CN109724506B - 位置检测装置 - Google Patents

Abstract

位置检测装置具备第一位置检测器、第二位置检测器以及信号生成器。第一位置检测器具备第一磁场产生部、第二磁场产生部以及第一磁传感器。第二位置检测器具备第三磁场产生部、第四磁场产生部以及第二磁传感器。第二及第四磁场产生部的位置与检测对象位置的变化相对应地变化。信号生成器生成第一磁传感器生成的第一检测信号和第二磁传感器生成的第二检测信号之和即位置检测信号。第一及第二位置检测器分别具备偏置磁场产生部。

Description

位置检测装置

技术领域

本发明涉及使用了磁传感器的位置检测装置。

背景技术

近年来，在各种用途中利用使用了磁传感器的位置检测装置。以 下，将使用了磁传感器的位置检测装置称作磁式的位置检测装置。磁 式的位置检测装置例如在内置于智能手机的、具备自动对焦机构的照 相机模块中用于检测透镜的位置。

美国专利申请公开第2016/0231528A1号中记载有一种技术，在相 对于基板可移动地设置有透镜的自动对焦机构中，利用位置传感器检 测通过第一方向的一定大小的第一磁场和通过与透镜一同移动的磁铁 生成的第二方向的第二磁场的相互作用而产生的合成矢量。第二方向 相对于第一方向正交。在该技术中，第二磁场的大小根据透镜的位置 发生变化，其结果，合成矢量相对于第二方向形成的角度(以下称作 合成矢量的角度)也发生变化。

中国专利申请公开第1924603A号说明书中记载有一种磁场检测 装置，其使用自旋阀构造的磁阻效应元件，其中，具备对磁阻效应元 件施加偏置磁场，使磁阻效应元件相对于外部磁场的电阻值的特性变 化的偏置部。

根据美国专利申请公开第2016/0231528A1号中记载的技术，通过 检测合成矢量的角度，能够检测透镜的位置。

但是，在美国专利申请公开第2016/0231528A1号中记载的技术中， 当对位置传感器施加第一及第二磁场以外的噪声磁场时，合成矢量的 角度发生变化，其结果，存在透镜的位置的检测值产生误差这样的问 题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种使用了磁传感器的位置检测装置， 在施加了噪声磁场的情况下，也能够进行高精度的位置检测。

本发明的位置检测装置是用于检测在规定的可动范围内变化的检 测对象位置的装置。本发明的位置检测装置具备第一位置检测器、第 二位置检测器、生成与检测对象位置对应的位置检测信号的信号生成 器。

第一位置检测器具备产生第一磁场的第一磁场产生部、产生第二 磁场的第二磁场产生部、第一磁传感器。第二位置检测器具备产生第 三磁场的第三磁场产生部、产生第四磁场的第四磁场产生部、第二磁 传感器。

第一磁传感器在第一基准平面内的第一检测位置检测与第一基准 平面平行的磁场成分即第一检测对象磁场，生成大小与第一检测对象 磁场的方向相对应地发生变化的第一检测信号。第二磁传感器在第二 基准平面内的第二检测位置检测与第二基准平面平行的磁场成分即第 二检测对象磁场，生成大小与第二检测对象磁场的方向相对应地发生变化的第二检测信号。信号生成器将第一检测信号和第二检测信号之 和作为位置检测信号。

第二磁场产生部相对于第一磁场产生部的相对的位置和第四磁场 产生部相对于第三磁场产生部的相对的位置与检测对象位置的变化相 对应地变化。

在将第一检测位置上的、与第一基准平面平行的第一磁场的成分 设为第一磁场成分，将第一检测位置上的、与第一基准平面平行的第 二磁场的成分设为第二磁场成分时，如果检测对象位置发生变化，则 第一磁场成分的强度及方向和第二磁场成分的方向没有发生变化，但 第二磁场成分的强度发生变化。

在将第二检测位置上的、与第二基准平面平行的第三磁场的成分 设为第三磁场成分，将第二检测位置上的、与第二基准平面平行的第 四磁场的成分设为第四磁场成分时，如果检测对象位置发生变化，则 第三磁场成分的强度及方向和第四磁场成分的方向没有发生变化，但 第四磁场成分的强度发生变化。

第三磁场成分的方向是与第一磁场成分的方向相反方向。第四磁 场成分的方向是与第二磁场成分的方向相反方向。在将第一检测对象 磁场的方向变化了360°时的第一检测信号的最大值和最小值的平均 值设为第一基准值，将第二检测对象磁场的方向变化了360°时的第二 检测信号的最大值和最小值的平均值设为第二基准值时，与检测对象 位置的规定的可动范围对应的第一检测信号的可变范围包含第一基准 值，与检测对象位置的规定的可动范围对应的第二检测信号的可变范 围包含第二基准值。

在本发明的位置检测装置中，第一磁传感器和第二磁传感器也可 以分别包含至少一个磁阻效应元件。至少一个磁阻效应元件也可以包 含具有方向被固定了的磁化的磁化固定层和具有方向根据第一或第二 检测对象磁场的方向而可变化的磁化的自由层。该情况下，第一基准 平面也可以是包含第一磁传感器的磁化固定层的磁化的方向及第一检测对象磁场的方向的平面。第一检测信号为第一基准值时的第一检测 对象磁场的方向为与和第一磁传感器的磁化固定层的磁化的方向正交 的两个方向中的一方相同的方向。第二基准平面为包含第二磁传感器 的磁化固定层的磁化的方向及第二检测对象磁场的方向的平面。第二 检测信号为第二基准值时的第二检测对象磁场的方向为与和第二磁传 感器的磁化固定层的磁化的方向正交的两个方向中的一方相同的方 向。

另外，在本发明的位置检测装置中，第一检测信号的可变范围的 中间的值也可以是第一基准值，第二检测信号的可变范围的中间的值 也可以是第二基准值。

另外，在本发明的位置检测装置中，第一位置检测器和第二位置 检测器的至少一方也可以还具备产生相对于第一磁传感器或第二磁传 感器施加的偏置磁场的偏置磁场产生部。该情况下，通过对第一磁传 感器和第二磁传感器的至少一方施加偏置磁场，第一检测信号的可变 范围包含第一基准值，第二检测信号的可变范围包含第二基准值。该 情况下，与相同的检测对象位置对应的第二磁场成分的强度的绝对值 和第四磁场成分的强度的绝对值也可以互不相同。

另外，也可以是第一位置检测器具备产生相对于第一磁传感器施 加的第一偏置磁场的第一偏置磁场产生部来作为所述偏置磁场产生 部，第二位置检测器具备产生相对于第二磁传感器施加的第二偏置磁 场的第二偏置磁场产生部来作为所述偏置磁场产生部。第一偏置磁场 的方向和第二偏置磁场的方向也可以为非平行。

另外，在本发明的位置检测装置中，第一磁场产生部也可以具有 配置于互不相同的位置的第一磁铁和第二磁铁。该情况下，第一磁场 也可以是将第一磁铁和第二磁铁分别产生的两个磁场合成的磁场。另 外，第三磁场产生部也可以具有配置于互不相同的位置的第三磁铁和 第四磁铁。该情况下，第三磁场也可以是将第三磁铁和第四磁铁分别 产生的两个磁场合成的磁场。

另外，本发明的位置检测装置也可以还具备：第一保持部件，其 保持第一磁场产生部及第三磁场产生部；第二保持部件，其相对于第 一保持部件沿一方向可位置变更地设置，保持第二磁场产生部及第四 磁场产生部。该情况下，也可以是第二保持部件保持透镜，且相对于 第一保持部件沿透镜的光轴方向可位置变更地设置。

在本发明的位置检测装置中，第三磁场成分的方向为与第一磁场 成分的方向相反方向，第四磁场成分的方向为与第二磁场成分的方向 相反方向。与之相对，对第一磁传感器施加的噪声磁场的方向和对第 二磁传感器施加的噪声磁场的方向为相同的方向，因此，当对第一及 第二磁传感器施加噪声磁场时，第一检测信号和第二检测信号的一方 增加，另一方减少。在本发明中，因为将第一检测信号和第二检测信 号之和设为位置检测信号，所以起因于噪声磁场的位置检测信号的变 动被抑制。另外，在本发明中，第一检测信号的可变范围包含第一基 准值，第二检测信号的可变范围包含第二基准值，由此，起因于噪声 磁场的位置检测信号的变动被进一步抑制。由于以上所述，根据本发 明的位置检测装置，在施加了噪声磁场的情况下，也能够进行高精度 的位置检测。

本发明的其它目的、特征及益处根据以下的说明而变得充分明了。

附图说明

图1是表示包含本发明的第一实施方式所涉及的位置检测装置的 照相机模块的立体图。

图2是示意性表示图1所示的照相机模块的内部的说明图。

图3是图1所示的照相机模块的主要部分的侧视图。

图4是图1所示的照相机模块的主要部分的俯视图。

图5是表示图1的驱动装置的多个线圈的立体图。

图6是表示图1的驱动装置的主要部分的侧视图。

图7是表示本发明的第一实施方式所涉及的位置检测装置的电路 结构的电路图。

图8是表示图7的一个电阻部的一部分的立体图。

图9是表示本发明的第一实施方式所涉及的位置检测装置的第一 磁传感器的磁化固定层的磁化的方向和第一及第二磁场成分的方向的 说明图。

图10是表示本发明的第一实施方式所涉及的位置检测装置的第二 磁传感器的磁化固定层的磁化的方向和第三及第四磁场成分的方向的 说明图。

图11是表示第一实施例的第一～第四磁场成分的说明图。

图12是表示第一实施例的第一及第二对象角度的可变范围的特性 图。

图13是表示第一实施例的、没有噪声磁场时的对象位置和修正后 检测信号的关系的特性图。

图14是表示第一实施例的、存在噪声磁场时的对象位置和修正后 检测信号的关系的特性图。

图15是表示第一实施例的对象位置和噪声起因误差的关系的特性 图。

图16是表示比较例的第一～第四磁场成分的说明图。

图17是表示比较例的第一及第二对象角度的可变范围的特性图。

图18是表示比较例的、没有噪声磁场时的对象位置和修正后检测 信号的关系的特性图。

图19是表示比较例的、存在噪声磁场时的对象位置和修正后检测 信号的关系的特性图。

图20是表示比较例的对象位置和噪声起因误差的关系的特性图。

图21是表示第二实施例的第一～第四磁场成分的说明图。

图22是表示第二实施例的、没有噪声磁场时的对象位置和修正后 检测信号的关系的特性图。

图23是表示第二实施例的、存在噪声磁场时的对象位置和修正后 检测信号的关系的特性图。

图24是表示第二实施例的对象位置和噪声起因误差的关系的特性 图。

图25是表示本发明的第二实施方式的第一～第四磁场成分的说明 图。

图26是表示本发明的第二实施方式的、没有噪声磁场时的对象位 置和修正后检测信号的关系的特性图。

图27是表示本发明的第二实施方式的、存在噪声磁场时的对象位 置和修正后检测信号的关系的特性图。

图28是表示本发明的第二实施方式的对象位置和噪声起因误差的 关系的特性图。

具体实施方式

[第一实施方式]

以下，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。首先，参照图1 及图2说明包含本发明的第一实施方式所涉及的位置检测装置的照相 机模块的结构。图1是表示照相机模块100的立体图。图2是示意性 表示照相机模块100的内部的说明图。此外，图2中，为了容易理解， 以与图1中的对应的各部不同的尺寸及配置描绘照相机模块100的各 部。照相机模块100例如构成具备光学式抖动修正机构和自动对焦机 构的智能手机用的照相机的一部分，与使用了CMOS等的图像传感器 200组合使用。

照相机模块100具备本实施方式所涉及的位置检测装置1、驱动装 置3、透镜5、框体6、基板7。本实施方式所涉及的位置检测装置1 是磁式的位置检测装置，在自动进行对焦时，用于检测透镜5的位置。 驱动装置3使透镜5移动。框体6保护位置检测装置1和驱动装置3。 基板7具有上表面7a。此外，图1中省略基板7，图2中省略框体6。

在此，如图1及图2所示，定义U方向、V方向、Z方向。U方 向、V方向、Z方向相互正交。在本实施方式中，将与基板7的上表面 7a垂直的一方向(图2中朝向上侧的方向)设为Z方向。U方向和V 方向均为相对于基板7的上表面7a平行的方向。另外，将与U方向相 反的方向设为－U方向，将与V方向相反的方向设为－V方向，将与 Z方向相反的方向设为－Z方向。另外，以下，将相对于基准的位置处 于Z方向的前端的位置称作“上方”，将相对于基准的位置处于与“上 方”相反侧的位置称作“下方”。

透镜5以其光轴方向与平行于Z方向的方向一致的姿势配置于基 板7的上表面7a的上方。另外，基板7具有使通过了透镜5的光通过 的未图示的开口部。如图2所示，照相机模块100以通过了透镜5及 未图示的开口部的光向图像传感器200入射的方式相对于图像传感器 200定位。

接着，参照图1～图6详细说明本实施方式所涉及的位置检测装置 1和驱动装置3。图3是表示图1所示的照相机模块100的主要部分的 侧视图。图4是表示图1所示的照相机模块100的主要部分的俯视图。 图5是表示驱动装置3的多个线圈的立体图。图6是表示驱动装置3 的主要部分的侧视图。

在此，如图3及图4所示，定义X方向和Y方向。X方向和Y方 向均为相对于基板7的上表面7a(参照图2)平行的方向。X方向是 从U方向朝向V方向旋转了45°的方向。Y方向是从V方向朝向－U 方向旋转了45°的方向。另外，将与X方向相反的方向设为－X方向， 将与Y方向相反的方向设为－Y方向。图3是从X方向的前端观察照 相机模块100的主要部分的侧视图。

位置检测装置1具备第一保持部件14、第二保持部件15、多个第 一绕线(wire)16、多个第二绕线17。第二保持部件15保持透镜5。 尽管未图示，但第二保持部件15例如具有构成为可以在其内部安装透 镜5的筒状的形状。

第二保持部件15被设置为相对于第一保持部件14沿一方向、具 体而言透镜5的光轴方向即与Z方向平行的方向可位置变更，在本实 施方式中，第一保持部件14具有构成为可以在其内部收纳透镜5和第 二保持部件15的箱状的形状。多个第二绕线17将第一保持部件14和 第二保持部件15连接，第二保持部件15以相对于第一保持部件14能 够沿与Z方向平行的方向移动的方式支承第二保持部件15。

第一保持部件14在基板7的上表面7a的上方设置为相对于基板7 在与U方向平行的方向和与V方向平行的方向可进行位置变更。多个 第一绕线16将基板7和第一保持部件14连接，第一保持部件14以相 对于基板7能够沿与U方向平行的方向和与V方向平行的方向移动的 方式支承第一保持部件14。当第一保持部件14相对于基板7的相对位 置变化时，第二保持部件15相对于基板7的相对的位置也发生变化。

驱动装置3具备磁铁31A、31B、32A、32B、33A、33B、34A、 34B、和线圈41、42、43、44、45、46。磁铁31A配置于透镜5的－V 方向的前端。磁铁32A配置于透镜5的V方向的前端。磁铁33A配置 于透镜5的－U方向的前端。磁铁34A配置于透镜5的U方向的前端。 磁铁31B、32B、33B、34B分别配置于磁铁31A、32A、33A、34A的 上方。另外，磁铁31A、31B、32A、32B、33A、33B、34A、34B固 定于第一保持部件14。

如图1所示，磁铁31A、31B、32A、32B分别具有在U方向上长 的长方体形状。磁铁33A、33B、34A、34B分别具有在V方向上长的 长方体形状。磁铁31A、32B的磁化的方向为V方向。磁铁31B、32A 的磁化的方向为－V方向。磁铁33A、34B的磁化的方向为U方向。 磁铁33B、34A的磁化的方向为－U方向。图6中，在磁铁31A、31B 内描绘的箭头表示磁铁31A、31B的磁化的方向。

线圈41配置于磁铁31A和基板7之间。线圈42配置于磁铁32A 和基板7之间。线圈43配置于磁铁33A和基板7之间。线圈44配置 于磁铁34A和基板7之间。线圈45配置于磁铁31A、31B和透镜5之 间。线圈46配置于磁铁32A、32B和透镜5之间。另外，线圈41、42、 43、44固定于基板7。线圈45、46固定于第二保持部件15。

在线圈41上主要施加由磁铁31A产生的磁场。在线圈42上主要 施加从磁铁32A产生的磁场。在线圈43上主要施加从磁铁33A产生 的磁场。在线圈44上主要施加从磁铁34A产生的磁场。

另外，如图2、图5及图6所示，线圈45包含沿着磁铁31A沿U 方向延伸的第一导体部45A、沿着磁铁31B沿U方向延伸的第二导体 部45B、将第一及第二导体部45A、45B连接的两个第三导体部。另外， 如图2及图5所示，线圈46包含沿着磁铁32A沿U方向延伸的第一 导体部46A、沿着磁铁32B沿U方向延伸的第二导体部46B、将第一 及第二导体部46A、46B连接的两个第三导体部。

在线圈45的第一导体部45A上主要施加从磁铁31A产生的磁场 的V方向的成分。在线圈45的第二导体部45B上主要施加从磁铁31B 产生的磁场的－V方向的成分。在线圈46的第一导体部46A上主要施 加从磁铁32A产生的磁场的－V方向的成分。在线圈46的第二导体部 46B上主要施加从磁铁32B产生的磁场的V方向的成分。

位置检测装置1还具备第一位置检测器1A和第二位置检测器1B。 第一位置检测器1A具备产生第一磁场的第一磁场产生部11A、产生第 二磁场的第二磁场产生部12A、第一磁传感器20A。第二位置检测器 1B具备产生第三磁场的第三磁场产生部11B、产生第四磁场的第四磁 场产生部12B、第二磁传感器20B。

第一磁场产生部11A具有配置于互不相同的位置的两个磁铁。在 本实施方式中，特别是第一磁场产生部11A具有磁铁32A、33A作为 上述两个磁铁。第一磁场是将磁铁32A、33A分别产生的磁场合成的 磁场。如上述，磁铁32A、33A固定于第一保持部件14。因此，第一磁场产生部11A通过第一保持部件14保持。

第三磁场产生部11B具有配置于互不相同的位置的两个磁铁。在 本实施方式中，特别是第三磁场产生部11B具有磁铁31A、34A作为 上述两个磁铁。第三磁场是将磁铁31A、34A分别产生的磁场合成的 磁场。如上述，磁铁31A、34A固定于第一保持部件14。因此，第三磁场产生部11B通过第一保持部件14保持。

磁铁32A具有位于磁铁32A的－U方向端的端面。磁铁33A具有 位于磁铁33A的V方向端的端面。

第二磁场产生部12A设置为相对于第一磁场产生部11A的相对的 位置可变化。在本实施方式中，第二磁场产生部12A具有磁铁13A。 第二磁场是磁铁13A产生的磁场。磁铁13A具有长方体形状。另外， 磁铁13A在磁铁32A的端面及磁铁33A的端面的附近的空间固定于第 二保持部件15。由此，第二磁场产生部12A通过第二保持部件15保 持。当第二保持部件15相对于第一保持部件14的相对的位置沿与Z 方向平行的方向变化时，第二磁场产生部12A相对于第一磁场产生部 11A的相对的位置也沿与Z方向平行的方向变化。

另外，磁铁31A具有位于磁铁31A的U方向端的端面。磁铁34A 具有位于磁铁34A的－V方向端的端面。

第四磁场产生部12B设置为相对于第三磁场产生部11B的相对的 位置可变化。在本实施方式中，第四磁场产生部12B具有磁铁13B。 第四磁场是磁铁13B产生的磁场。磁铁13B具有长方体形状。另外， 磁铁13B在磁铁31A的端面及磁铁34A的端面的附近的空间固定于第 二保持部件15。由此，第四磁场产生部12B通过第二保持部件15保 持。当第二保持部件15相对于第一保持部件14的相对的位置沿与Z 方向平行的方向变化时，第四磁场产生部12B相对于第三磁场产生部 11B的相对的位置也沿与Z方向平行的方向发生变化。

第一磁传感器20A和第二磁传感器20B分别包含至少一个磁阻效 应元件。以下，将磁阻效应元件记为MR元件。

第一磁传感器20A检测第一基准平面内的第一检测位置上的第一 检测对象磁场，生成大小对应于第一检测对象磁场的方向而变化的第 一检测信号。第一检测对象磁场是与第一基准平面平行的磁场成分。 以下，将第一检测对象磁场称作第一对象磁场MFA。第一磁传感器20A 在磁铁32A的端面和磁铁33A的端面的附近固定于基板7。从磁铁32A 至第一磁传感器20A的距离和从磁铁33A至第一磁传感器20A的距离 彼此相等。磁铁13A配置于第一磁传感器20A的上方。

第一检测位置是第一磁传感器20A检测第一磁场和第二磁场的位 置。在本实施方式中，第一基准平面包含第一检测位置，是与Z方向 垂直的平面。当第二磁场产生部12A相对于第一磁场产生部11A的相 对的位置变化时，第一检测位置和第二磁场产生部12A之间的距离发 生变化。

在此，将第一检测位置上的、与第一基准平面平行的第一磁场的 成分设为第一磁场成分MF1，将第一检测位置上的、与第一基准平面 平行的第二磁场的成分设为第二磁场成分MF2。在没有之后说明的噪 声磁场的情况下，第一对象磁场MFA是第一磁场成分MF1和第二磁 场成分MF2的合成磁场。

第二磁传感器20B检测第二基准平面内的第二检测位置上的第二 检测对象磁场，生成大小对应于第二检测对象磁场的方向而变化的第 二检测信号。第二检测对象磁场是与第二基准平面平行的磁场成分。 以下，将第二检测对象磁场称作第二对象磁场MFB。第二磁传感器20B 在磁铁31A的端面和磁铁34A的端面的附近固定于基板7。从磁铁31A 至第二磁传感器20B的距离和从磁铁34A至第二磁传感器20B的距离 彼此相等。磁铁13B配置于第二磁传感器20B的上方。

第二检测位置是第二磁传感器20B检测第三磁场和第四磁场的位 置。在本实施方式中，第二基准平面包含第二检测位置，是与Z方向 垂直的平面。当第四磁场产生部12B相对于第三磁场产生部11B的相 对的位置发生变化时，第二检测位置和第四磁场产生部12B之间的距 离发生变化。

在此，将第二检测位置上的、与第二基准平面平行的第三磁场的 成分设为第三磁场成分MF3，将第二检测位置上的、与第二基准平面 平行的第四磁场的成分设为第四磁场成分MF4。在没有之后说明的噪 声磁场的情况下，第二对象磁场MFB为第三磁场成分MF3和第四磁 场成分MF4的合成磁场。

第三磁场成分MF3的方向为与第一磁场成分MF1的方向相反方 向。第四磁场成分MF4的方向为与第二磁场成分MF2的方向相反方 向。第一磁场成分MF1和第三磁场成分MF3优选为它们的强度的绝 对值相等。

驱动装置3还具备在线圈41、42的一内侧固定于基板7的磁传感 器30和在线圈43、44的一内侧固定于基板7的磁传感器30。在此， 两个磁传感器30分别配置于线圈41的内侧和线圈44的内侧。如之后 所说明的那样，该两个磁传感器30在为了降低抖动的影响而使透镜5 的位置变化时使用。

配置于线圈41的内侧的磁传感器30检测由磁铁31A产生的磁场， 生成与磁铁31A的位置对应的信号。配置于线圈44的内侧的磁传感器 30检测由磁铁34A产生的磁场，生成与磁铁34A的位置对应的信号。 磁传感器30例如由霍尔元件等的检测磁场的元件构成。

接着，参照图7说明位置检测装置1的电路结构的一例。图7是 表示位置检测装置1的电路结构的电路图。在本实施方式中，第一磁 传感器20A构成为生成与第一对象磁场MFA的方向相对于第一基准方 向形成的角度对应的信号作为与第一对象磁场MFA的方向对应的第一 检测信号。之后详细说明第一基准方向。

第二磁传感器20B构成为生成与第二对象磁场MFB的方向相对于 第二基准方向形成的角度对应的信号作为与第二对象磁场MFB的方向 对应的第二检测信号。之后详细说明第二基准方向。

如图7所示，第一磁传感器20A具有惠斯通电桥电路21A和差分 检测器22A。第二磁传感器20B具有惠斯通电桥电路21B和差分检测 器22B。

惠斯通电桥电路21A、21B分别包含被施加规定的电压的电源端 口V、与地线连接的接地端口G、第一输出端口E1、第二输出端口E2。

惠斯通电桥电路21A、21B各自还包含第一电阻部R1、第二电阻 部R2、第三电阻部R3、第四电阻部R4。第一电阻部R1设置于电源 端口V和第一输出端口E1之间。第二电阻部R2设置于第一输出端口 E1和接地端口G之间。第三电阻部R3设置于电源端口V和第二输出 端口E2之间。第四电阻部R4设置于第二输出端口E2和接地端口G 之间。

第一电阻部R1包含至少一个第一MR元件。第二电阻部R2包含 至少一个第二MR元件。第三电阻部R3包含至少一个第三MR元件。 第四电阻部R4包含至少一个第四MR元件。

在本实施方式中，特别是第一电阻部R1包含串联连接的多个第一 MR元件，第二电阻部R2包含串联连接的多个第二MR元件，第三电 阻部R3包含串联连接的多个第三MR元件，第四电阻部R2包含串联 连接的多个第四MR元件。

惠斯通电桥电路21A、21B各自中包含的多个MR元件分别为自 旋阀型的MR元件。该自旋阀型的MR元件具有：具有方向被固定了 的磁化的磁化固定层、具有方向可根据对象磁场的方向而变化的磁化 的自由层、配置于磁化固定层和自由层之间的间隙层。自旋阀型的MR 元件可以是TMR(隧道磁阻效应)元件，也可以是GMR(巨大磁阻 效应)元件。在TMR元件中，间隙层是隧道势垒层。在GMR元件中， 间隙层是非磁性导电层。在自旋阀型的MR元件中，电阻值根据自由 层的磁化的方向相对于磁化固定层的磁化的方向形成的角度发生变 化，在该角度为0°时，电阻值为最小值，在角度为180°时，电阻值 为最大值。在图7中，实心箭头表示MR元件中的磁化固定层的磁化 的方向，空心箭头表示MR元件中的自由层的磁化的方向。

在惠斯通电桥电路21A中，电阻部R1、R4中包含的多个MR元 件中的磁化固定层的磁化的方向为第一方向。另外，电阻部R2、R3 中包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为与第一方向相 反的第二方向。以下，用符号MP1表示第一方向，用符号MP2表示 第二方向。

在惠斯通电桥电路21A中，输出端口E1的电位、输出端口E2的 电位和输出端口E1、E2的电位差根据第一对象磁场MFA的方向相对 于第一方向MP1形成的角度的余弦而变化。差分检测器22A输出与输 出端口E1、E2的电位差对应的信号作为第一检测信号S1。第一检测 信号S1依赖于输出端口El的电位、输出端口E2的电位、输出端口 E1、E2的电位差。另外，第一检测信号S1根据第一对象磁场MFA的 方向而变化，因此，是与第一对象磁场MFA的方向对应的信号。

在惠斯通电桥电路21B中，电阻部R1、R4中包含的多个MR元 件中的磁化固定层的磁化的方向为第三方向。另外，电阻部R2、R3 中包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为与第三方向相 反的第四方向。以下，由符号MP3表示第三方向，由符号MP4表示 第四方向。第三方向MP3为与第二方向MP2相同的方向。第四方向 MP4为与第一方向MP1相同的方向。

在惠斯通电桥电路21B中，输出端口E1的电位、输出端口E2的 电位、输出端口E1、E2的电位差根据第二对象磁场MFB的方向相对 于第三方向MP3形成的角度的余弦发生变化。差分检测器22B输出与 输出端口E1、E2的电位差对应的信号作为第二检测信号S2。第二检 测信号S2依赖于输出端口E1的电位、输出端口E2的电位、输出端口 E1、E2的电位差。另外，第二检测信号S2根据第二对象磁场MFB的 方向发生变化，因此，是与第二对象磁场MFB的方向对应的信号。

如图7所示，位置检测装置1具备生成与检测对象位置对应的位 置检测信号S的信号生成器23。信号生成器23将第一检测信号S1和 第二检测信号S2之和作为位置检测信号S。信号生成器23例如由加法 器构成。位置检测装置1可以输出位置检测信号S其自身作为表示检 测对象位置的信号，也可以如之后说明的标准化位置检测信号或修正 后位置检测信号那样，虽然不是位置检测信号S其自身，但输出与位 置检测信号S对应的信号。

第一位置检测器1A和第二位置检测器1B的至少一方也可以具备 产生相对于第一磁传感器20A或第二磁传感器20B施加的偏置磁场的 偏置磁场产生部。以下，对第一位置检测器1A和第二位置检测器1B 这两方具备偏置磁场产生部的例子进行说明。

在以下的说明中，将第一位置检测器1A的偏置磁场产生部称作第 一偏置磁场产生部HMA，将第二位置检测器1B的偏置磁场产生部称 作第二偏置磁场产生部HMB。另外，将第一偏置磁场产生部HMA产 生的偏置磁场称作第一偏置磁场BA，将第二偏置磁场产生部HMB产 生的偏置磁场称作第二偏置磁场BB。

在此，参照图8，对电阻部R1、R2、R3、R4的结构的一例进行 说明。图8是表示电阻部R1、R2、R3、R4中的一个电阻部的一部分 的立体图。在该例中，一个电阻部具有串联连接的多个MR元件150。 图8表示一个MR元件150。

MR元件150包含沿Z方向依次层叠的自由层151、间隙层152、 磁化固定层153及反铁磁性层154。反铁磁性层154由反铁磁性材料构 成，在与磁化固定层153之间产生交换耦合，固定磁化固定层153的 磁化的方向。

此外，MR元件150中的层151～154的配置也可以与图8所示的 配置上下相反。另外，MR元件150也可以为不包含反铁磁性层154 的结构。该结构例如也可以为代替反铁磁性层154及磁化固定层153 而包括包含两个铁磁性层和配置于该两个铁磁性层之间的非磁性金属 层的人工反铁磁性构造的磁化固定层的结构。

在本实施方式中，第一偏置磁场产生部HMA和第二偏置磁场产生 部HMB分别包含与多个MR元件150对应的多对磁铁51、52。一对 磁铁51、52相对于一个MR元件150配置于与Z方向正交的方向的两 侧。一对磁铁51、52相对于位于它们之间的一个MR元件施加每一元件的偏置磁场。

对第一磁传感器20A中所含的多个MR元件150施加的每一元件 的偏置磁场的方向与第一偏置磁场BA的方向相同。第一偏置磁场BA 包含对第一磁传感器20A中所含的多个MR元件150施加的每一元件 的偏置磁场。

同样，对第二磁传感器20B中所含的多个MR元件150施加的每 一元件的偏置磁场的方向与第二偏置磁场BB的方向相同。第二偏置磁 场BB包含对第二磁传感器20B中所含的多个MR元件150施加的每 一元件的偏置磁场。

接着，参照图1～图6说明驱动装置3的动作。首先，对光学式抖 动修正机构和自动对焦机构进行简单说明。驱动装置3构成光学式抖 动修正机构及自动对焦机构的一部分。驱动装置3、光学式抖动修正机 构及自动对焦机构通过照相机模块100的外部的未图示的控制部控制。

光学式抖动修正机构例如构成为通过照相机模块100的外部的陀 螺仪传感器等能够检测抖动。当光学式抖动修正机构检测到抖动时， 未图示的控制部根据抖动的方式控制驱动装置3，以使透镜5相对于基 板7的相对的位置发生变化。由此，能够使透镜5的绝对的位置稳定 化，降低抖动的影响。此外，透镜5相对于基板7的相对的位置根据 抖动的方式向与U方向平行的方向或与V方向平行的方向变化。

自动对焦机构例如构成为通过图像传感器200或自动对焦传感器 等能够检测焦点对准被摄体的状态。未图示的控制部通过驱动装置3 使透镜5相对于基板7的相对的位置沿与Z方向平行的方向变化，以 成为焦点对准被摄体的状态。由此，能够自动地进行相对于被摄体的 对焦。

接着，对与光学式抖动修正机构关联的驱动装置3的动作进行说 明。当通过未图示的控制部使线圈41、42中流通电流时，通过从磁铁 31A、32A产生的磁场和从线圈41、42产生的磁场的相互作用，固定 有磁铁31A、32A的第一保持部件14沿与V方向平行的方向移动。其 结果，透镜5也沿与V方向平行的方向移动。另外，当通过未图示的 控制部使线圈43、44中流通电流时，通过从磁铁33A、34A产生的磁 场和从线圈43、44产生的磁场的相互作用，固定有磁铁33A、34A的 第一保持部件14沿与U方向平行的方向移动。其结果，透镜5也沿与 U方向平行的方向移动。未图示的控制部通过测定与由两个磁传感器 30生成的磁铁31A、34A的位置对应的信号而检测透镜5的位置。

接着，对与自动对焦机构关联的驱动装置3的动作进行说明。在 使透镜5相对于基板7的相对的位置沿Z方向移动的情况下，未图示 的控制部以在第一导体部45A沿U方向流通电流，在第二导体部45B 沿－U方向流通电流的方式在线圈45中流通电流，且以在第一导体部 46A向－U方向流通电流，在第二导体部46B沿U方向流通电流的方 式在线圈46中流通电流。通过由这些电流和磁铁31A、31B、32A、32B 产生的磁场对线圈45的第一及第二导体部45A、45B和线圈46的第 一及第二导体部46A、46B作用Z方向的洛伦兹力。由此，固定有线 圈45、46的第二保持部件15沿Z方向移动。其结果，透镜5也沿Z 方向移动。

在使透镜5相对于基板7的相对的位置向－Z方向移动的情况下， 未图示的控制部在线圈45、46中向与沿Z方向移动的情况相反方向流 通电流。

接着，对本实施方式所涉及的位置检测装置1的作用及效果进行 说明。本实施方式所涉及的位置检测装置1为了检测透镜5相对于基 板7的相对的位置而使用。透镜5相对于基板7的相对的位置是本实 施方式所涉及的位置检测装置1的检测对象位置。以下，将检测对象 位置称作对象位置。该对象位置在规定的可动范围内变化。在本实施 方式中，对象位置的变化的方向为透镜5的光轴方向即与Z方向平行 的方向。

在本实施方式中，在对象位置变化的情况下，第二保持部件15相 对于基板7及第一保持部件14的相对的位置也发生变化。如上述，第 一保持部件14保持第一及第三磁场产生部11A、11B，第二保持部件 15保持第二及第四磁场产生部12A、12B。因此，如上述，当对象位 置发生变化时，第二磁场产生部12A相对于第一磁场产生部11A的相 对的位置及第四磁场产生部12B相对于第三磁场产生部11B的相对的 位置发生变化。

当对象位置发生变化时，第一及第三磁场产生部11A、11B相对于 基板7的相对的位置不变化，但第二及第四磁场产生部12A、12B相 对于基板7的相对的位置发生变化。

因此，当对象位置发生变化时，第一磁场成分MF1的强度及方向 和第二磁场成分MF2的方向不变化，但第二磁场成分MF2的强度发 生变化。当第二磁场成分MF2的强度发生变化时，第一对象磁场MFA 的方向和强度也发生变化，随之，第一磁传感器20A生成的第一检测 信号S1的值也发生变化。

同样，当对象位置发生变化时，第三磁场成分MF3的强度及方向 和第四磁场成分MF4的方向不变化，但第四磁场成分MF4的强度发 生变化。当第四磁场成分MF4的强度发生变化时，第二对象磁场MFB 的方向和强度也发生变化，随之，第二磁传感器20B生成的第二检测 信号S2的值也发生变化。

第一检测信号S1和第二检测信号S2的和即位置检测信号S依赖 于对象位置而变化。未图示的控制部通过测定位置检测信号S而检测 对象位置。

接着，参照图9，对第一磁传感器20A中的第一及第二方向MPl、 MP2和第一及第二磁场成分MF1、MF2进行详细说明。在图9中，符 号RP1表示第一基准平面，符号P1表示第一检测位置。在图9中，由 标注符号MF1的箭头表示第一磁场成分MF1，由标注符号MF2的箭 头表示第二磁场成分MF2，由标注符号MFA的箭头表示第一对象磁场 MFA。另外，在图9中，X方向的轴表示X方向的磁场的强度Hx，Y 方向的轴表示Y方向的磁场的强度Hy。

在本实施方式中，第一磁场成分MF1的方向为Y方向。第二磁场 成分MF2的方向与第一磁场成分MF1的方向不同。在本实施方式中， 特别是第二磁场成分MF2的方向为与第一磁场成分MF1的方向正交 的X方向。

在没有噪声磁场的情况下，第一对象磁场MFA为第一磁场成分 MF1和第二磁场成分MF2的合成磁场，因此，第一对象磁场MFA的 方向与第一磁场成分MFl的方向和第二磁场成分MF2的方向的任一方 向均不同，为它们之间的方向。第一对象磁场MFA的方向的可变范围 低于180°。在本实施方式中，特别是第二磁场成分MF2的方向与第 一磁场成分MF1的方向正交，因此，第一对象磁场MFA的方向的可 变范围低于90°。

图9中，用符号PP1、PP2表示在第一基准平面RP1内与第一方 向MP1正交的两个方向。在第一基准平面RP1内与第二方向MP2正 交的两个方向与两个方向PP1、PP2相同。在本实施方式中，特别是两 个方向PPl、PP2分别与第一磁场成分MF1的方向和第二磁场成分MF2的方向的任一方向均不同。

在本实施方式中，第一基准方向为第二方向MP2。以下，在图9 中从第一基准方向向顺时针方向观察，将第一对象磁场MFA的方向相 对于第一基准方向形成的角度称作第一对象角度，用记号θA表示。第 一对象角度θA表示第一对象磁场MFA的方向。在本实施方式中，第 一磁传感器20A生成与第一对象角度θA对应的第一检测信号S1。另 外，与第一对象磁场MFA的方向的可变范围对应的第一对象角度θA 的可变范围由符号θRA表示。

接着，参照图10，对第二磁传感器20B上的第三及第四方向MP3、 MP4和第三及第四磁场成分MF3、MF4进行详细说明。在图10中， 符号RP2表示第二基准平面，符号P2表示第二检测位置。在图10中， 由标注符号MF3的箭头表示第三磁场成分MF3，由标注符号MF4的 箭头表示第四磁场成分MF4，由标注符号MFB的箭头表示第二对象磁 场MFB。另外，在图10中，X方向的轴表示X方向的磁场的强度Hx， Y方向的轴表示Y方向的磁场的强度Hy。

在本实施方式中，第三磁场成分MF3的方向为与第一磁场成分 MF1的方向相反方向的－Y方向。第四磁场成分MF4的方向与第三磁 场成分MF3的方向不同。在本实施方式中，特别是第四磁场成分MF4 的方向为与第二磁场成分MF2的方向相反方向，且为与第三磁场成分 MF3的方向正交的－X方向。

在没有噪声磁场的情况下，第二对象磁场MFB为第三磁场成分 MF3和第四磁场成分MF4的合成磁场，因此，第二对象磁场MFB的 方向与第三磁场成分MF3的方向和第四磁场成分MF4的方向的任一 方向均不同，是它们之间的方向。第二对象磁场MFB的方向的可变范围低于180°。在本实施方式中，特别是因为第四磁场成分MF4的方 向与第三磁场成分MF3的方向正交，所以第二对象磁场MFB的方向 的可变范围低于90°。

图10中，由符号PP3、PP4表示在第二基准平面RP2内与第三方 向MP3正交的两个方向。在第二基准平面RP2内与第四方向MP4正 交的两个方向与两个方向PP3、PP4相同。在本实施方式中，特别是两 个方向PP3、PP4分别与第三磁场成分MF3的方向和第四磁场成分MF4的方向的任一方向均不同。

在本实施方式中，第二基准方向是第四方向MP4。以下，在图10 中从第二基准方向向顺时针方向观察，将第二对象磁场MFB的方向相 对于第二基准方向形成的角度称作第二对象角度，用记号θB表示。第 二对象角度θB表示第二对象磁场MFB的方向。在本实施方式中，第 二磁传感器20B生成与第二对象角度θB对应的第二检测信号S2。另 外，与第二对象磁场MFB的方向的可变范围对应的第二对象角度θB 的可变范围由符号θRB表示。

此外，从MR元件的制作的精度、磁传感器20A、20B的配置的 精度、第一～第四磁场产生部11A、12A、11B、12B的配置的精度等 的观点出发，第一～第四方向MP1～MP4和第一～第四磁场成分 MF1～MF4各自的方向也可以稍微偏离上述的方向。

接着，说明对象位置。在本实施方式中，将透镜5相对于基板7 最远时的基板7和透镜5之间的距离设为最长距离，由从最长距离减 去处于任意的位置的透镜5和基板7之间的距离所得的值表示对象位 置。另外，在本实施方式中，将对象位置的可动范围设为0～400μm的 范围。

在此，对在以下的说明中使用的多个术语进行说明。此外，在以 下的说明中，在没有特别记载存在噪声磁场的情况下，以没有噪声磁 场的情况为前提。

首先，将第一对象磁场MFA的方向变化了360°时的第一检测信 号S1的最大值和最小值的平均值称作第一基准值。同样，将第二对象 磁场MFB的方向变化了360°时的第二检测信号S2的最大值和最小 值的平均值称作第二基准值。在本实施方式中，第二对象磁场MFB的 方向变化了360°时的第二检测信号S2的最大值和最小值分别与第一 对象磁场MFA的方向变化了360°时的第一检测信号S1的最大值和 最小值相等。另外，第二基准值与第一基准值相等。

另外，以第一对象磁场MFA的方向变化了360°时的第一检测信 号S1的最大值和最小值分别与1和－1对应的方式将第一检测信号S1 标准化的信号被称作第一标准化检测信号NS1。第一标准化检测信号 NS1中的0与上述第一基准值对应。

同样，以第二对象磁场MFB的方向变化了360°时的第二检测信 号S2的最大值和最小值分别与1和－1对应的方式将第二检测信号S2 标准化的信号被称作第二标准化检测信号NS2。第二标准化检测信号 NS2中的0与上記第二基准值对应。

另外，将第一标准化检测信号NS1和第二标准化检测信号NS2之 和称作标准化位置检测信号NS。标准化位置检测信号NS相当于以与 上述的第一及第二检测信号S1、S2的标准化相同的基准将位置检测信 号S标准化的信号。

另外，将第一标准化检测信号NS1、第二标准化检测信号NS2以 及标准化位置检测信号NS统称为标准化检测信号。

另外，以对象位置为该可动范围的中间的位置时的第一标准化检 测信号NS1的值与0对应的方式根据需要施加偏置(offset)而修正第 一标准化检测信号NS1，将修正了的信号称作第一修正后检测信号 CS1。

同样，以对象位置为该可动范围的中间的位置时的第二标准化检 测信号NS2的值与0对应的方式根据需要施加偏置而修正第二标准化 检测信号NS2，将修正了的信号称作第二修正后检测信号CS2。

另外，将第一修正后检测信号CS1和第二修正后检测信号CS2之 和称作修正后位置检测信号CS。

另外，将第一修正后检测信号CS1、第二修正后检测信号CS2以 及修正后位置检测信号CS统称为修正后检测信号。

另外，关于第一检测信号S1、第二检测信号S2及位置检测信号S， 将相对于对象位置的变化的各个的信号的变化为更直线性的程度称作 各个的信号的直线性。

在本实施方式中，与对象位置的可动范围对应的第一检测信号S1 的可变范围包含第一基准值，与对象位置的可动范围对应的第二检测 信号S2的可变范围包含第二基准值。由此，根据本实施方式所涉及的 位置检测装置1，能够提高位置检测信号S的直线性，且即使在施加了 噪声磁场的情况下，也能够进行高精度的位置检测。

以下，对获得上述效果的理由进行说明。首先，根据本实施方式 所涉及的位置检测装置1，对能够提高位置检测信号S的直线性的理由 进行说明。第一检测信号S1的直线性在第一基准值附近高，随着偏离 第一基准值而降低。同样，第二检测信号S2的直线性在第二基准值的 附近高，随着远离第二基准值而降低。因此，如上述，第一检测信号 S1的可变范围包含第一基准值，第二检测信号S2的可变范围包含第二 基准值，由此，能够提高第一及第二检测信号S1、S2各自的直线性， 其结果，能够提高位置检测信号S的直线性。

接着，根据本实施方式所涉及的位置检测装置1，对在施加了噪声 磁场的情况下也能够进行高精度的位置检测的理由进行说明。在本实 施方式中，第三磁场成分MF3的方向为与第一磁场成分MF1的方向 相反方向，第四磁场成分MF4的方向为与第二磁场成分MF2的方向 相反方向。与之相对，对第一磁传感器20A施加的噪声磁场的方向和 对第二磁传感器20B施加的噪声磁场的方向为相同的方向。因此，当 对第一及第二磁传感器20A、20B施加噪声磁场时，第一检测信号S1 和第二检测信号S2的一方增加，另一方减少。在本实施方式中，因为 将第一检测信号S1和第二检测信号S2之和设为位置检测信号S，所 以噪声磁场引起的位置检测信号S的变动被抑制。

另外，在本实施方式中，第一检测信号S1的可变范围包含第一基 准值，第二检测信号S2的可变范围包含第二基准值，因此，第一及第 二检测信号S1、S2各自的直线性高，因此，对第一及第二磁传感器20A、 20B施加了噪声磁场时的、第一检测信号S1和第二检测信号S2的一 方的增加量和另一方的减少量之差减小。因此，根据本实施方式，噪 声磁场引起的位置检测信号S的变动被进一步抑制。

由于以上所述，根据本实施方式所涉及的位置检测装置1，能够提 高位置检测信号S的直线性，且在施加了噪声磁场的情况下也能够进 行高精度的位置检测。

为了提高上述效果，优选第一检测信号S1的可变范围的中间的值 为第一基准值，第二检测信号S2的可变范围的中间的值为第二基准值。 为了实现该情况，第一检测信号S1为第一基准值时的第一对象磁场 MFA的方向优选为与和第一磁传感器20A的磁化固定层的磁化的方向 正交的两个方向PP1、PP2中的一方相同的方向。同样，第二检测信号 S2为第二基准值时的第二对象磁场MFB的方向优选为与和第二磁传 感器20B的磁化固定层的磁化的方向正交的两个方向PP3、PP4中的 一方相同的方向。

但是，在位置检测装置1中，即使第一磁场成分MF1和第三磁场 成分MF3的强度的绝对值相等，根据磁铁13A、13B的配置的制约等 的理由，有时与相同的对象位置对应的第二磁场成分MF2的强度的绝 对值和第四磁场成分MF4的强度的绝对值也互不相同。作为其一例， 图3表示磁铁13A、13B的Z方向的位置互不相同的例子。这样，在 与相同的对象位置对应的第二磁场成分MF2的强度的绝对值和第四磁 场成分MF4的强度的绝对值互不相同的情况下，如果没有任何对策， 则有时不满足第一检测信号S1的可变范围包含第一基准值且第二检测 信号S2的可变范围包含第二基准值这样的要件。

在这种情况下，在本实施方式中，第一位置检测器1A和第二位置 检测器1B的至少一方具备产生相对于第一磁传感器20A或第二磁传 感器20B施加的偏置磁场的偏置磁场产生部，由此，能够满足上述的 要件。即，通过对第一磁传感器20A和第二磁传感器20B的至少一方 施加偏置磁场，第一检测信号S1的可变范围和第二检测信号S2的可 变范围的至少一方发生变化。由此，能够满足上述的要件。

以下，对本实施方式所涉及的位置检测装置1的第一及第二实施 例和比较例进行说明。

[第一实施例]

以下，对本实施方式所涉及的位置检测装置1的第一实施例进行 说明。图11是表示第一实施例的第一～第四磁场成分的说明图。图11 中，通过分别标注了符号MF1、MF2、MF3、MF4的箭头表示第一～ 第四磁场成分的方向和强度。在第一实施例中，第一磁场成分MF1和 第三磁场成分MF3的强度的绝对值相等，与相同的对象位置对应的第 二磁场成分MF2的强度的绝对值和第四磁场成分MF4的强度的绝对 值相等。

在第一实施例中，第一位置检测器1A和第二位置检测器1B均不 具备偏置磁场产生部。

在第一实施例中，第一检测信号Sl的可变范围的中间的值为第一 基准值，第二检测信号S2的可变范围的中间的值为第二基准值。另外， 第一检测信号S1为第一基准值时的第一对象磁场MFA的方向为与和 第一磁传感器20A的磁化固定层的磁化的方向正交的两个方向PP1、 PP2中的一方的方向PP1相同的方向。另外，第二检测信号S2为第二 基准值时的第二对象磁场MFB的方向为与和第二磁传感器20B的磁化 固定层的磁化的方向正交的两个方向PP3、PP4中的一方的方向PP3 相同的方向。

在此，作为一例，在对象位置为该可动范围的中间的位置时，第 二磁场成分MF2的强度的绝对值与第一磁场成分MF1的强度的绝对 值相等，第四磁场成分MF4的强度的绝对值与第三磁场成分MF3的 强度的绝对值相等。此时，第一对象磁场MFA的方向为使Y方向向顺 时针方向旋转了45°的方向，第二对象磁场MFB的方向为使－Y方向 向顺时针方向旋转了45°的方向。因此，在该例中，以方向PP1与使 Y方向向顺时针方向旋转了45°的方向一致的方式设定第一磁传感器 20A的磁化固定层的磁化的方向，以方向PP3与使－Y方向向顺时针 方向旋转了45°的方向一致的方式设定第二磁传感器20B的磁化固定 层的磁化的方向。

图12是表示第一实施例的第一及第二对象角度θA、θB的可变范 围θRA、θRB的特性图。图12中，横轴表示第一及第二对象角度θA、 θB，纵轴表示第一及第二标准化检测信号NS1、NS2。如图12所示， 与可变范围θRA对应的第一标准化检测信号NS1的可变范围和与可变 范围θRB对应的第二标准化检测信号NS2的可变范围均包含与第一及 第二基准值对应的0。在第一实施例中，特别是第一标准化检测信号 NS1的可变范围的中间的值和第二标准化检测信号NS2的可变范围的 中间的值均为0。

图13是表示第一实施例的、没有噪声磁场时的对象位置和修正后 检测信号的关系的特性图。在图13中，横轴表示对象位置，纵轴表示 第一修正后检测信号CS1、第二修正后检测信号CS2及修正后位置检 测信号CS。

图14是表示第一实施例的、存在噪声磁场时的对象位置和修正后 检测信号的关系的特性图。图14中，横轴表示对象位置，纵轴表示第 一修正后检测信号CS1、第二修正后检测信号CS2及修正后位置检测 信号CS。在此，噪声磁场包含X方向的成分。

图15是表示第一实施例的对象位置和噪声起因误差的关系的特性 图。噪声起因误差是从存在噪声时的修正后位置检测信号CS减去了没 有噪声时的修正后位置检测信号CS所得的值。

在第一实施例中，自图13及图14可知，无论没有噪声时还是存 在噪声时，修正后位置检测信号CS的直线性均高。另外，如图15所 示，噪声起因误差相较于与对象位置的可动范围对应的修正后位置检 测信号CS的可变范围的大小非常小。因此，在第一实施例中，可知能 够获得上述的本实施方式所涉及的位置检测装置1的效果。

[比较例]

接着，对比较例的位置检测装置进行说明。图16是与图11相同 的说明图，表示比较例的第一～第四磁场成分MF1、MF2、MF3、MF4。 在比较例中，与相同的对象位置对应的第二磁场成分MF2的强度的绝 对值和第四磁场成分MF4的强度的绝对值相较于第一实施例大。另外， 在比较例中，与相同的对象位置对应的第二磁场成分MF2的强度的绝 对值和第四磁场成分MF4的强度的绝对值互不相同，第四磁场成分 MF4的强度的绝对值大。另外，在比较例中，第一位置检测器1A和 第二位置检测器1B均不具备偏置磁场产生部。比较例的位置检测装置 的其它结构与第一实施例相同。

图17是与图12相同的特性图，表示比较例的第一及第二对象角 度θA、θB的可变范围θRA、θRB。在比较例中，与可变范围θRA对 应的第一标准化检测信号NS1的可变范围的下限值为0。另外，与可 变范围θRB对应的第二标准化检测信号NS2的可变范围不包含0。

图18是与图13相同的特性图，表示比较例的、没有噪声磁场时 的对象位置和修正后检测信号的关系。

图19是与图14相同的特性图，表示比较例的、存在噪声磁场时 的对象位置和修正后检测信号的关系。噪声磁场与第一实施例相同。

图20是与图15相同的特性图，表示比较例的对象位置和噪声起 因误差的关系。

在比较例中，如图20所示，与第一实施例相比，噪声起因误差最 大。比较例中的噪声起因误差为相较于与对象位置的可动范围对应的 修正后位置检测信号CS的可变范围的大小不能无视的大小。因此，在 比较例中，在施加了噪声磁场的情况下，不能进行高精度的位置检测。

[第二实施例]

接着，对第二实施例的位置检测装置1进行说明。图21是与图11 相同的说明图，表示第二实施例的第一～第四磁场成分MF1、MF2、 MF3、MF4。第二实施例的第一～第四磁场成分MF1、MF2、MF3、 MF4与比较例相同。

在第二实施例中，第一位置检测器1A和第二位置检测器1B两方 具备偏置磁场产生部。如图21所示，第一偏置磁场BA的方向为－X 方向。第一偏置磁场BA的强度的绝对值与从第二实施例的第二磁场 成分MF2的强度的绝对值减去了第一实施例的第二磁场成分MF2的 强度的绝对值所得的值相等。另外，第二偏置磁场BB的方向为X方 向。第二偏置磁场BB的强度的绝对值与从第二实施例的第四磁场成分 MF4的强度的绝对值减去了第一实施例的第四磁场成分MF4的强度的 绝对值所得的值相等。第二偏置磁场BB的强度的绝对值与第一偏置磁 场BA的强度的绝对值不同。第二实施例的位置检测装置1的其它结 构与第一实施例相同。

第二实施例的第一及第二对象角度θA、θB的可变范围θRA、θRB 分别与第一实施例的可变范围θRA、θRB(参照图12)相同或大致相 同。

图22是与图13相同的特性图，表示第二实施例的、没有噪声磁 场时的对象位置和修正后检测信号的关系。

图23是与图14相同的特性图，表示第二实施例的、存在噪声磁 场时的对象位置和修正后检测信号的关系。噪声磁场与第一实施例相 同。

图24是与图15相同的特性图，表示第二实施例的对象位置和噪 声起因误差的关系。

在第二实施例中，自图22及图23可知，无论没有噪声时还是存 在噪声时，修正后位置检测信号CS的直线性均高。另外，如图24所 示，噪声起因误差相较于与对象位置的可动范围对应的修正后位置检 测信号CS的可变范围的大小非常小。因此，可知在第二实施例中，可 获得上述的本实施方式所涉及的位置检测装置1的效果。

[第二实施方式]

接着，对本发明的第二实施方式所涉及的位置检测装置1进行说 明。在本实施方式所涉及的位置检测装置1中，第一及第二偏置磁场 BA、BB与第一实施方式的第二实施例不同。在本实施方式中，第一 偏置磁场BA的方向和第二偏置磁场BB的方向为非平行。

图25是与图11相同的说明图，表示本实施方式的第一～第四磁 场成分MF1、MF2、MF3、MF4。本实施方式的第一～第四磁场成分 MF1、MF2、MF3、MF4与第一实施方式的第二实施例相同。

如图25所示，在本实施方式中，第一偏置磁场BA包含－X方向 的成分和－Y方向的成分。第一偏置磁场BA的－X方向的成分的强度 的绝对值与第一实施方式的第二实施例的第一偏置磁场BA的强度的 绝对值相等。

另外，在本实施方式中，第二偏置磁场BB包含X方向的成分和 Y方向的成分。第二偏置磁场BB的X方向的成分的强度的绝对值与 第一实施方式的第二实施例的第二偏置磁场BB的强度的绝对值相等。

第二偏置磁场BB的Y方向的成分的强度的绝对值与第一偏置磁 场BA的－Y方向的成分的强度的绝对值相等。

在本实施方式中，考虑偏置磁场BA、BB，以方向PP1与对象位 置为该可动范围的中间的位置时的第一对象磁场MFA的方向一致、且 方向PP3与对象位置为该可动范围的中间的位置时的第二对象磁场 MFB的方向一致的方式设定第一及第二磁传感器20A、20B的磁化固 定层的磁化的方向。

本实施方式所涉及的位置检测装置1的其它结构与第一实施方式 的第二实施例相同。

本实施方式的第一及第二对象角度θA、θB的可变范围θRA、θRB 分别与第一实施方式的第一实施例的可变范围eRA、θRB(参照图12) 相同或大致相同。

图26是与图13相同的特性图，表示本实施方式的、没有噪声磁 场时的对象位置和修正后检测信号的关系。

图27是与图14相同的特性图，表示本实施方式的、存在噪声磁 场时的对象位置和修正后检测信号的关系。噪声磁场与第一实施方式 的第一实施例相同。

图28是与图15相同的特性图，表示本实施方式的对象位置和噪 声起因误差的关系。

在本实施方式中，自图26及图27可知，无论没有噪声时还是存 在噪声时，修正后位置检测信号CS的直线性均高。另外，如图28所 示，噪声起因误差相较于与对象位置的可动范围对应的修正后位置检 测信号CS的可变范围的大小非常小。因此，根据本实施方式所涉及的 位置检测装置1，可知可获得与第一实施方式所涉及的位置检测装置1 相同的效果。

另外，将图13和图26进行比较而可知，在本实施方式中，与第 一实施方式的第一实施例相比，修正后位置检测信号CS的变化相对于 对象位置的变化的梯度最大。该梯度与位置检测装置1的灵敏度相对 应。该梯度根据第一偏置磁场BA的－Y方向的成分的强度的绝对值和 第二偏置磁场BB的Y方向的成分的强度的绝对值而变化。因此，根 据本实施方式，通过改变这些绝对值，能够调整位置检测装置1的灵 敏度。

此外，在本实施方式中，第一偏置磁场BA也可以包含Y方向的 成分而代替包含－Y方向的成分，第二偏置磁场BB也可以包含－Y方 向的成分而代替包含Y方向的成分。

另外，在本实施方式中，第一磁场成分MF1的强度的绝对值和第 三磁场成分MF3的强度的绝对值也可以互不相同。该情况下，也可以 使第一偏置磁场BA和第二偏置磁场BB各自的与Y方向平行的方向 的成分的强度不同，第一磁场成分MF1和第一偏置磁场BA的与Y方向平行的方向的成分的合成磁场、第三磁场成分MF3和第二偏置磁场 BB的与Y方向平行的方向的成分的合成磁场在彼此相反方向上绝对 值相等。

本实施方式的其它结构、作用及效果与第一实施方式相同。

此外，本发明不限于上述各实施方式，可以进行各种变更。例如， 只要满足本发明的要件，则第一～第四磁场产生部的形状及配置和磁 传感器20A、20B的配置不限于各实施方式所示的例子，是任意的。

另外，只要满足本发明的要件，则第一～第四磁场成分的方向是 任意的。

另外，磁传感器20A、20B各自的结构不限于具有惠斯通电桥电 路和差分检测器的结构。例如，磁传感器20A、20B的各个也可以为 包含电源端口V、接地端口G、第一输出端口E1、第一电阻部R1及 第二电阻部R2，但不包含第二输出端口E2、第三电阻部R3、第四电 阻部R4及差分检测器22的结构。该情况下，第一及第二检测信号S1、 S2分别是依赖于第一输出端口E1的电位的信号。

另外，本发明的位置检测装置不限于透镜，可以用于检测沿规定 的方向移动的对象物的位置。

基于以上的说明，可知能够实施本发明的各种方式及变形例。因 此，在本发明的等同的范围内，即使是上述最优选的实施方式以外的 方式，也能够实施本发明。

Claims (10)

1.一种位置检测装置，其特征在于，

是用于检测在规定的可动范围内变化的检测对象位置的位置检测装置，

具备：

第一位置检测器；

第二位置检测器；以及

生成与所述检测对象位置对应的位置检测信号的信号生成器，

所述第一位置检测器具备产生第一磁场的第一磁场产生部、产生第二磁场的第二磁场产生部、以及第一磁传感器，

所述第二位置检测器具备产生第三磁场的第三磁场产生部、产生第四磁场的第四磁场产生部、以及第二磁传感器，

所述第一磁传感器在第一基准平面内的第一检测位置上检测作为与所述第一基准平面平行的磁场成分的第一检测对象磁场，生成大小与所述第一检测对象磁场的方向相对应地发生变化的第一检测信号，

所述第二磁传感器在第二基准平面内的第二检测位置上检测作为与所述第二基准平面平行的磁场成分的第二检测对象磁场，生成大小与所述第二检测对象磁场的方向相对应地发生变化的第二检测信号，

所述信号生成器将所述第一检测信号和所述第二检测信号之和设为所述位置检测信号，

所述第二磁场产生部相对于所述第一磁场产生部的相对的位置、和所述第四磁场产生部相对于所述第三磁场产生部的相对的位置与所述检测对象位置的变化相对应地发生变化，

在将所述第一检测位置上的、与所述第一基准平面平行的所述第一磁场的成分设为第一磁场成分，将所述第一检测位置上的、与所述第一基准平面平行的所述第二磁场的成分设为第二磁场成分时，在所述检测对象位置发生变化的情况下，所述第一磁场成分的强度及方向和所述第二磁场成分的方向没有发生变化，而所述第二磁场成分的强度发生变化，

在将所述第二检测位置上的、与所述第二基准平面平行的所述第三磁场的成分设为第三磁场成分，将所述第二检测位置上的、与所述第二基准平面平行的所述第四磁场的成分设为第四磁场成分时，在所述检测对象位置发生变化的情况下，所述第三磁场成分的强度及方向和所述第四磁场成分的方向没有发生变化，而所述第四磁场成分的强度发生变化，

所述第三磁场成分的方向是与所述第一磁场成分的方向相反方向，

所述第四磁场成分的方向是与所述第二磁场成分的方向相反方向，

在将所述第一检测对象磁场的方向变化了360°时的所述第一检测信号的最大值和最小值的平均值设为第一基准值，将所述第二检测对象磁场的方向变化了360°时的所述第二检测信号的最大值和最小值的平均值设为第二基准值时，与所述检测对象位置的规定的可动范围对应的所述第一检测信号的可变范围包含所述第一基准值，与所述检测对象位置的规定的可动范围对应的所述第二检测信号的可变范围包含所述第二基准值。

2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

所述第一磁传感器和所述第二磁传感器分别包含至少一个磁阻效应元件，

所述至少一个磁阻效应元件包含具有方向被固定了的磁化的磁化固定层和具有方向能够根据所述第一或第二检测对象磁场的方向而变化的磁化的自由层，

所述第一基准平面是包含所述第一磁传感器中的所述磁化固定层的磁化的方向及所述第一检测对象磁场的方向的平面，

所述第一检测信号为所述第一基准值时的所述第一检测对象磁场的方向为与和所述第一磁传感器中的所述磁化固定层的磁化的方向正交的两个方向中的一方相同的方向，

所述第二基准平面为包含所述第二磁传感器中的所述磁化固定层的磁化的方向及所述第二检测对象磁场的方向的平面，

所述第二检测信号为所述第二基准值时的所述第二检测对象磁场的方向为与和所述第二磁传感器中的所述磁化固定层的磁化的方向正交的两个方向中的一方相同的方向。

3.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

与所述第一检测信号的可变范围的中间对应的所述第一检测信号的值与所述第一基准值相等，与所述第二检测信号的可变范围的中间对应的所述第二检测信号的值与所述第二基准值相等。

4.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

所述第一位置检测器和所述第二位置检测器的至少一方还具备产生相对于所述第一磁传感器或所述第二磁传感器施加的偏置磁场的偏置磁场产生部，

通过对所述第一磁传感器和所述第二磁传感器的至少一方施加所述偏置磁场，所述第一检测信号的可变范围包含所述第一基准值，所述第二检测信号的可变范围包含所述第二基准值。

5.根据权利要求4所述的位置检测装置，其特征在于，

与相同的检测对象位置对应的所述第二磁场成分的强度的绝对值和所述第四磁场成分的强度的绝对值互不相同。

6.根据权利要求4所述的位置检测装置，其特征在于，

所述第一位置检测器具备产生相对于所述第一磁传感器施加的第一偏置磁场的第一偏置磁场产生部来作为所述偏置磁场产生部，所述第二位置检测器具备产生相对于所述第二磁传感器施加的第二偏置磁场的第二偏置磁场产生部来作为所述偏置磁场产生部。

7.根据权利要求6所述的位置检测装置，其特征在于，

所述第一偏置磁场的方向和所述第二偏置磁场的方向为非平行。

8.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

所述第一磁场产生部具有配置于互不相同的位置的第一磁铁和第二磁铁，

所述第一磁场是将所述第一磁铁和所述第二磁铁分别产生的两个磁场合成的磁场，

所述第三磁场产生部具有配置于互不相同的位置的第三磁铁和第四磁铁，

所述第三磁场是将所述第三磁铁和所述第四磁铁分别产生的两个磁场合成的磁场。

9.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

还具备：第一保持部件，其保持所述第一磁场产生部及所述第三磁场产生部；以及第二保持部件，其相对于所述第一保持部件沿一方向能够位置变更地设置，保持所述第二磁场产生部及所述第四磁场产生部。

10.根据权利要求9所述的位置检测装置，其特征在于，

所述第二保持部件保持透镜，且相对于所述第一保持部件沿所述透镜的光轴方向能够位置变更地设置。

Images