしまう（図１６Ａ～図１６Ｄ参照）。なお、図１６Ａ～図１６Ｄにおいて、破線の矢印は第２磁界成分Ｈ２及びバイアス磁界成分Ｈｂの印加により方向が変化した自由層１２１の磁化を表し、白抜き破線の矢印はイニシャル状態における自由層１２１の磁化方向を表している。これにより、第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４のそれぞれの第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１及び第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２における自由層１２１と磁化固定層１２３の互いの磁化のなす角度θ１１’，θ２１’，θ３１’，θ４１’，θ１２’，θ２２’，θ３２’，θ４２’ （図１６Ａ～図１６Ｄ参照）は、バイアス磁界成分Ｈｂが印加されないときに示すはずの角度θ１１，θ２１，θ３１，θ４１，θ１２，θ２２，θ３２，θ４２（図１５Ａ～図１５Ｄ参照）よりも小さくなる。その結果、第１出力ポートＥ１及び第２出力ポートＥ２のそれぞれの出力が変動してしまう。

【0065】

しかしながら、本実施形態においては、第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４に含まれるすべての磁気抵抗効果素子１２０の磁化固定層１２３の磁化がＹ方向に沿って固定され、かつすべての磁気抵抗効果素子１２０の自由層１２１のイニシャル状態における磁化が同一方向であるため、バイアス磁界成分Ｈｂが磁気抵抗効果素子１２０に印加されたときに、第１出力ポートＥ１の出力の変動量と第２出力ポートＥ２の出力の変動量とが実質的に同一となる。バイアス磁界成分Ｈｂに起因して第１出力ポートＥ１の出力の変動量と第２出力ポートＥ２の出力の変動量とが異なると、磁気センサ装置からの出力がオフセットしてしまうおそれがあるが、本実施形態においては、磁気センサ装置からの出力のオフセットが生じるのを抑制することができる。また、本実施形態においては、イニシャル状態における自由層１２１の磁化方向が、バイアス磁界成分Ｈｂに直交しているため、磁気センサ装置の感度が低下するのを抑制することができる。さらに、本実施形態においては、第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４のそれぞれが、＋Ｙ方向に磁化が固定された磁化固定層１２３を有する磁気抵抗効果素子１２０を含む第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１と、－Ｙ方向に磁化が固定された磁化固定層１２３を有する磁気抵抗効果素子１２０を含む第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２とを有することで、バイアス磁場Ｈｂによって生じる第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１における抵抗変動及び第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２における抵抗変動を相殺することができるため、磁気センサ装置の中点電位が変動するのを抑制することができる。特に、電源ポートＶに定電流が印加されている場合には、第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４のそれぞれに含まれる第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１と第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２とが並列に接続されていると（図８Ｂ、図１３Ｂ参照）、磁気センサ装置の中点電位変動の抑制効果が顕著に優れる。なお、本実施形態において、中点電位とは、磁気センサ１０にて検知すべき磁場（第２磁場Ｈ２）がゼロのときにおける磁気センサ１０を構成するホイートストンブリッジ回路Ｃの第１出力ポートＥ１の出力及び第２出力ポートＥ２の出力のグランドＧからの電位を意味する。

【0066】

Ｚ方向に沿って見たときに、Ｘ方向を長手方向とする形状を有する磁気抵抗効果素子１２０において磁化固定層１２３の磁化方向がＹ方向に固定されている場合、Ｙ方向のバイアス磁場Ｈｂが磁気抵抗効果素子１２０に印加されたときに自由層１２１の磁化方向が変動する。このとき、磁気抵抗効果素子１２０の抵抗Ｒ_１２０（Ω）は下記式（１）により表される。

【0067】

【数1】

上記式（１）において、Ｇ_１２０は「磁気抵抗効果素子１２０のコンダクタンス（Ω^－１）」を表し、ΔＧ_１２０は「磁気抵抗効果素子１２０のコンダクタンスの変化振幅（Ω^－１）」を表し、δθは「自由層１２１の磁化の角度変位量（ｄｅｇ）」を表す。

【0068】

上記式（１）からも明らかなように、Ｙ方向のバイアス磁場Ｈｂの影響による自由層１２１の磁化方向の変動によって、第２磁場成分Ｈ２の印加による磁気抵抗効果素子１２０の抵抗変化、すなわち磁気センサ装置からの出力が理想的な正弦波からずれてしまう。すなわち、Ｙ方向のバイアス磁場Ｈｂが、中点電位の変動を引き起こす結果となる。

【0069】

図８Ａ及び図１３Ａに示すように、第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４の第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１と第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２とが直列に接続されていると、第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４の各抵抗Ｒは、第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の抵抗Ｒ_１（Ω）と第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の抵抗Ｒ_２（Ω）とから下記式（２）で表される。
Ｒ＝Ｒ_１＋Ｒ_２ ・・・（２）

【0070】

第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の磁化固定層１２３の磁化方向と第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の磁化固定層１２３の磁化方向とが互いに反平行であることで、Ｙ方向のバイアス磁場Ｈｂによる自由層の磁化方向の変動が磁気センサ装置からの出力に及ぼす影響を、第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４のそれぞれにおいて全体として相殺可能であり、中点電位の変動を抑制可能であるものの、上記式（２）からも明らかなように、Ｙ方向のバイアス磁場Ｈｂによりわずかに中点電位の変動を引き起こすおそれがある。

【0071】

一方、図８Ｂ及び図１３Ｂに示すように、第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４の第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１と第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２とが並列に接続されていると、第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４の各抵抗Ｒは、第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の抵抗Ｒ_１（Ω）と第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の抵抗Ｒ_２（Ω）とから下記式（３）で表される。
Ｒ＝(１／Ｒ_１＋１／Ｒ_２)^－１ ・・・（３）

【0072】

第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の磁化固定層１２３の磁化方向と第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の磁化固定層１２３の磁化方向とが互いに反平行であることで、Ｙ方向のバイアス磁場Ｈｂによる自由層の磁化方向の変動が磁気センサ装置からの出力に及ぼす影響を、第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４のそれぞれにおいて全体として相殺可能であり、上記式（３）からも明らかなように、Ｙ方向のバイアス磁場Ｈｂによる中点電位の変動を、理論的には完全に抑制することができる。

【0073】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

【0074】

上記実施形態において、磁気センサ装置を備えるアプリケーションとしてレンズモジュールを例に挙げて説明したが、この態様に限定されるものではない。本実施形態における磁気センサ装置は、ＸＹ平面内における位置変化やＺ方向における位置変化をＺ方向の磁場の変化から検知する用途に用いることができ、当該磁気センサ装置を備えるアプリケーションとしては、例えば、ロボットの関節機構等に用いられるアクチュエータ、ノートパソコンの開閉検知機構、ジョイスティック、ブラシレスモータ、磁気エンコーダ等の電子機器等が挙げられる。

【実施例】

【0075】

以下、実施例等を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は、下記の実施例等に何ら限定されるものではない。

【0076】

〔試験例１〕
図８Ａ、図９、図１０及び図１３Ａに示す構成を有する磁気センサ１０（Sample 1）を用い、磁場強度１０ｍＴのバイアス磁場Ｈｂが磁気センサ１０に印加されている条件で、磁気センサ１０に印加される第２磁界成分Ｈ２の磁場強度の範囲を－１０ｍＴ～１０ｍＴとしたときにおける第１出力ポートＥ１の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ１）及び第２出力ポートＥ２の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ２）、並びに差動出力（ｄＶ_ＯＵＴ，Ｖ１－Ｖ２）をシミュレーションにより求めた。同様にして、バイアス磁場Ｈｂが磁気センサ１０に印加されていない条件での第１出力ポートＥ１の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ１’）及び第２出力ポートＥ２の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ２’）及び差動出力（ｄＶ_ＯＵＴ，Ｖ１’－Ｖ２’）もシミュレーションにより求めた。結果を図１７Ａ及び図１７Ｂに示す。なお、第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４に含まれる各磁気抵抗効果素子１２０の自由層１２１の異方性磁界を２５ｍＴとした。

【0077】

〔試験例２〕
図８Ｂ、図９、図１０及び図１３Ｂに示す構成を有する磁気センサ１０（Sample 2）を用いた以外は、試験例１と同様にして第１出力ポートＥ１の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ１）、第２出力ポートＥ２の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ２）及び差動出力（ｄＶ_ＯＵＴ，Ｖ１－Ｖ２）、並びに第１出力ポートＥ１の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ１’）、第２出力ポートＥ２の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ２’）及び差動出力（ｄＶ_ＯＵＴ，Ｖ１’－Ｖ２’）をシミュレーションにより求めた。結果を図１８Ａ及び図１８Ｂに示す。

【0078】

〔試験例３〕
図８Ｃ、図９、図１０及び図１３Ｃに示す構成を有する磁気センサ１０（Sample 3）を用いた以外は、試験例１と同様にして第１出力ポートＥ１の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ１）、第２出力ポートＥ２の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ２）及び差動出力（ｄＶ_ＯＵＴ，Ｖ１－Ｖ２）、並びに第１出力ポートＥ１の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ１’）、第２出力ポートＥ２の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ２’）及び差動出力（ｄＶ_ＯＵＴ，Ｖ１’－Ｖ２’）をシミュレーションにより求めた。結果を図１９Ａ及び図１９Ｂに示す。

【0079】

〔試験例４〕
図８Ｄ、図９、図１０及び図１３Ｄに示す構成を有する磁気センサ１０（Sample 4）を用いた以外は、試験例１と同様にして第１出力ポートＥ１の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ１）、第２出力ポートＥ２の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ２）及び差動出力（ｄＶ_ＯＵＴ，Ｖ１－Ｖ２）、並びに第１出力ポートＥ１の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ１’）、第２出力ポートＥ２の出力（Ｖ_ＯＵＴ，Ｖ２’）及び差動出力（ｄＶ_ＯＵＴ，Ｖ１’－Ｖ２’）をシミュレーションにより求めた。結果を図２０Ａ及び図２０Ｂに示す。

【0080】

図１７Ａ、図１８Ａ、図１９Ａ及び図２０Ａに示すグラフにおける縦軸の差動出力（ｄＶ_ＯＵＴ）の値、並びに図１７Ｂ、図１８Ｂ、図１９Ｂ及び図２０Ｂに示すグラフにおける縦軸の出力（Ｖ_ＯＵＴ）の値は、いずれも規格化された値である。
図１７Ａ、図１８Ａ、図１９Ａ及び図２０Ａに示す結果から、Sample 1～4の磁気センサ１０においては、バイアス磁場Ｈｂが印加された場合においても感度が変動しにくく、かつオフセットが起こりにくいことが確認された。

【0081】

また、図１７Ｂ、図１８Ｂ、図１９Ｂ及び図２０Ｂに示す結果から明らかなように、Sample 1～4の磁気センサ１０においては、バイアス磁場Ｈｂが印加された場合における中点電位の変動量（ｍＶ）が、バイアス磁場Ｈｂが印加されていない場合における中点電位（ｍＶ）に対する２％以下程度であり、中点電位が変動し難いことが確認された。特に、第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４のすべてにおいて第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１と第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２とが並列に接続されている磁気センサ１０（Sample 2）、第２磁界検出部Ｒ２及び第４磁界検出部Ｒ４において第１磁気抵抗部Ｒ２１，Ｒ４１と第２磁気抵抗部Ｒ２２，Ｒ４２とが並列に接続されている磁気センサ１０（Sample 3）においては、中点電位変動抑制効果に極めて優れることが確認された。

【0082】

〔試験例５〕
上記Sample 1及びSample 2において、第１～第４磁界検出部Ｒ１～Ｒ４のそれぞれの第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の数と、第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の数との比（個数比ＮＲ）を１：１，２：１，４：１，１０：１とし、バイアス磁場Ｈｂの磁場強度の範囲を－１０ｍＴ～１０ｍＴとし、試験例１と同様にして第１出力ポートＥ１の出力（Ｖ１）、第２出力ポートＥ２の出力（Ｖ２）及び差動出力（Ｖ１－Ｖ２）をシミュレーションにより求め、磁気センサ装置の感度（Ｓ）を求めた。結果を図２１Ａ及び図２１Ｂに示す。なお、図２１Ａ及び図２１Ｂにおいて、磁気センサ装置の感度（Ｓ）の値は、バイアス磁場Ｈｂの磁場強度が０ｍＴのときの感度を「１」として規格化された値である。

【0083】

図２１Ａ及び図２１Ｂに示すように、Sample 1においては、第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の数と第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の数とが異なっていることで、磁気センサ１０に印加されるバイアス磁場Ｈｂが常に一方向（例えば＋Ｙ方向）になるようにすることで、磁気センサ装置の感度の変動をより抑制可能であることが確認された。したがって、常に一方向のバイアス磁場Ｈｂが印加されるように磁気センサ装置を組み込むことで、バイアス磁場Ｈｂによる感度変動抑制効果に極めて優れた磁気センサ装置とすることができる。一方で、第１磁気抵抗部Ｒ１１～Ｒ４１に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の数と第２磁気抵抗部Ｒ１２～Ｒ４２に含まれる磁気抵抗効果素子１２０の数とが同一である場合には、磁気センサ１０に印加されるバイアス磁場Ｈｂの方向が一方向（例えば＋Ｙ方向）である場合、他方向（例えば－Ｙ方向）である場合のいずれにおいても、感度の変動の軌跡が変わらない。そのため、電子機器等において、磁気センサ装置の組み込まれる位置によっては双方向（例えば＋Ｙ方向及び－Ｙ方向）のバイアス磁場Ｈｂが磁気センサ１０に印加され得るが、そのような場合であっても磁気センサ装置の感度を安定させることができる。

【符号の説明】

【0084】

１０…磁気センサ
１１…磁界変換部
１１１…ヨーク
１２…磁界検出部
１２０…磁気抵抗効果素子
１３…磁気シールド
１３１…第１磁気シールド
１３２…第２磁気シールド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図13D】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図14D】

【図15A】

【図15B】

【図15C】

【図15D】

【図16A】

【図16B】

【図16C】

【図16D】

【図17A】

【図17B】

【図18A】

【図18B】

【図19A】

【図19B】

【図20A】

【図20B】

【図21A】

【図21B】