JP7452562B2 - 磁気センサ、磁気式エンコーダ、レンズ位置検出装置および測距装置ならびに磁気センサの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気センサ、磁気式エンコーダ、レンズ位置検出装置および測距装置、ならびに磁気センサの製造方法に関する。

磁気センサを用いた磁気式エンコーダは、所定の方向に位置が変化する可動物体の位置を検出するために用いられている。所定の方向は、直線的な方向または回転方向である。可動物体の位置を検出するために用いられる磁気式エンコーダは、可動物体の位置の変化に対応して、所定の範囲内で、磁気センサに対する磁気スケール等の磁界発生器の相対位置が変化するように構成されている。

磁気センサに対する磁界発生器の相対位置が変化すると、磁界発生器によって発生されて磁気センサに印加される対象磁界の一方向の成分の強度が変化する。磁気センサは、例えば、対象磁界の一方向の成分の強度を検出して、この一方向の成分の強度に対応し且つ互いに位相の異なる２つの検出信号を生成する。磁気式エンコーダは、２つの検出信号に基づいて、磁気センサに対する磁界発生器の相対位置と対応関係を有する検出値を生成する。

磁気式エンコーダ用の磁気センサとしては、複数の磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサが用いられている。例えば、特許文献１，２には、磁気抵抗効果素子として、磁石および磁気センサの相対移動方向とこの相対移動方向に直交する方向に、複数のＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子を配置した磁気センサが開示されている。

特に、特許文献２に開示された磁気センサでは、複数のＧＭＲ素子によってＡ相のブリッジ回路とＢ相のブリッジ回路を構成している。また、この磁気センサでは、磁石のＮ極とＳ極との中心間距離（ピッチ）をλとしたときに、複数のＧＭＲ素子を、相対移動方向にλ、λ／２またはλ／４の中心間距離で配置している。Ａ相のブリッジ回路とＢ相のブリッジ回路からは、位相がλ／２分だけずれた出力波形が得られる。

国際公開第２００９／０３１５５８号 国際公開第２００９／１１９４７１号

ここで、可動物体の駆動装置として、ボイスコイルモータを用いる場合について考える。ボイスコイルモータは、磁石とコイルとによって構成されている。可動物体の位置を検出するために磁気式エンコーダを用いる場合、磁気センサには、磁界発生器から発生される、位置検出用の磁界である対象磁界に加えて、ボイスコイルモータの磁石から発生される漂遊磁界（Ｓｔｒａｙ Ｆｉｅｌｄ）が印加される。本願の発明者による研究の過程で、磁気式エンコーダの誤差は、対象磁界の磁界成分の方向と同じ方向の漂遊磁界の成分の強度に依存することが分かった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、漂遊磁界に起因する誤差を低減できるようにした磁気センサ、ならびにそれぞれこの磁気センサを用いた磁気式エンコーダ、レンズ位置検出装置および測距装置を提供することにある。

本発明の磁気センサは、第１の方向の磁界成分を含む対象磁界を検出するように構成された磁気センサである。本発明の磁気センサは、それぞれ磁界成分の強度の変化に応じて抵抗値が変化するように構成された第１の抵抗体、第２の抵抗体、第３の抵抗体および第４の抵抗体と、電源ポートと、グランドポートと、第１の出力ポートとを備えている。第１の抵抗体と第２の抵抗体は、電源ポートと第１の出力ポートとを接続する第１の経路に、電源ポート側からこの順に設けられている。第３の抵抗体と第４の抵抗体は、グランドポートと第１の出力ポートとを接続する第２の経路に、グランドポート側からこの順に設けられている。

第１の方向における第１の抵抗体内の第１の位置と第２の抵抗体内の第２の位置との間隔は、所定のピッチの１／２の奇数倍と等しい。第１の方向における第３の抵抗体内の第３の位置と第４の抵抗体内の第４の位置との間隔は、所定のピッチの１／２の奇数倍と等しい。第１の方向における第１の位置と第３の位置との間隔は、ゼロまたは所定のピッチの整数倍と等しい。所定のピッチは、磁界成分の強度が第１の方向に沿って所定の周期で周期的に変化すると想定したときに、磁界成分の強度の変化の１周期分に相当する長さである。

本発明の磁気センサは、更に、複数の磁気抵抗効果素子を備えている。複数の磁気抵抗効果素子の各々は、磁化固定層と、自由層と、磁化固定層と自由層の間に配置されたギャップ層とを含んでいる。磁化固定層は、方向が固定された第１の磁化を有している。自由層は、第１の方向および第１の方向に直交する第２の方向の両方に平行な平面内において変化可能な第２の磁化を有している。磁化固定層、自由層およびギャップ層は、第１の方向および第２の方向に直交する第３の方向に積層されている。第１ないし第４の抵抗体は、複数の磁気抵抗効果素子を用いて構成されている。

第１および第４の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第１の方向に平行な一方向である第１の磁化方向の成分を含んでいる。第２および第３の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第１の磁化方向とは反対の第２の磁化方向の成分を含んでいる。

本発明の磁気センサにおいて、第１の位置は、第３の方向に平行な一方向から見たときの第１の抵抗体の重心であってもよい。第２の位置は、第３の方向に平行な一方向から見たときの第２の抵抗体の重心であってもよい。第３の位置は、第３の方向に平行な一方向から見たときの第３の抵抗体の重心であってもよい。第４の位置は、第３の方向に平行な一方向から見たときの第４の抵抗体の重心であってもよい。

また、本発明の磁気センサにおいて、第１の抵抗体と第３の抵抗体は、第２の方向において隣接してもよい。第２の抵抗体と第４の抵抗体は、第２の方向において隣接してもよい。

また、本発明の磁気センサは、更に、それぞれ磁界成分の強度の変化に応じて抵抗値が変化するように構成された第５の抵抗体、第６の抵抗体、第７の抵抗体および第８の抵抗体と、第２の出力ポートとを備えていてもよい。第５の抵抗体と第６の抵抗体は、グランドポートと第２の出力ポートとを接続する第３の経路に、グランドポート側からこの順に設けられていてもよい。第７の抵抗体と第８の抵抗体は、電源ポートと第２の出力ポートとを接続する第４の経路に、電源ポート側からこの順に設けられていてもよい。

第１の方向における第５の抵抗体内の第５の位置と第６の抵抗体内の第６の位置との間隔は、所定のピッチの１／２の奇数倍と等しくてもよい。第１の方向における第７の抵抗体内の第７の位置と第８の抵抗体内の第８の位置との間隔は、所定のピッチの１／２の奇数倍と等しくてもよい。第１の方向における第５の位置と第７の位置との間隔は、ゼロまたは所定のピッチの整数倍と等しくてもよい。ｎを１以上の整数としたときに、第１の方向における第１の位置と第５の位置との間隔は、所定のピッチの（４ｎ－３）／４と等しくてもよい。

第５ないし第８の抵抗体は、複数の磁気抵抗効果素子を用いて構成されてもよい。第５および第８の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第２の磁化方向の成分を含んでいてもよい。第６および第７の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第１の磁化方向の成分を含んでいてもよい。

本発明の磁気センサが第５ないし第８の抵抗体を備えている場合、第５の位置は、第３の方向に平行な一方向から見たときの第５の抵抗体の重心であってもよい。第６の位置は、第３の方向に平行な一方向から見たときの第６の抵抗体の重心であってもよい。第７の位置は、第３の方向に平行な一方向から見たときの第７の抵抗体の重心であってもよい。第８の位置は、第３の方向に平行な一方向から見たときの第８の抵抗体の重心であってもよい。

また、本発明の磁気センサが第５ないし第８の抵抗体を備えている場合、第５の抵抗体と第７の抵抗体は、第２の方向において隣接してもよい。第６の抵抗体と第８の抵抗体は、第２の方向において隣接してもよい。

また、本発明の磁気センサが第５ないし第８の抵抗体を備えている場合、第１の抵抗体は、第７の抵抗体とは隣接するが、第８の抵抗体とは隣接しなくてもよい。第８の抵抗体は、第２の抵抗体とは隣接するが、第１の抵抗体とは隣接しなくてもよい。この場合、第３の抵抗体は、第７の抵抗体との間に第１の抵抗体を挟む位置に配置されていてもよい。また、第４の抵抗体は、第８の抵抗体との間に第２の抵抗体を挟む位置に配置されていてもよい。また、第５の抵抗体は、第１の抵抗体との間に第７の抵抗体を挟む位置に配置されていてもよい。また、第６の抵抗体は、第２の抵抗体との間に第８の抵抗体を挟む位置に配置されていてもよい。

また、本発明の磁気センサにおいて、複数の磁気抵抗効果素子の各々は、第１の方向および第３の方向と交差する方向のバイアス磁界が自由層に印加されるように構成されていてもよい。

また、本発明の磁気センサにおいて、ギャップ層は、トンネルバリア層であってもよい。

本発明の磁気式エンコーダは、本発明の磁気センサと、対象磁界を発生する磁界発生器とを備えている。磁気センサと磁界発生器は、磁気センサと磁界発生器の少なくとも一方が動作すると、基準位置における磁界成分の強度が変化するように構成されている。

本発明のレンズ位置検出装置は、位置が変化可能なレンズの位置を検出するためのものである。本発明のレンズ位置検出装置は、本発明の磁気センサと、対象磁界を発生する磁界発生器とを備えている。レンズは、第１の方向に移動可能に構成されている。磁気センサと磁界発生器は、レンズの位置が変化すると、磁界成分の強度が変化するように構成されている。

本発明のレンズ位置検出装置において、磁界発生器は、複数組のＮ極とＳ極が第１の方向に交互に配列された磁気スケールであってもよい。

本発明の測距装置は、照射した光を検出することによって対象物までの距離を測定するものである。本発明の測距装置は、光の進行方向を変化させると共に回転するように構成された光学素子と、本発明の磁気センサと、対象磁界を発生する磁界発生器とを備えている。磁界発生器は、光学素子と連動して回転軸を中心として回転するように構成されている。基準位置における磁界成分の強度は、磁界発生器の回転に伴って変化する。

本発明の測距装置において、磁界発生器は、複数組のＮ極とＳ極が回転軸の周りに交互に配列された磁気スケールであってもよい。この場合、磁界発生器は、回転軸に平行な一方向の端に位置する端面を有していてもよい。複数組のＮ極とＳ極は、端面に設けられていてもよい。磁気センサは、端面に対向するように配置されていてもよい。あるいは、磁界発生器は、回転軸から離れる方向に向いた外周面を有していてもよい。複数組のＮ極とＳ極は、外周面に設けられていてもよい。磁気センサは、外周面に対向するように配置されていてもよい。

本発明の磁気センサの製造方法は、複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程を含んでいる。複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程は、それぞれ、後に磁化固定層となる初期磁化固定層と、自由層と、ギャップ層とを含む複数の初期磁気抵抗効果素子を形成する工程と、レーザ光と外部磁界とを用いて初期磁化固定層の第１の磁化の方向を固定する工程とを含んでいる。

本発明の磁気センサ、磁気式エンコーダ、レンズ位置検出装置および測距装置では、第１ないし第４の抵抗体は、前述のように、回路構成上の配置に関する要件と、物理的な配置に関する要件と、磁化固定層の磁化に関する要件を満たしている。これにより、本発明によれば、漂遊磁界に起因する誤差を低減することができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施の形態に係る磁気式エンコーダを示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る磁気式エンコーダを示す正面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサを示す平面図である。 本発明の第１の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。 本発明の第１の実施の形態における第１ないし第８の抵抗体の配置を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施の形態における第１の抵抗体を示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態における磁気抵抗効果素子の第１の例を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態における磁気抵抗効果素子の第２の例を示す斜視図である。 比較例の磁気センサを示す平面図である。 比較例の磁気センサの構成を示す回路図である。 第１のシミュレーションによって求めた比較例のモデルのＶｐｐと誤差を示す特性図である。 第１のシミュレーションによって求めた実施例のモデルのＶｐｐと誤差を示す特性図である。 第２のシミュレーションによって求めた比較例のモデルのＶｐｐと誤差を示す特性図である。 第２のシミュレーションによって求めた実施例のモデルのＶｐｐと誤差を示す特性図である。 本発明の第２の実施の形態に係る位置検出装置を含むレンズモジュールを示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る位置検出装置を示す斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係る測距装置を示す斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係る測距装置の磁界発生器の第１の例を示す斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係る測距装置の磁界発生器の第１の例を示す平面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る測距装置の磁界発生器の第２の例を示す斜視図である。 本発明の第４の実施の形態に係る磁気センサを示す平面図である。 本発明の第４の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。

［第１の実施の形態］
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。

磁界発生器３は、位置検出用の磁界であって、磁気センサ２が検出すべき磁界（検出対象磁界）である対象磁界ＭＦを発生する。対象磁界ＭＦは、仮想の直線に平行な方向の磁界成分を含んでいる。磁気センサ２と磁界発生器３は、磁気センサ２と磁界発生器３の少なくとも一方が動作すると、基準位置における磁界成分の強度が変化するように構成されている。基準位置は、磁気センサ２が配置された位置であってもよい。磁気センサ２は、上記の磁界成分を含む対象磁界ＭＦを検出して、磁界成分の強度に対応する少なくとも１つの検出信号を生成する。

磁気センサ２と磁界発生器３の動作の態様としては、磁気センサ２と磁界発生器３の少なくとも一方が移動する第１の態様と、磁気センサ２と磁界発生器３の少なくとも一方が回転する第２の態様がある。第１の態様では、磁気センサ２に対する磁界発生器３の相対的な位置が変化するが、第２の態様では、磁気センサ２に対する磁界発生器３の相対的な位置は変化しなくてもよい。

磁界発生器３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ってもよい。磁気スケールは、磁気テープ等の磁気媒体に対して複数組のＮ極とＳ極を交互に着磁したものであってもよいし、複数の磁石を上記の所定の方向に沿って配置したものであってもよい。所定の方向は、直線的な方向であってもよいし、回転方向であってもよい。所定の方向が直線的な方向である場合、磁気センサ２または磁界発生器３は、直線的な方向に沿った所定の範囲内において移動可能であってもよい。所定の方向が回転方向である場合、磁気センサ２または磁界発生器３は、回転方向に沿った所定の範囲内において回転可能であってもよい。

本実施の形態では、磁界発生器３は、直線的な方向に複数組のＮ極とＳ極を着磁したリニアスケールである。磁気センサ２または磁界発生器３は、磁界発生器３の長手方向に沿って移動可能である。図２に示したように、磁界発生器３の長手方向に隣接する２つのＮ極の間隔、すなわち１つのＳ極を介して隣接する２つのＮ極の間隔を磁極間隔と言い、磁極間隔の大きさを記号Ｌｐで表す。

ここで、図１および図２に示したように、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向を定義する。本実施の形態では、磁界発生器３の長手方向に平行な一方向をＸ方向とする。また、Ｘ方向に垂直な２方向であって、互いに直交する２つの方向をＹ方向とＺ方向とする。図２では、Ｙ方向を図２における手前から奥に向かう方向として表している。また、Ｘ方向とは反対の方向を－Ｘ方向とし、Ｙ方向とは反対の方向を－Ｙ方向とし、Ｚ方向とは反対の方向を－Ｚ方向とする。

磁気センサ２は、磁界発生器３に対してＺ方向に離れた位置に配置されている。磁気センサ２は、対象磁界ＭＦのＸ方向に平行な方向の磁界成分ＭＦｘの強度を検出することができるように構成されている。磁界成分ＭＦｘの強度は、例えば、磁界成分ＭＦｘの方向がＸ方向のときに正の値で表され、磁界成分ＭＦｘの方向が－Ｘ方向のときに負の値で表される。磁気センサ２または磁界発生器３がＸ方向に平行な方向に沿って移動すると、磁界成分ＭＦｘの強度は、周期的に変化する。Ｘ方向に平行な方向は、本発明における「第１の方向」に対応する。

次に、図３および図４を参照して、磁気センサ２について詳しく説明する。図３は、磁気センサ２を示す平面図である。図４は、磁気センサ２の構成を示す回路図である。図４に示したように、磁気式エンコーダ１は、更に、検出値生成回路４を備えている。検出値生成回路４は、磁気センサ２が生成する、磁界成分ＭＦｘの強度に対応する少なくとも１つの検出信号に基づいて、磁気センサ２または磁界発生器３の位置と対応関係を有する検出値Ｖｓを生成する。検出値生成回路４は、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはマイクロコンピュータによって実現することができる。

磁気センサ２は、それぞれ磁界成分ＭＦｘ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の抵抗体Ｒ１１、第２の抵抗体Ｒ１２、第３の抵抗体Ｒ１３、第４の抵抗体Ｒ１４、第５の抵抗体Ｒ２１、第６の抵抗体Ｒ２２、第７の抵抗体Ｒ２３および第８の抵抗体Ｒ２４を備えている。また、磁気センサ２は、複数の磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と記す。）５０を備えている。第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々は、複数のＭＲ素子５０を用いて構成されている。

磁気センサ２は、更に、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。グランドポートＧ１はグランドに接続される。第１および第２の出力ポートＥ１，Ｅ２は、検出値生成回路４に接続されている。磁気センサ２は、定電圧駆動であってもよいし、定電流駆動であってもよい。磁気センサ２が定電圧駆動である場合、電源ポートＶ１には、所定の大きさの電圧が印加される。磁気センサ２が定電流駆動である場合、電源ポートＶ１には、所定の大きさの電流が供給される。

磁気センサ２は、第１の出力ポートＥ１の電位と対応関係を有する信号を、第１の検出信号Ｓ１として生成し、第２の出力ポートＥ２の電位と対応関係を有する信号を、第２の検出信号Ｓ２として生成する。検出値生成回路４は、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、検出値Ｖｓを生成する。なお、磁気センサ２および検出値生成回路４の少なくとも一方は、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の各々の振幅、位相およびオフセットを補正することができるように構成されていてもよい。

第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４は、回路構成上の配置に関する以下の要件を満たしている。第１の抵抗体Ｒ１１と第２の抵抗体Ｒ１２は、電源ポートＶ１と第１の出力ポートＥ１とを接続する第１の経路５に、電源ポートＶ１側からこの順に設けられている。第３の抵抗体Ｒ１３と第４の抵抗体Ｒ１４は、グランドポートＧ１と第１の出力ポートＥ１とを接続する第２の経路６に、グランドポートＧ１側からこの順に設けられている。第５の抵抗体Ｒ２１と第６の抵抗体Ｒ２２は、グランドポートＧ１と第２の出力ポートＥ２とを接続する第３の経路７に、グランドポートＧ１側からこの順に設けられている。第７の抵抗体Ｒ２３と第８の抵抗体Ｒ２４は、電源ポートＶ１と第２の出力ポートＥ２とを接続する第４の経路８に、電源ポートＶ１側からこの順に設けられている。

図３に示したように、磁気センサ２は、更に、基板１０と、この基板１０の上に配置された電源端子１１、グランド端子１２、第１の出力端子１３および第２の出力端子１４とを備えている。電源端子１１は、電源ポートＶ１を構成する。グランド端子１２は、グランドポートＧ１を構成する。第１および第２の出力端子１３，１４は、それぞれ第１および第２の出力ポートＥ１，Ｅ２を構成する。

次に、図５を参照して、第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の配置について説明する。図５は、第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の配置を説明するための説明図である。ここで、所定のピッチλを以下のように定義する。ピッチλは、磁界成分ＭＦｘの強度がＸ方向に平行な方向に沿って所定の周期で周期的に変化すると想定したときに、磁界成分ＭＦｘの強度の変化の１周期分に相当する長さである。

ピッチλは、複数組のＮ極とＳ極を含む特定の磁界発生器を用いたときに、１つのＳ極を介して隣接する２つのＮ極の間隔と実質的に等しくなる。特定の磁界発生器は、図２に示した磁界発生器３であってもよい。この場合、ピッチλは、図２に示した磁極間隔Ｌｐと等しくなる。あるいは、特定の磁界発生器は、磁極間隔が磁界発生器３の磁極間隔Ｌｐとは異なる磁界発生器であってもよい。この場合、ピッチλは、磁極間隔Ｌｐとは異なる大きさになる。以下、特定の磁界発生器が磁界発生器３である場合、すなわちピッチλが磁極間隔Ｌｐと等しくなる場合を例にとって説明する。

図５において、符号Ｃ１１は、第１の抵抗体Ｒ１１内の第１の位置を示し、符号Ｃ１２は、第２の抵抗体Ｒ１２内の第２の位置を示し、符号Ｃ１３は、第３の抵抗体Ｒ１３内の第３の位置を示し、符号Ｃ１４は、第４の抵抗体Ｒ１４内の第４の位置を示している。第１ないし第４の位置Ｃ１１～Ｃ１４は、それぞれ第１ないし第４の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４の物理的な位置を特定するための位置である。本実施の形態では特に、第１の位置Ｃ１１は、Ｚ方向から見たときの第１の抵抗体Ｒ１１の重心であり、第２の位置Ｃ１２は、Ｚ方向から見たときの第２の抵抗体Ｒ１２の重心であり、第３の位置Ｃ１３は、Ｚ方向から見たときの第３の抵抗体Ｒ１３の重心であり、第４の位置Ｃ１４は、Ｚ方向から見たときの第４の抵抗体Ｒ１４の重心である。

また、図５において、符号Ｃ２１は、第５の抵抗体Ｒ２１内の第５の位置を示し、符号Ｃ２２は、第６の抵抗体Ｒ２２内の第６の位置を示し、符号Ｃ２３は、第７の抵抗体Ｒ２３内の第７の位置を示し、符号Ｃ２４は、第８の抵抗体Ｒ２４内の第８の位置を示している。第５ないし第８の位置Ｃ２１～Ｃ２４は、それぞれ第５ないし第８の抵抗体Ｒ２１～Ｒ２４の物理的な位置を特定するための位置である。本実施の形態では特に、第５の位置Ｃ２１は、Ｚ方向から見たときの第５の抵抗体Ｒ２１の重心であり、第６の位置Ｃ２２は、Ｚ方向から見たときの第６の抵抗体Ｒ２２の重心であり、第７の位置Ｃ２３は、Ｚ方向から見たときの第７の抵抗体Ｒ２３の重心であり、第８の位置Ｃ２４は、Ｚ方向から見たときの第８の抵抗体Ｒ２４の重心である。

第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４は、物理的な配置に関する以下の要件を満たしている。Ｘ方向に平行な方向における第１の位置Ｃ１１と第２の位置Ｃ１２との間隔は、ピッチλの１／２の奇数倍と等しい。Ｘ方向に平行な方向における第３の位置Ｃ１３と第４の位置Ｃ１４との間隔は、ピッチλの１／２の奇数倍と等しい。Ｘ方向に平行な方向における第１の位置Ｃ１１と第３の位置Ｃ１３との間隔は、ゼロまたはピッチλの整数倍と等しい。

Ｘ方向に平行な方向における第５の位置Ｃ２１と第６の位置Ｃ２２との間隔は、ピッチλの１／２の奇数倍と等しい。Ｘ方向に平行な方向における第７の位置Ｃ２３と第８の位置Ｃ２４との間隔は、ピッチλの１／２の奇数倍と等しい。Ｘ方向に平行な方向における第５の位置Ｃ２１と第７の位置Ｃ２３との間隔は、ゼロまたはピッチλの整数倍と等しい。Ｘ方向に平行な方向における第１の位置Ｃ１１と第５の位置Ｃ２１との間隔は、ピッチλの（４ｎ－３）／４と等しい。なお、ｎは１以上の整数である。

本実施の形態では、第２の位置Ｃ１２は、第１の位置Ｃ１１に対して、Ｘ方向にλ／２だけ離れた位置であり、第４の位置Ｃ１４は、第３の位置Ｃ１３に対して、Ｘ方向にλ／２だけ離れた位置である。また、Ｘ方向に平行な方向における第１の位置Ｃ１１と第３の位置Ｃ１３との間隔はゼロである。すなわち、Ｘ方向に平行な方向における第３の位置Ｃ１３は、同方向における第１の位置Ｃ１１と同じである。第３の位置Ｃ１３は、第１の位置Ｃ１１に対して－Ｙ方向の先にある。また、Ｘ方向に平行な方向における第４の位置Ｃ１４は、同方向における第２の位置Ｃ１２と同じである。第４の位置Ｃ１４は、第２の位置Ｃ１２に対して－Ｙ方向の先にある。

第５ないし第８の抵抗体Ｒ２１～Ｒ２４は、第１ないし第４の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４に対して、Ｙ方向の先に配置されている。第５ないし第８の抵抗体Ｒ２１～Ｒ２４の物理的な配置は、第１ないし第４の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４の物理的な配置と同様である。第１ないし第４の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４の物理的な配置の説明中の第１ないし第４の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４および第１ないし第４の位置Ｃ１１～Ｃ１４を、それぞれ第５ないし第８の抵抗体Ｒ２１～Ｒ２４および第５ないし第８の位置Ｃ２１～Ｃ２４に置き換えれば、第５ないし第８の抵抗体Ｒ２１～Ｒ２４の物理的な配置の説明になる。

また、本実施の形態では、第５の位置Ｃ２１（第７の位置Ｃ２３）は、第１の位置Ｃ１１（第３の位置Ｃ１３）に対して、λ／４だけＸ方向の先にある。第６の位置Ｃ２２（第８の位置Ｃ２４）は、第２の位置Ｃ１２（第４の位置Ｃ１４）に対して、λ／４だけＸ方向の先にある。

第１の抵抗体Ｒ１１は、第７の抵抗体Ｒ２３とは隣接するが、第８の抵抗体Ｒ２４とは隣接しない。第８の抵抗体Ｒ２４は、第２の抵抗体Ｒ１２とは隣接するが、第１の抵抗体Ｒ１１とは隣接しない。

第３の抵抗体Ｒ１３は、第７の抵抗体Ｒ２３との間に第１の抵抗体Ｒ１１を挟む位置に配置されている。第４の抵抗体Ｒ１４は、第８の抵抗体Ｒ２４との間に第２の抵抗体Ｒ１２を挟む位置に配置されている。第５の抵抗体Ｒ２１は、第１の抵抗体Ｒ１１との間に第７の抵抗体Ｒ２３を挟む位置に配置されている。第６の抵抗体Ｒ２２は、第２の抵抗体Ｒ１２との間に第８の抵抗体Ｒ２４を挟む位置に配置されている。

次に、第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の構成について説明する。第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の各々は、理想的な正弦曲線（サイン（Sine）波形とコサイン（Cosine）波形を含む）を描くように所定の信号周期で周期的に変化する理想成分を含んでいる。本実施の形態では、第１の検出信号Ｓ１の理想成分の位相と第２の検出信号Ｓ２の理想成分の位相が、互いに異なるように、第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４が構成されている。図２に示した磁極間隔Ｌｐおよび図５に示したピッチλは、理想成分における１周期すなわち電気角の３６０°に相当する。

また、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の各々は、理想成分の他に、それぞれ理想成分の高次の高調波に相当する複数の高調波成分を含んでいる。本実施の形態では、複数の高調波成分が低減されるように、第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４が構成されている。

以下、第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の構成について具体的に説明する。始めに、ＭＲ素子５０の構成について説明する。本実施の形態では、ＭＲ素子５０は、スピンバルブ型のＭＲ素子である。このスピンバルブ型のＭＲ素子は、磁化固定層と、自由層と、磁化固定層と自由層の間に配置されたギャップ層とを含んでいる。磁化固定層は、方向が固定された第１の磁化を有している。自由層は、Ｘ方向に平行な方向およびＹ方向に平行な方向の両方に平行な平面内（ＸＹ平面内）において変化可能な第２の磁化を有している。磁化固定層、自由層およびギャップ層は、Ｚ方向に平行な方向に積層されている。Ｙ方向に平行な方向は、本発明における「第２の方向」に対応する。Ｚ方向に平行な方向は、本発明における「第３の方向」に対応する。

スピンバルブ型のＭＲ素子は、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子でもよいし、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子でもよい。本実施の形態では特に、磁気センサ２の寸法を小さくするために、ＭＲ素子５０は、ＴＭＲ素子であることが好ましい。ＴＭＲ素子では、ギャップ層はトンネルバリア層である。ＧＭＲ素子では、ギャップ層は非磁性導電層である。スピンバルブ型のＭＲ素子では、自由層の磁化の方向が磁化固定層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°のときに抵抗値は最小値となり、角度が１８０°のときに抵抗値は最大値となる。

図３および図４において、第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４内に描かれた矢印は、その抵抗体に含まれる複数のＭＲ素子５０の各々の磁化固定層の第１の磁化の方向を表している。

第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４は、磁化固定層の磁化に関する以下の要件を満たしている。第１および第４の抵抗体Ｒ１１，Ｒ１４における磁化固定層の第１の磁化は、前述の第１の方向（Ｘ方向に平行な方向）に平行な一方向である第１の磁化方向の成分を含んでいる。第２および第３の抵抗体Ｒ１２，Ｒ１３における磁化固定層の第１の磁化は、第１の磁化方向とは反対の第２の磁化方向の成分を含んでいる。第５および第８の抵抗体Ｒ２１，Ｒ２４における磁化固定層の第１の磁化は、第２の磁化方向の成分を含んでいる。第６および第７の抵抗体Ｒ２２，Ｒ２３における磁化固定層の第１の磁化は、第１の磁化方向の成分を含んでいる。本実施の形態では特に、第１の磁化方向は－Ｘ方向であり、第２の磁化方向はＸ方向である。

なお、第１の磁化が特定の磁化方向の成分を含んでいる場合、特定の磁化方向の成分は、第１の磁化の主成分であってもよい。あるいは、第１の磁化は、特定の磁化方向に直交する方向の成分を含んでいなくてもよい。本実施の形態では、第１の磁化が特定の磁化方向の成分を含んでいる場合、第１の磁化の方向は、特定の磁化方向またはほぼ特定の磁化方向になる。

複数のＭＲ素子５０の各々の自由層の第２の磁化の方向は、磁界成分ＭＦｘの強度に応じて、ＸＹ平面内で変化する。これにより、第１および第２の出力ポートＥ１，Ｅ２の各々の電位は、磁界成分ＭＦｘの強度に応じて変化する。

次に、第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々における複数のＭＲ素子５０の配置について説明する。ここで、１つ以上のＭＲ素子５０の集合を、素子群という。第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々は、複数の素子群を含んでいる。複数の素子群は、誤差成分が低減されるように、ピッチλに基づいて、所定の間隔を開けて配置されている。なお、以下の説明において、複数の素子群の配置について説明する場合、素子群の所定の位置を基準にして説明するものとする。所定の位置は、例えば、Ｚ方向から見たときの素子群の重心である。

図６は、第１の抵抗体Ｒ１１を示す平面図である。図６に示したように、第１の抵抗体Ｒ１１は、８つの素子群３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８を含んでいる。素子群３１～３８の各々は、４つの区画に区分けされている。各区画には、１つ以上のＭＲ素子５０が配置される。従って、各素子群は、４つ以上のＭＲ素子５０を含んでいる。複数のＭＲ素子５０は、素子群内において直列に接続されていてもよい。この場合、複数の素子群は、直列に接続されていてもよい。あるいは、複数のＭＲ素子５０は、素子群に関わらずに直列に接続されていてもよい。

図６では、理想成分の第３高調波（３次の高調波）に相当する高調波成分と、理想成分の第５高調波（５次の高調波）に相当する高調波成分と、理想成分の第７高調波（７次の高調波）に相当する高調波成分が低減されるように、素子群３１～３８が配置されている。図６に示したように、素子群３１～３４は、Ｘ方向に沿って配置されている。素子群３２は、素子群３１に対して、Ｘ方向にλ／１０だけ離れた位置に配置されている。素子群３３は、素子群３１に対して、Ｘ方向にλ／６だけ離れた位置に配置されている。素子群３４は、素子群３１に対して、Ｘ方向にλ／１０＋λ／６だけ離れた位置（素子群３２に対して、Ｘ方向にλ／６だけ離れた位置）に配置されている。

また、図６に示したように、素子群３５～３８は、素子群３１～３４の－Ｙ方向の先において、Ｘ方向に沿って配置されている。素子群３５は、素子群３１に対して、Ｘ方向にλ／１４だけ離れた位置に配置されている。素子群３６は、素子群３１に対して、Ｘ方向にλ／１４＋λ／１０だけ離れた位置（素子群３２に対して、Ｘ方向にλ／１４だけ離れた位置）に配置されている。素子群３７は、素子群３１に対して、Ｘ方向にλ／１４＋λ／６だけ離れた位置（素子群３３に対して、Ｘ方向にλ／１４だけ離れた位置）に配置されている。素子群３８は、素子群３１に対して、Ｘ方向にλ／１４＋λ／１０＋λ／６だけ離れた位置（素子群３４に対して、Ｘ方向にλ／１４だけ離れた位置）に配置されている。

複数の高調波成分を低減するための複数の素子群の配置は、図６に示した例に限られない。ここで、ｋ，ｍをそれぞれ１以上且つ互いに異なる整数とする。例えば、２ｋ＋１次の高調波に相当する高調波成分を低減する場合、第１の素子群を第２の素子群に対してＸ方向にλ／（４ｋ＋２）だけ離れた位置に配置する。更に、２ｍ＋１次の高調波に相当する誤差成分を低減する場合、第３の素子群を第１の素子群に対してＸ方向にλ／（４ｍ＋２）だけ離れた位置に配置し、第４の素子群を第２の素子群に対してＸ方向にλ／（４ｍ＋２）だけ離れた位置に配置する。このように、複数の高調波に相当する高調波成分を低減する場合、ある１つの高調波に相当する誤差成分を低減するための複数の素子群の各々は、他の高調波に相当する誤差成分を低減するための複数の素子群の各々に対して、Ｘ方向に、ピッチλに基づく所定の間隔だけ離れた位置に配置される。

本実施の形態では、第２ないし第８の抵抗体Ｒ１２～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々における複数の素子群の構成および配置は、第１の抵抗体Ｒ１１における複数の素子群の構成および配置と同じである。すなわち、第２ないし第８の抵抗体Ｒ１２～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々も、図６に示した構成および位置関係の８つの素子群３１～３８を含んでいる。なお、第３の抵抗体Ｒ１３の素子群３１は、Ｘ方向について第１の抵抗体Ｒ１１の素子群３１と同じ位置に配置されている。第４の抵抗体Ｒ１４の素子群３１は、Ｘ方向について第２の抵抗体Ｒ１２の素子群３１と同じ位置に配置されている。第２の抵抗体Ｒ１２の素子群３１は、第１の抵抗体Ｒ１１の素子群３１に対して、Ｘ方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。第４の抵抗体Ｒ１４の素子群３１は、第３の抵抗体Ｒ１３の素子群３１に対して、Ｘ方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。

第７の抵抗体Ｒ２３の素子群３１は、Ｘ方向について第５の抵抗体Ｒ２１の素子群３１と同じ位置に配置されている。第８の抵抗体Ｒ２４の素子群３１は、Ｘ方向について第６の抵抗体Ｒ２２の素子群３１と同じ位置に配置されている。第５の抵抗体Ｒ２１の素子群３１は、第１の抵抗体Ｒ１１の素子群３１に対して、Ｘ方向にλ／４だけ離れた位置に配置されている。第６の抵抗体Ｒ２２の素子群３１は、第５の抵抗体Ｒ２１の素子群３１に対して、Ｘ方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。第８の抵抗体Ｒ２４の素子群３１は、第７の抵抗体Ｒ２３の素子群３１に対して、Ｘ方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。

以上説明した第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の構成により、第１の検出信号Ｓ１の理想成分に対する第２の検出信号Ｓ２の理想成分の位相差が、所定の信号周期（理想成分の信号周期）の１／４の奇数倍になると共に、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の各々の複数の高調波成分が低減される。

なお、第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の位置と、素子群３１～３８の位置は、ＭＲ素子５０の作製の精度等の観点から、上述の位置からわずかにずれていてもよい。

次に、図７および図８を参照して、ＭＲ素子５０の第１および第２の例について説明する。図７は、ＭＲ素子５０の第１の例を示す斜視図である。第１の例では、ＭＲ素子５０は、Ｚ方向にこの順に積層された磁化固定層５１、ギャップ層５２および自由層５３を含む積層膜５０Ａを含んでいる。Ｚ方向から見た積層膜５０Ａの平面形状は、円形であってもよいし、図７に示したように正方形またはほぼ正方形であってもよい。

ＭＲ素子５０の積層膜５０Ａの下面は、図示しない下部電極によって、他のＭＲ素子５０の積層膜５０Ａの下面に電気的に接続され、ＭＲ素子５０の積層膜５０Ａの上面は、図示しない上部電極によって、更に他のＭＲ素子５０の積層膜５０Ａの上面に電気的に接続されている。これにより、複数のＭＲ素子５０は、直列に接続されている。なお、積層膜５０Ａにおける層５１～５３の配置は、図７に示した配置とは上下が反対でもよい。

ＭＲ素子５０は、更に、自由層５３に対して印加されるバイアス磁界を発生するバイアス磁界発生器５０Ｂを含んでいる。バイアス磁界の方向は、Ｘ方向に平行な方向と交差する方向である。第１の例では、バイアス磁界発生器５０Ｂは、２つの磁石５４，５５を含んでいる。磁石５４は、積層膜５０Ａに対して、－Ｙ方向の先に配置されている。磁石５５は、積層膜５０Ａに対して、Ｙ方向の先に配置されている。第１の例では特に、積層膜５０Ａと磁石５４，５５は、ＸＹ平面に平行な１つの仮想の平面と交差する位置に配置されている。また、図７において、磁石５４，５５内の矢印は、磁石５４，５５の磁化の方向を表している。第１の例では、バイアス磁界の方向は、Ｙ方向である。

図８は、ＭＲ素子５０の第２の例を示す斜視図である。ＭＲ素子５０の第２の例の構成は、積層膜５０Ａの平面形状および磁石５４，５５の位置を除いて、ＭＲ素子５０の第１の例の構成と同じである。第２の例では、磁石５４，５５は、Ｚ方向について積層膜５０Ａとは異なる位置に配置されている。図８に示した例では特に、磁石５４，５５は、積層膜５０Ａに対して、Ｚ方向の先に配置されている。また、Ｚ方向から見た積層膜５０Ａの平面形状は、Ｙ方向に長い長方形である。Ｚ方向から見たときに、磁石５４，５５は、積層膜５０Ａと重なる位置に配置されている。

なお、バイアス磁界の方向および磁石５４，５５の配置は、図７および図８に示した例に限られない。例えば、バイアス磁界の方向は、Ｘ方向に平行な方向およびＺ方向に平行な方向と交差する方向であればよく、Ｙ方向に対して傾いた方向であってもよい。また、磁石５４，５５は、Ｘ方向に平行な方向において互いにずれていてもよい。

また、バイアス磁界発生器５０Ｂの代わりに、形状磁気異方性や結晶磁気異方性等の一軸磁気異方性によって、自由層５３にバイアス磁界を印加してもよい。

次に、本実施の形態における検出値Ｖｓの生成方法について説明する。検出値生成回路４は、例えば、以下のようにして検出値Ｖｓを生成する。検出値生成回路４は、第１の検出信号Ｓ１に対する第２の検出信号Ｓ２の比のアークタンジェントすなわちａｔａｎ（Ｓ２／Ｓ１）を計算することによって、０°以上３６０°未満の範囲内で初期検出値を求める。初期検出値は、上記のアークタンジェントの値そのものであってもよいし、アークタンジェントの値に所定の角度を加えたものであってもよい。

上記のアークタンジェントの値が０°のときには、Ｘ方向について、磁界発生器３のＳ極の位置と、第１および第３の抵抗体Ｒ１１，Ｒ１３の各々の素子群３１の位置が一致する。また、上記のアークタンジェントの値が１８０°のときには、Ｘ方向について、磁界発生器３のＮ極の位置と、第１および第３の抵抗体Ｒ１１，Ｒ１３の各々の素子群３１の位置が一致する。従って、初期検出値は、磁極間隔Ｌｐ内での磁気センサ２に対する磁界発生器３の相対的な位置（以下、相対位置とも言う。）と対応関係を有している。

また、検出値生成回路４は、初期検出値の１周期分を電気角の３６０°とし、基準位置からの電気角の回転数をカウントする。電気角の１回転は、相対位置の磁極間隔Ｌｐ分の移動量に相当する。検出値生成回路４は、初期検出値と、電気角の回転数に基づいて、相対位置と対応関係を有する検出値Ｖｓを生成する。

次に、本実施の形態に係る磁気センサ２の製造方法について簡単に説明する。磁気センサ２の製造方法は、基板１０の上に複数のＭＲ素子５０を形成する工程と、基板１０の上に端子１１～１４を形成する工程と、複数のＭＲ素子５０および端子１１～１４に接続される複数の配線を形成する工程とを含んでいる。

複数のＭＲ素子５０を形成する工程では、まず、後に複数のＭＲ素子５０となる複数の初期ＭＲ素子を形成する。複数の初期ＭＲ素子の各々は、後に磁化固定層５１となる初期磁化固定層と、自由層５３と、ギャップ層５２とを含んでいる。

次に、レーザ光と、所定の方向の外部磁界とを用いて、初期磁化固定層の磁化の方向を、上記の所定の方向に固定する。例えば、後に第１、第４、第６および第７の抵抗体Ｒ１１，Ｒ１４，Ｒ２２，Ｒ２３を構成する複数のＭＲ素子５０になる複数の初期ＭＲ素子では、第１の磁化方向（－Ｘ方向）の外部磁界を印加しながら、複数の初期ＭＲ素子に対してレーザ光を照射する。レーザ光の照射が完了すると、初期磁化固定層の磁化の方向は、第１の磁化方向に固定される。これにより、初期磁化固定層は磁化固定層５１になり、複数の初期ＭＲ素子は、第１、第４、第６および第７の抵抗体Ｒ１１，Ｒ１４，Ｒ２２，Ｒ２３を構成する複数のＭＲ素子５０になる。

また、後に第２、第３、第５および第８の抵抗体Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ２１，Ｒ２４を構成する複数のＭＲ素子５０になる他の複数の初期ＭＲ素子では、外部磁界の方向を第２の磁化方向（Ｘ方向）とすることにより、他の複数の初期ＭＲ素子の各々の初期磁化固定層の磁化の方向を、第２の磁化方向に固定することができる。このようにして、複数のＭＲ素子５０が形成される。

次に、本実施の形態に係る磁気式エンコーダ１および磁気センサ２の作用および効果について説明する。本実施の形態では、第１ないし第４の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４は、前述のように、回路構成上の配置に関する要件と、物理的な配置に関する要件と、磁化固定層の磁化に関する要件を満たしている。これにより、本実施の形態によれば、Ｘ方向に平行な方向の漂遊磁界に起因する誤差を低減することができる。

ここで、磁気センサ２に漂遊磁界のみが印加される場合を想定する。例えば、漂遊磁界の方向がＸ方向である場合、第１ないし第４の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４の各々の自由層は、漂遊磁界によってＹ方向からＸ方向に向かって傾く。この場合、第１および第４の抵抗体Ｒ１１，Ｒ１４の抵抗値は増加し、第２および第３の抵抗体Ｒ１２，Ｒ１３の抵抗値は減少する。そのため、第１および第２の抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２が設けられている第１の経路５の抵抗値と、第３および第４の抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４が設けられている第２の経路６の抵抗値は、変化しないかほとんど変化しない。

漂遊磁界の方向が－Ｘ方向の場合は、第１ないし第４の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４の抵抗値の変化は、上述の漂遊磁界の方向がＸ方向の場合とは逆になる。

以上のことから、本実施の形態によれば、漂遊磁界に起因した第１の検出信号Ｓ１の誤差を低減することができる。

同様に、本実施の形態では、第５ないし第８の抵抗体Ｒ２１～Ｒ２４は、前述のように、回路構成上の配置に関する要件と、物理的な配置に関する要件と、磁化固定層の磁化に関する要件を満たしている。これにより、本実施の形態によれば、漂遊磁界に起因した第２の検出信号Ｓ２の誤差を低減することができる。

以上のことから、本実施の形態によれば、漂遊磁界に起因した検出値Ｖｓの誤差を低減することができる。

次に、第１および第２のシミュレーションの結果を参照して、本実施の形態の効果について更に詳しく説明する。始めに、第１および第２のシミュレーションで用いた実施例のモデルと比較例のモデルについて説明する。実施例のモデルは、本実施の形態に係る磁気センサ２のモデルである。比較例のモデルは、比較例の磁気センサ１０２のモデルである。

図９は、比較例の磁気センサ１０２を示す平面図である。図１０は、比較例の磁気センサ１０２の構成を示す回路図である。磁気センサ１０２は、それぞれ磁界成分ＭＦｘ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の抵抗体Ｒ１、第２の抵抗体Ｒ２、第３の抵抗体Ｒ３および第４の抵抗体Ｒ４を備えている。また、磁気センサ１０２は、複数のＭＲ素子５０を備えている。第１ないし第４の抵抗体Ｒ１～Ｒ４の各々は、複数のＭＲ素子５０を用いて構成されている。

磁気センサ１０２は、更に、電源ポートＶ１０１と、グランドポートＧ１０１と、第１の出力ポートＥ１０１と、第２の出力ポートＥ１０２とを備えている。グランドポートＧ１０１はグランドに接続される。第１および第２の出力ポートＥ１０１，Ｅ１０２は、検出値生成回路４に接続される。

磁気センサ１０２は、第１の出力ポートＥ１０１の電位と対応関係を有する信号を、第１の検出信号Ｓ１０１として生成し、第２の出力ポートＥ１０２の電位と対応関係を有する信号を、第２の検出信号Ｓ１０２として生成する。磁気センサ１０２が接続された検出値生成回路４は、第１および第２の検出信号Ｓ１０１，Ｓ１０２に基づいて、検出値Ｖｓを生成する。

第１の抵抗体Ｒ１は、電源ポートＶ１０１と第１の出力ポートＥ１０１とを接続する経路に設けられている。第２の抵抗体Ｒ２は、グランドポートＧ１０１と第１の出力ポートＥ１０１とを接続する経路に設けられている。第３の抵抗体Ｒ３は、グランドポートＧ１０１と第２の出力ポートＥ１０２とを接続する経路に設けられている。第４の抵抗体Ｒ４は、電源ポートＶ１０１と第２の出力ポートＥ１０２とを接続する経路に設けられている。

Ｚ方向から見たときの第２の抵抗体Ｒ２の重心は、Ｚ方向から見たときの第１の抵抗体Ｒ１の重心に対して、Ｘ方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。Ｚ方向から見たときの第３の抵抗体Ｒ３の重心は、Ｚ方向から見たときの第４の抵抗体Ｒ４の重心に対して、Ｘ方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。Ｚ方向から見たときの第４の抵抗体Ｒ４の重心は、Ｚ方向から見たときの第１の抵抗体Ｒ１の重心に対して、Ｘ方向にλ／４だけ離れた位置に配置されている。

図９および図１０において、第１ないし第４の抵抗体Ｒ１～Ｒ４内に描かれた矢印は、その抵抗体に含まれる複数のＭＲ素子５０の各々の磁化固定層の第１の磁化の方向を表している。比較例では、第１ないし第４の抵抗体Ｒ１～Ｒ４の全てにおいて、第１の磁化の方向は、－Ｘ方向である。

第１ないし第４の抵抗体Ｒ１～Ｒ４の各々は、複数の素子群を含んでいる。第１ないし第４の抵抗体Ｒ１～Ｒ４の各々における複数の素子群の構成および配置は、本実施の形態に係る磁気センサ２の第１の抵抗体Ｒ１１における複数の素子群の構成および配置と同じである。

次に、第１のシミュレーションの条件について説明する。第１のシミュレーションでは、ピッチλと磁極間隔Ｌｐを、いずれも８００μｍとした。また、Ｚ方向に平行な方向における磁気センサ２と磁界発生器３との間隔と、Ｚ方向に平行な方向における磁気センサ１０２と磁界発生器３との間隔を、いずれも０．１５ｍｍとした。また、電源ポートＶ１に印加する電圧と、電源ポートＶ１０１に印加する電圧を、いずれも１Ｖとした。

第１のシミュレーションでは、磁気センサ２または１０２に対して、方向と強度が一定の漂遊磁界（Ｘ方向に平行な磁界）を印加しながら、磁気センサ２または１０２に対する磁界発生器３の相対位置を、Ｘ方向に平行な方向に変化させた。そして、相対位置を変化させたときの、第１の検出信号Ｓ１またはＳ１０１のピークピーク値の最大値Ｖｐｐと、検出値Ｖｓの誤差の最大値（以下、単に誤差と記す。）を求めた。第１のシミュレーションでは、相対位置を、３２００μｍだけ変化させた。

以下、漂遊磁界の強度を、漂遊磁界の方向がＸ方向のときは正の値で表し、漂遊磁界の方向が－Ｘ方向のときは負の値で表す。また、漂遊磁界の強度を、漂遊磁界の強度に対応する磁束密度の大きさで表す。第１のシミュレーションでは、漂遊磁界を、－１４～１４ｍＴの範囲内で変化させた。

次に、第１のシミュレーションの結果について説明する。図１１は、第１のシミュレーションによって求めた比較例のモデルのＶｐｐと誤差を示す特性図である。図１２は、第１のシミュレーションによって求めた実施例のモデルのＶｐｐと誤差を示す特性図である。図１１および図１２において、横軸は漂遊磁界を示し、左側の縦軸はＶｐｐを示し、右側の縦軸は誤差を示している。また、図１１において、符号９１を付した曲線はＶｐｐを示し、符号９２を付した曲線は誤差を示している。また、図１２において、符号９３を付した曲線はＶｐｐを示し、符号９４を付した曲線は誤差を示している。

図１１および図１２に示した第１のシミュレーションの結果から理解されるように、本実施の形態によれば、比較例の磁気センサ１０２に比べて、誤差を小さくすることができる。第１のシミュレーションでは特に、実施例のモデルの誤差は、ほぼゼロである。

次に、第２のシミュレーションの条件について説明する。第２のシミュレーションの条件は、漂遊磁界を除いて、第１のシミュレーションと同じである。第２のシミュレーションでは、方向と強度が一定の漂遊磁界の代わりに、相対位置に応じて強度が変化する漂遊磁界（Ｘ方向に平行な磁界）を、磁気センサ２または１０２に対して印加した。また、第２のシミュレーションでは、相対位置に対する漂遊磁界の強度の変化の割合を、－５～５ｍＴ／ｍｍの範囲内で変化させた。なお、相対位置が０μｍのときの漂遊磁界の強度は、０ｍＴとした。従って、例えば、相対位置に対する漂遊磁界の強度の変化の割合が－３ｍＴ／ｍｍの場合、相対位置が３２００μｍのときの漂遊磁界の強度は、－９．６ｍＴとなる。

次に、第２のシミュレーションの結果について説明する。図１３は、第２のシミュレーションによって求めた比較例のモデルのＶｐｐと誤差を示す特性図である。図１４は、第２のシミュレーションによって求めた実施例のモデルのＶｐｐと誤差を示す特性図である。図１３および図１４において、横軸は漂遊磁界を示し、左側の縦軸はＶｐｐを示し、右側の縦軸は誤差を示している。また、図１３において、符号９５を付した曲線はＶｐｐを示し、符号９６を付した曲線は誤差を示している。また、図１４において、符号９７を付した曲線はＶｐｐを示し、符号９８を付した曲線は誤差を示している。

図１３および図１４に示した第２のシミュレーションの結果から理解されるように、本実施の形態によれば、比較例の磁気センサ１０２に比べて、特に、相対位置に対する漂遊磁界の強度の変化の割合が負の値のときの誤差を小さくすることができる。

［第２の実施の形態］
次に、図１５および図１６を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るレンズ位置検出装置（以下、単に位置検出装置と記す。）について説明する。図１５は、本実施の形態に係る位置検出装置を含むレンズモジュールを示す斜視図である。図１６は、本実施の形態に係る位置検出装置を示す斜視図である。

図１５に示したレンズモジュール３００は、例えば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３１０と組み合わせて用いられる。図１５に示した例では、レンズモジュール３００は、三角柱形状のプリズム３０２と、イメージセンサ３１０とプリズム３０２との間に設けられた３つのレンズ３０３Ａ，３０３Ｂ，３０３Ｃとを備えている。レンズ３０３Ａ，３０３Ｂ，３０３Ｃのうちの少なくとも１つは、焦点合わせとズームの少なくとも一方を行うことができるように、図示しない駆動装置によって移動可能に構成されている。

図１６には、レンズ３０３Ａ，３０３Ｂ，３０３Ｃのうちの任意のレンズ３０３を示している。レンズモジュール３００は、更に、レンズ３０３を保持するレンズホルダ３０４と、シャフト３０５とを備えている。レンズモジュール３００では、レンズホルダ３０４と、シャフト３０５と、図示しない駆動装置によって、レンズ３０３の位置が、レンズ３０３の光軸方向に変化可能になっている。図１６において、記号Ｄを付した矢印は、レンズ３０３の移動方向を示している。

レンズモジュール３００は、更に、位置が変化可能なレンズ３０３の位置を検出するための位置検出装置３０１を備えている。位置検出装置３０１は、焦点合わせまたはズームを行う際に、レンズ３０３の位置を検出するために用いられる。

位置検出装置３０１は、磁気式の位置検出装置であり、第１の実施の形態で説明した磁気センサ２および磁界発生器３を備えている。レンズモジュール３００では、磁気センサ２と磁界発生器３は、レンズ３０３の位置が移動方向Ｄに変化すると、磁界成分ＭＦｘ（図２参照）の強度が変化するように構成されている。具体的には、磁気センサ２が固定されて、磁界発生器３がレンズ３０３と共に移動方向Ｄに移動可能に構成されている。移動方向Ｄは、図１および図２に示したＸ方向に平行になる。これにより、レンズ３０３の位置が変化すると、磁気センサ２に対する磁界発生器３の相対的な位置が変化し、その結果、磁界成分ＭＦｘの強度が変化する。

位置検出装置３０１は、更に、第１の実施の形態で説明した検出値生成回路４（図４参照）を備えている。位置検出装置３０１では、磁気センサ２が生成する第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、レンズ３０３の位置と対応関係を有する検出値Ｖｓを生成する。なお、レンズ３０３の位置は、磁気センサ２に対する磁界発生器３の相対的な位置と対応関係を有している。位置検出装置３０１における検出値Ｖｓの生成方法は、第１の実施の形態における検出値Ｖｓの生成方法と同様である。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

［第３の実施の形態］
次に、図１７を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る測距装置について説明する。図１７は、本実施の形態に係る測距装置を示す斜視図である。

図１７に示した測距装置４０１は、照射した光を検出することによって対象物までの距離を測定する装置であり、例えば車載用のＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）の一部を構成する。図１７に示した例では、測距装置４０１は、光電ユニット４１１と、光学素子４１２と、図示しない駆動装置とを備えている。

光電ユニット４１１は、光４１１ａを照射する光学素子と、対象物からの反射光４１１ｂを検出する検出素子とを含んでいる。光学素子４１２は、例えば、支持体４１３によって支持されたミラーであってもよい。光学素子４１２は、光４１１ａおよび反射光４１１ｂの各々の進行方向を変化させるように、光学素子の出射面に対して傾斜している。また、光学素子４１２は、図示しない駆動装置によって、所定の回転軸を中心として回転するように構成されている。

測距装置４０１は、更に、光学素子４１２の回転位置を検出するための位置検出装置を備えている。位置検出装置は、磁気式の位置検出装置であり、第１の実施の形態で説明した磁気センサ２と、本実施の形態における磁界発生器とを備えている。本実施の形態における磁界発生器は、光学素子４１２と連動して、所定の回転軸を中心として回転するように構成されている。磁界発生器は、光学素子４１２と同じ回転軸を中心として回転してもよいし、光学素子４１２とは異なる回転軸を中心として回転してもよい。本実施の形態では、便宜上、光学素子４１２と磁界発生器は、同じ回転軸Ｃを中心として回転するものとする。

磁界発生器は、複数組のＮ極とＳ極が回転軸Ｃの周りに交互に配列された磁気スケール（回転スケール）である。ここで、磁界発生器の第１の例と第２の例について説明する。始めに、図１８および図１９を参照して、第１の例について説明する。図１８は、磁界発生器の第１の例を示す斜視図である。図１９は、磁界発生器の第１の例を示す平面図である。

第１の例の磁界発生器４０３は、回転軸Ｃに平行な一方向の端に位置する端面４０３ａを有している。複数組のＮ極とＳ極は、端面４０３ａに設けられている。図１８および図１９では、理解を容易にするために、Ｎ極にハッチングを付している。磁気センサ２は、端面４０３ａに対向するように配置されている。基準位置、例えば磁気センサ２が配置された位置における磁界成分ＭＦｘ（図２参照）の強度は、磁界発生器４０３の回転に伴って変化する。

第１の例では、回転軸Ｃに直交する２つの方向をＸ方向およびＹ方向とし、回転軸Ｃに平行な方向であって、磁気センサ２から磁界発生器４０３に向かう方向をＺ方向としてもよい。Ｙ方向は、回転軸Ｃから磁気センサ２に向かう方向であってもよい。

次に、図２０を参照して、第２の例について説明する。図２０は、磁界発生器の第２の例を示す斜視図である。第２の例の磁界発生器４０４は、それぞれ回転軸Ｃから離れる方向に向いた外周面４０４ａ，４０４ｂを有している。外周面４０４ａ，４０４ｂは、回転軸Ｃに平行な方向において互いに異なる位置に配置されている。外周面４０４ａは、外周面４０４ｂよりも回転軸Ｃから離れた位置に配置されている。

複数組のＮ極とＳ極は、外周面４０４ａに設けられている。図２０では、理解を容易にするために、Ｎ極にハッチングを付している。磁気センサ２は、外周面４０４ａに対向するように配置されている。基準位置、例えば磁気センサ２が配置された位置における磁界成分ＭＦｘ（図２参照）の強度は、磁界発生器４０４の回転に伴って変化する。

第２の例では、回転軸Ｃに平行な方向をＹ方向とし、回転軸Ｃに直交する方向であって、磁気センサ２から回転軸Ｃに向かう方向をＺ方向としてもよい。

測距装置４０１は、更に、第１の実施の形態で説明した検出値生成回路４（図４参照）を備えている。測距装置４０１では、磁気センサ２が生成する第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、光学素子４１２の回転位置と対応関係を有する検出値Ｖｓを生成する。なお、光学素子４１２の回転位置は、磁界発生器４０３または４０４の回転位置と対応関係を有している。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

［第４の実施の形態］
次に、図２１および図２２を参照して、本発明の第４の実施の形態について説明する。図２１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２２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。

本実施の形態に係る磁気センサ２０２は、基板１０および端子１１～１４を除く第１の実施の形態に係る磁気センサ２の構成要素を全て備えている。すなわち、磁気センサ２０２は、第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４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ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の構成と、第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の回路構成上の配置は、第１の実施の形態と同じである。

磁気センサ２０２は、更に、第９の抵抗体Ｒ１５、第１０の抵抗体Ｒ１６、第１１の抵抗体Ｒ１７、第１２の抵抗体Ｒ１８、第１３の抵抗体Ｒ２５、第１４の抵抗体Ｒ２６、第１５の抵抗体Ｒ２７および第１６の抵抗体Ｒ２８を備えている。第９ないし第１６の抵抗体Ｒ１５～Ｒ１８，Ｒ２５～Ｒ２８の各々は、複数のＭＲ素子５０を用いて構成されている。

磁気センサ２０２は、更に、電源ポートＶ２と、グランドポートＧ２と、第３の出力ポートＥ３と、第４の出力ポートＥ４とを備えている。グランドポートＧ１，Ｇ２はグランドに接続される。磁気センサ２０２は、定電圧駆動であってもよいし、定電流駆動であってもよい。磁気センサ２０２が定電圧駆動である場合、電源ポートＶ１，Ｖ２の各々には、所定の大きさの電圧が印加される。磁気センサ２０２が定電流駆動である場合、電源ポートＶ１，Ｖ２の各々には、所定の大きさの電流が供給される。

磁気センサ２０２は、更に、２つの差分検出器２１，２２を備えている。差分検出器２１は、第１および第３の出力ポートＥ１，Ｅ３の電位差に対応する信号を第１の検出信号Ｓ１１として出力する。差分検出器２２は、第２および第４の出力ポートＥ２，Ｅ４の電位差に対応する信号を第２の検出信号Ｓ１２として出力する。

差分検出器２１，２２は、検出値生成回路４に接続されている。本実施の形態では、検出値生成回路４は、第１および第２の検出信号Ｓ１１，Ｓ１２に基づいて、検出値Ｖｓを生成する。なお、磁気センサ２０２および検出値生成回路４の少なくとも一方は、第１および第２の検出信号Ｓ１１，Ｓ１２の各々の振幅、位相およびオフセットを補正することができるように構成されていてもよい。検出値Ｖｓの生成方法は、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の代わりに第１および第２の検出信号Ｓ１１，Ｓ１２を用いる点を除いて、第１の実施の形態と同じである。

第９の抵抗体Ｒ１５と第１０の抵抗体Ｒ１６は、電源ポートＶ２と第３の出力ポートＥ３とを接続する経路に、電源ポートＶ２側からこの順に設けられている。第１１の抵抗体Ｒ１７と第１２の抵抗体Ｒ１８は、グランドポートＧ２と第３の出力ポートＥ３とを接続する経路に、グランドポートＧ２側からこの順に設けられている。第１３の抵抗体Ｒ２５と第１４の抵抗体Ｒ２６は、グランドポートＧ２と第４の出力ポートＥ４とを接続する経路に、グランドポートＧ２側からこの順に設けられている。第１５の抵抗体Ｒ２７と第１６の抵抗体Ｒ２８は、電源ポートＶ２と第４の出力ポートＥ４とを接続する経路に、電源ポートＶ２側からこの順に設けられている。

第９、第１２、第１４および第１５の抵抗体Ｒ１５，Ｒ１８，Ｒ２６，Ｒ２７における磁化固定層の第１の磁化は、第２の磁化方向（Ｘ方向）の成分を含んでいる。第１０、第１１、第１３および第１６の抵抗体Ｒ１６，Ｒ１７，Ｒ２５，Ｒ２８における磁化固定層の第１の磁化は、第１の磁化方向（－Ｘ方向）の成分を含んでいる。

第９ないし第１６の抵抗体Ｒ１５～Ｒ１８，Ｒ２５～Ｒ２８の各々は、複数の素子群を含んでいる。第９ないし第１６の抵抗体Ｒ１５～Ｒ１８，Ｒ２５～Ｒ２８の各々における複数の素子群の構成および配置は、第１の実施の形態に係る磁気センサ２の第１の抵抗体Ｒ１１における複数の素子群の構成および配置と同じである。

図２１に示したように、磁気センサ２０２は、更に、基板２１０と、この基板２１０の上に配置された電源端子２１１，２１５、グランド端子２１２，２１６、第１の出力端子２１３、第２の出力端子２１４、第３の出力端子２１７および第４の出力端子２１８とを備えている。電源端子２１１は、電源ポートＶ１を構成する。電源端子２１５は、電源ポートＶ２を構成する。グランド端子２１２は、グランドポートＧ１を構成する。グランド端子２１６は、グランドポートＧ２を構成する。第１ないし第４の出力端子２１３，２１４，２１７，２１８は、それぞれ第１ないし第４の出力ポートＥ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４を構成する。

ここで、図２１に示したように、磁気センサ２０２を、第１の部分２０２Ａと第２の部分２０２Ｂとに分ける。図２１では、第１の部分２０２Ａと第２の部分２０２Ｂとの境界を点線で示している。第２の部分２０２Ｂは、第１の部分２０２Ａに対して、Ｙ方向の先に配置されている。第１の部分２０２Ａは、第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４、電源端子２１１、グランド端子２１２、ならびに第１および第２の出力端子２１３，２１４を含んでいる。第２の部分２０２Ｂは、第９ないし第１６の抵抗体Ｒ１５～Ｒ１８，Ｒ２５～Ｒ２８、電源端子２１５、グランド端子２１６、ならびに第３および第４の出力端子２１７，２１８を含んでいる。

第１の部分２０２Ａにおける第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の物理的な配置は、それぞれ、第１の実施の形態における第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の物理的な配置と同じである。また、第２の部分２０２Ｂにおける第９ないし第１６の抵抗体Ｒ１５～Ｒ１８，Ｒ２５～Ｒ２８の物理的な配置は、それぞれ、第１の実施の形態における第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の物理的な配置と同じである。

第９および第１１の抵抗体Ｒ１５，Ｒ１７は、Ｘ方向について第１および第３の抵抗体Ｒ１１，Ｒ１３と同じ位置に配置されている。第１０および第１２の抵抗体Ｒ１６，Ｒ１８は、Ｘ方向について第２および第４の抵抗体Ｒ１２，Ｒ１４と同じ位置に配置されている。第１３および第１５の抵抗体Ｒ２５，Ｒ２７は、Ｘ方向について第５および第７の抵抗体Ｒ２１，Ｒ２３と同じ位置に配置されている。第１４および第１６の抵抗体Ｒ２６，Ｒ２８は、Ｘ方向について第６および第８の抵抗体Ｒ２２，Ｒ２４と同じ位置に配置されている。

以上説明した第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４と第９ないし第１６の抵抗体Ｒ１５～Ｒ１８，Ｒ２５～Ｒ２８の構成により、第１の検出信号Ｓ１１の理想成分に対する第２の検出信号Ｓ１２の理想成分の位相差は、所定の信号周期（理想成分の信号周期）の１／４の奇数倍になる。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、請求の範囲の要件を満たす限り、ＭＲ素子５０の数および配置は、各実施の形態に示した例に限られず、任意である。

また、第１ないし第８の位置Ｃ１１～Ｃ１４，Ｃ２１～Ｃ２４は、それぞれ、対応する抵抗体の－Ｘ方向の端部等の重心以外の位置であってもよい。

また、第１ないし第３の実施の形態では、第３、第４、第７および第８の抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２３，Ｒ２４は、それぞれ、第１、第２、第５および第６の抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２に対して、Ｘ方向または－Ｘ方向にピッチλの整数倍だけ離れた位置に配置されていてもよい。

また、第４の実施の形態では、第９ないし第１６の抵抗体Ｒ１５～Ｒ１８，Ｒ２５～Ｒ２８は、それぞれ、第１ないし第８の抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４に対して、Ｘ方向または－Ｘ方向にピッチλの整数倍だけ離れた位置に配置されていてもよい。

また、第４の実施の形態では、第１の部分２０２Ａと第２の部分２０２Ｂが分離していてもよい。また、第４の実施の形態では、抵抗体Ｒ１１～Ｒ１８が第１のホイートストンブリッジ回路を構成し、抵抗体Ｒ２１～Ｒ２８が第２のホイートストンブリッジ回路を構成してもよい。

１…磁気式エンコーダ、２…磁気センサ、３…磁界発生器、４…検出値生成回路、５…第１の経路、６…第２の経路、７…第３の経路、８…第４の経路、１０…基板、１１…電源端子、１２…グランド端子、１３…第１の出力端子、１４…第２の出力端子、３１～３８…素子群、５０…ＭＲ素子、５０Ａ…積層膜、５０Ｂ…バイアス磁界発生器、５１…磁化固定層、５２…ギャップ層、５３…自由層、５４，５５…磁石、Ｅ１…第１の出力ポート、Ｅ２…第２の出力ポート、Ｇ１…グランドポート、Ｒ１１…第１の抵抗体、Ｒ１２…第２の抵抗体、Ｒ１３…第３の抵抗体、Ｒ１４…第４の抵抗体、Ｒ２１…第５の抵抗体、Ｒ２２…第６の抵抗体、Ｒ２３…第７の抵抗体、Ｒ２４…第８の抵抗体、Ｓ１…第１の検出信号、Ｓ２…第２の検出信号、Ｖ１…電源ポート、Ｖｓ…検出値。

Claims (18)

1. 第１の方向の磁界成分を含む対象磁界を検出するように構成された磁気センサであって、
   それぞれ前記磁界成分の強度の変化に応じて抵抗値が変化するように構成された第１の抵抗体、第２の抵抗体、第３の抵抗体および第４の抵抗体と、
   電源ポートと、
   グランドポートと、
   第１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、前記電源ポートと前記第１の出力ポートとを接続する第１の経路に、前記電源ポート側からこの順に設けられ、
   前記第３の抵抗体と前記第４の抵抗体は、前記グランドポートと前記第１の出力ポートとを接続する第２の経路に、前記グランドポート側からこの順に設けられ、
   前記第１の方向における前記第１の抵抗体内の第１の位置と前記第２の抵抗体内の第２の位置との間隔は、所定のピッチの１／２の奇数倍と等しく、
   前記第１の方向における前記第３の抵抗体内の第３の位置と前記第４の抵抗体内の第４の位置との間隔は、前記所定のピッチの１／２の奇数倍と等しく、
   前記第１の方向における前記第１の位置と前記第３の位置との間隔は、ゼロまたは前記所定のピッチの整数倍と等しく、
   前記所定のピッチは、前記磁界成分の強度が前記第１の方向に沿って所定の周期で周期的に変化すると想定したときに、前記磁界成分の強度の変化の１周期分に相当する長さであり、
   前記磁気センサは、更に、複数の磁気抵抗効果素子を備え、
   前記複数の磁気抵抗効果素子の各々は、磁化固定層と、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み、
   前記磁化固定層は、方向が固定された第１の磁化を有し、
   前記自由層は、前記第１の方向および前記第１の方向に直交する第２の方向の両方に平行な平面内において変化可能な第２の磁化を有し、
   前記磁化固定層、前記自由層および前記ギャップ層は、前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向に積層され、
   前記第１ないし第４の抵抗体は、前記複数の磁気抵抗効果素子を用いて構成され、
   前記第１および第４の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第１の方向に平行な一方向である第１の磁化方向の成分を含み、
   前記第２および第３の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第１の磁化方向とは反対の第２の磁化方向の成分を含むことを特徴とする磁気センサ。
2. 前記第１の位置は、前記第３の方向に平行な一方向から見たときの前記第１の抵抗体の重心であり、
   前記第２の位置は、前記第３の方向に平行な一方向から見たときの前記第２の抵抗体の重心であり、
   前記第３の位置は、前記第３の方向に平行な一方向から見たときの前記第３の抵抗体の重心であり、
   前記第４の位置は、前記第３の方向に平行な一方向から見たときの前記第４の抵抗体の重心であることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
3. 前記第１の抵抗体と前記第３の抵抗体は、前記第２の方向において隣接し、
   前記第２の抵抗体と前記第４の抵抗体は、前記第２の方向において隣接することを特徴とする請求項１または２記載の磁気センサ。
4. 更に、それぞれ前記磁界成分の強度の変化に応じて抵抗値が変化するように構成された第５の抵抗体、第６の抵抗体、第７の抵抗体および第８の抵抗体と、
   第２の出力ポートとを備え、
   前記第５の抵抗体と前記第６の抵抗体は、前記グランドポートと前記第２の出力ポートとを接続する第３の経路に、前記グランドポート側からこの順に設けられ、
   前記第７の抵抗体と前記第８の抵抗体は、前記電源ポートと前記第２の出力ポートとを接続する第４の経路に、前記電源ポート側からこの順に設けられ、
   前記第１の方向における前記第５の抵抗体内の第５の位置と前記第６の抵抗体内の第６の位置との間隔は、前記所定のピッチの１／２の奇数倍と等しく、
   前記第１の方向における前記第７の抵抗体内の第７の位置と前記第８の抵抗体内の第８の位置との間隔は、前記所定のピッチの１／２の奇数倍と等しく、
   前記第１の方向における前記第５の位置と前記第７の位置との間隔は、ゼロまたは前記所定のピッチの整数倍と等しく、
   ｎを１以上の整数としたときに、前記第１の方向における前記第１の位置と前記第５の位置との間隔は、前記所定のピッチの（４ｎ－３）／４と等しく、
   前記第５ないし第８の抵抗体は、前記複数の磁気抵抗効果素子を用いて構成され、
   前記第５および第８の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第２の磁化方向の成分を含み、
   前記第６および第７の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第１の磁化方向の成分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。
5. 前記第５の位置は、前記第３の方向に平行な一方向から見たときの前記第５の抵抗体の重心であり、
   前記第６の位置は、前記第３の方向に平行な一方向から見たときの前記第６の抵抗体の重心であり、
   前記第７の位置は、前記第３の方向に平行な一方向から見たときの前記第７の抵抗体の重心であり、
   前記第８の位置は、前記第３の方向に平行な一方向から見たときの前記第８の抵抗体の重心であることを特徴とする請求項４記載の磁気センサ。
6. 前記第５の抵抗体と前記第７の抵抗体は、前記第２の方向において隣接し、
   前記第６の抵抗体と前記第８の抵抗体は、前記第２の方向において隣接す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。
7. 前記第１の抵抗体は、前記第７の抵抗体とは隣接するが、前記第８の抵抗体とは隣接せず、
   前記第８の抵抗体は、前記第２の抵抗体とは隣接するが、前記第１の抵抗体とは隣接しない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。
8. 前記第３の抵抗体は、前記第７の抵抗体との間に前記第１の抵抗体を挟む位置に配置され、
   前記第４の抵抗体は、前記第８の抵抗体との間に前記第２の抵抗体を挟む位置に配置され、
   前記第５の抵抗体は、前記第１の抵抗体との間に前記第７の抵抗体を挟む位置に配置され、
   前記第６の抵抗体は、前記第２の抵抗体との間に前記第８の抵抗体を挟む位置に配置されていることを特徴とする請求項７記載の磁気センサ。
9. 前記複数の磁気抵抗効果素子の各々は、前記第１の方向および前記第３の方向と交差する方向のバイアス磁界が前記自由層に印加されるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の磁気センサ。
10. 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１ないし９のいずれかに記載の磁気センサ。
11. 請求項１ないし１０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、前記磁気センサと前記磁界発生器の少なくとも一方が動作すると、基準位置における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。
12. 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１０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。
13. 前記磁界発生器は、複数組のＮ極とＳ極が前記第１の方向に交互に配列された磁気スケールであることを特徴とする請求項１２記載のレンズ位置検出装置。
14. 照射した光を検出することによって対象物までの距離を測定する測距装置であって、
    前記光の進行方向を変化させると共に回転するように構成された光学素子と、
    請求項１ないし１０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、
    前記磁界発生器は、前記光学素子と連動して回転軸を中心として回転するように構成され、
    基準位置における前記磁界成分の強度は、前記磁界発生器の回転に伴って変化することを特徴とする測距装置。
15. 前記磁界発生器は、複数組のＮ極とＳ極が前記回転軸の周りに交互に配列された磁気スケールであることを特徴とする請求項１４記載の測距装置。
16. 前記磁界発生器は、前記回転軸に平行な一方向の端に位置する端面を有し、
    前記複数組のＮ極とＳ極は、前記端面に設けられ、
    前記磁気センサは、前記端面に対向するように配置されていることを特徴とする請求項１５記載の測距装置。
17. 前記磁界発生器は、前記回転軸から離れる方向に向いた外周面を有し、
    前記複数組のＮ極とＳ極は、前記外周面に設けられ、
    前記磁気センサは、前記外周面に対向するように配置されていることを特徴とする請求項１５記載の測距装置。
18. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の磁気センサの製造方法であって、
    前記製造方法は、複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程を含み、
    前記複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程は、
    それぞれ、後に前記磁化固定層となる初期磁化固定層と、前記自由層と、前記ギャップ層とを含む複数の初期磁気抵抗効果素子を形成する工程と、
    レーザ光と外部磁界とを用いて前記初期磁化固定層の前記第１の磁化の方向を固定する工程とを含むことを特徴とする磁気センサの製造方法。

Images