WO2024009983A1 - 位置検知システム及び磁気センサ - Google Patents

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WO2024009983A1
WO2024009983A1 PCT/JP2023/024718 JP2023024718W WO2024009983A1 WO 2024009983 A1 WO2024009983 A1 WO 2024009983A1 JP 2023024718 W JP2023024718 W JP 2023024718W WO 2024009983 A1 WO2024009983 A1 WO 2024009983A1
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WO
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magnetoresistive element
sensitive surface
magnetically sensitive
magnet
magnetic sensor
Prior art date
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PCT/JP2023/024718
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English (en)
French (fr)
Inventor
和弘 尾中
琢也 米山
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train

Definitions

  • the present disclosure generally relates to a position sensing system and a magnetic sensor, and more particularly to a position sensing system and a magnetic sensor that detect the relative movement position of a coil and a magnet.
  • Patent Document 1 describes a pointing device used in a mobile device.
  • the pointing device described in Patent Document 1 detects the position of a ferrite magnet based on the difference in output between two Hall elements.
  • An object of the present disclosure is to provide a position detection system and a magnetic sensor that can improve the accuracy of position detection.
  • a position detection system includes a coil and a magnet, a magnetic sensor, and a shield member.
  • the coil and the magnet move relative to each other in a first direction due to magnetic interaction.
  • the magnetic sensor detects relative movement positions of the coil and the magnet.
  • the shield member is made of a soft magnetic material.
  • the magnetic sensor includes a first magnetoresistive element and a second magnetoresistive element.
  • the first magnetoresistive element has a first magnetically sensitive surface.
  • the second magnetoresistive element has a second magnetically sensitive surface and is connected in series with the first magnetoresistive element.
  • the magnetic sensor is aligned with the magnet in a second direction.
  • the second direction is a direction perpendicular to the first direction.
  • the first magnetoresistive element is arranged such that the first magnetically sensitive surface faces the shield member.
  • a magnetic sensor is a magnetic sensor that detects the relative movement position of a coil and a magnet that move relatively in a first direction due to magnetic interaction.
  • the magnetic sensor includes a first magnetoresistive element and a second magnetoresistive element.
  • the first magnetoresistive element has a first magnetically sensitive surface.
  • the second magnetoresistive element has a second magnetically sensitive surface and is connected in series with the first magnetoresistive element.
  • the magnetic sensor is aligned with the magnet in a second direction.
  • the second direction is a direction perpendicular to the first direction.
  • the first magnetoresistive element is arranged such that the first magnetically sensitive surface faces the shield member.
  • the shield member is made of a soft magnetic material.
  • FIG. 1A is a front view of the position detection system according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a side view of the above position detection system.
  • FIG. 2 is a perspective view of the magnetic sensor of the position detection system same as above.
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing a connection mode of the above magnetic sensor.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the external magnetic field and the applied magnetic field regarding the position detection system mentioned above.
  • FIG. 5 is another graph showing the relationship between the external magnetic field and the applied magnetic field regarding the position sensing system mentioned above.
  • FIG. 6 is still another graph showing the relationship between the external magnetic field and the applied magnetic field regarding the position detection system mentioned above.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the external magnetic field and the applied magnetic field regarding the position detection system mentioned above.
  • FIG. 5 is another graph showing the relationship between the external magnetic field and the applied magnetic field regarding the position sensing system mentioned above.
  • FIG. 6 is still another graph showing the relationship between the external magnetic field and the applied magnetic field
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the relative magnetic permeability of the shield member and the detection efficiency of the magnetic sensor regarding the position detection system as described above.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the relative movement position of the coil and the magnet and the magnetic field strength regarding the position detection system as described above.
  • FIG. 9 is a graph showing the output characteristics of the above magnetic sensor and the output characteristics of a magnetic sensor using a GaAs-based Hall element.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the rate of change in resistance value and magnetic field strength in a CIP type GMR element.
  • FIG. 11A is a front view of the position detection system according to the second embodiment.
  • FIG. 11B is a side view of the position detection system same as above.
  • FIG. 12 is a graph showing the relationship between the relative movement position of the coil and the magnet and the magnetic field strength regarding the position detection system mentioned above.
  • FIG. 13 is a graph showing the output characteristics of the above magnetic sensor and the output characteristics of a magnetic sensor using a GaAs-based Hall element.
  • FIG. 14 is a perspective view of a magnetic sensor of the position detection system according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is an equivalent circuit diagram showing a connection mode of the above magnetic sensor.
  • Embodiments 1 to 3 position detection systems and magnetic sensors according to Embodiments 1 to 3 will be described with reference to the drawings.
  • Each of the figures described in Embodiments 1 to 3 below is a schematic diagram, and the ratio of the size and thickness of each component does not necessarily reflect the actual size ratio. Further, the configurations described in Embodiments 1 to 3 below are only examples of the present disclosure. The present disclosure is not limited to Embodiments 1 to 3 below, and various changes can be made depending on the design etc. as long as the effects of the present disclosure can be achieved.
  • the X-axis, Y-axis, and Z-axis in the drawings are orthogonal to each other.
  • the X-axis, Y-axis, and Z-axis in the drawings are merely examples, and are not intended to define the directions in which the position detection system 1 is used.
  • the X-axis, Y-axis, and Z-axis in the drawings are only shown for explanation and have no substance.
  • orthogonal (perpendicular) refers not only to a state where the angle between the two is strictly 90 degrees, but also a state where the angle between the two is within a predetermined difference (for example, ⁇ 10 degrees). This meaning includes states other than 90 degrees.
  • parallel as used in the present disclosure includes not only a state in which the two do not strictly intersect, but also a state in which the angle between the two is within a predetermined difference (for example, ⁇ 10 degrees). It is.
  • the position detection system 1 is used for, for example, a motor.
  • the motor is used, for example, to adjust the focus of a built-in camera (camera module) of a mobile terminal such as a smartphone.
  • the motor is, for example, a VCM (Voice Coil Motor).
  • the position detection system 1 includes a magnet 2, a coil 3, a magnetic sensor 4, and a shield member 5, as shown in FIGS. 1A and 1B.
  • the direction along the X-axis (X-axis direction) is referred to as the first direction
  • the direction along the Z-axis (Z-axis direction) is referred to as the second direction
  • the direction along the Y-axis is referred to as the first direction.
  • the other direction (Y-axis direction) is sometimes called the third direction.
  • the coil 3 and the magnet 2 move relative to each other in the relative movement direction (first direction) due to the magnetic interaction between the coil 3 and the magnet 2.
  • Magnetic interaction in the present disclosure means interaction between the magnetic field generated from the magnet 2 and the magnetic field generated from the coil 3.
  • relative movement refers to the movement of one of two objects relative to the other, the movement of the other of two objects relative to one, and the movement of two objects relative to each other. may be included.
  • the relative movement direction in the first embodiment is the X-axis direction (first direction). In the first embodiment, a case is illustrated in which the position of the coil 3 is fixed and the magnet 2 moves relative to the coil 3.
  • the magnet 2 is located in the relative movement area from the first end A1 to the second end A2 in the relative movement direction. Move with the center A0 of the moving area as a reference.
  • the moving direction of the magnet 2 is shown by a white arrow.
  • the magnetic sensor 4 detects the relative movement position of the coil 3 and magnet 2.
  • the magnetic sensor 4 includes a first magnetoresistive element 41 and a second magnetoresistive element 42, as shown in FIG.
  • the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 are connected in series (see FIG. 3).
  • “Detecting the relative movement position” in the present disclosure includes detecting the magnitude (distance) of the relative movement of the coil 3 and the magnet 2, and detecting the relative movement position of the coil 3 and the magnet 2. obtain.
  • the magnetic sensor 4 is aligned with the magnet 2 in a second direction (Z-axis direction) orthogonal to the first direction.
  • the first magnetoresistive element 41 has a first magnetically sensitive surface 411. Further, the second magnetoresistive element 42 has a second magnetically sensitive surface 421. The first magnetoresistive element 41 is arranged such that the first magnetically sensitive surface 411 faces the shield member 5.
  • the "first magnetically sensitive surface and the second magnetically sensitive surface” in the present disclosure are configured to change the electrical resistance value according to the strength of the magnetic field (change in magnetic field strength) along at least the X-axis direction or the Z-axis direction. It is a formed surface.
  • the first magnetically sensitive surface 411 and the second magnetically sensitive surface 421 change their electrical resistance values in response to changes in magnetic field strength at least along the Z-axis direction.
  • the first magnetically sensitive surface 411 and the second magnetically sensitive surface 421 are surfaces parallel to the Z axis and the Y axis. That is, the first magnetically sensitive surface 411 and the second magnetically sensitive surface 421 are surfaces parallel to the YZ plane.
  • the first magnetically sensitive surface 411 and the second magnetically sensitive surface 421 have isotropy with respect to the surface in detecting the strength of the magnetic field.
  • the first magnetoresistive element 41 is arranged such that the first magnetically sensitive surface 411 faces the shield member 5.
  • part of the magnetic field applied to the first magnetically sensitive surface 411 of the first magnetoresistive element 41 is absorbed by the shield member 5 .
  • the applied magnetic field is reduced. This makes it possible to increase the difference between the magnetic field applied to the first magnetically sensitive surface 411 of the first magnetoresistive element 41 and the magnetic field applied to the second magnetically sensitive surface 421 of the second magnetoresistive element 42. As a result, it becomes possible to improve the accuracy of position detection.
  • the position detection system 1 includes a magnet 2, a coil 3, a magnetic sensor 4, and a shield member 5, as shown in FIGS. 1A and 1B. Furthermore, the position detection system 1 further includes a processing section 6 (see FIG. 3).
  • a case will be exemplified in which the position detection system 1 is used for VCM, and the VCM is used for focus adjustment of a camera module. Furthermore, in the first embodiment, a case is illustrated in which the magnet 2 is fixed to the lens of a camera module, and the coil 3 is fixed to the main body of the camera module.
  • the coil 3 has a conductive wire made of, for example, copper wound around a winding axis (not shown) along the Z-axis.
  • the coil 3 is arranged in line with the magnet 2 in the Z-axis direction (second direction). In other words, the coil 3 and the magnet 2 overlap in plan view from the Z-axis direction. Note that in the Z-axis direction, the direction from the magnet 2 toward the coil 3 is the positive direction of the Z-axis.
  • the coil 3 generates a magnetic field when, for example, power is supplied from a power supply circuit (not shown). Due to the interaction between the magnetic field generated from the coil 3 and the magnetic field generated from the magnet 2, the magnet 2 moves relative to the coil 3 along the X-axis direction (first direction). In other words, the coil 3 functions as a drive unit that drives (moves) the magnet 2 along the X-axis direction.
  • the coil 3 moves the magnet 2 in the positive direction of the X-axis and in the negative direction of the X-axis by switching the direction of the current flowing through the coil 3. Specifically, the coil 3 moves the magnet 2 from the center A0 of the relative movement area in the positive direction of the X-axis to the second end A2, and moves the magnet 2 from the center A0 of the relative movement area to the first end A2 in the negative direction of the X-axis. Move the magnet 2 to end A1.
  • the distance from the center A0 of the relative movement area to the first end A1 or the second end A2 is, for example, 1.25 mm.
  • the relative movement range of the coil 3 and the magnet 2 in the first direction is a range from the center A0 of the relative movement area to -1.25 mm (range on the first end A1 side), and a range from the center A0 of the relative movement area to -1.25 mm. Including the range up to +1.25 mm (range on the second end A2 side).
  • the center A0 of the relative movement area and the position of the winding axis of the coil 3 are (the center of the coil 3), the center of the magnet 2, and the center of the magnetic sensor 4 are aligned.
  • the lens to which the magnet 2 is attached also moves in the positive direction of the X-axis and in the negative direction of the X-axis.
  • this realizes the focus adjustment function.
  • the magnet 2 has one end in the X-axis direction (upper end in FIG. 1A) as a N pole, and the other end (lower end in FIG. 1A) as an S pole. It is a single-pole magnet.
  • the magnet 2 is, for example, a neodymium magnet.
  • the magnet 2 is, for example, formed into a rectangular flat plate shape. More specifically, the magnet 2 has a rectangular shape that is longer in the X-axis direction (first direction) than in the Y-axis direction (third direction) when viewed from the Z-axis direction (second direction). The thickness of the magnet 2 is along the Z-axis direction. Further, the longitudinal direction of the magnet 2 is along the magnetization direction of the magnet 2.
  • the "magnetization direction" in the present disclosure is a direction along the straight line connecting the north pole and the south pole.
  • the longitudinal direction (magnetization direction) of the magnet 2 is along the relative movement direction (X-axis). Further, the short side direction of the magnet 2 is along the Y-axis direction.
  • the magnet 2 has a magnetized surface (opposing surface) 20.
  • the opposing surface 20 is a surface that faces the coil 3 and the magnetic sensor 4 in the Z-axis direction.
  • the normal line of the opposing surface 20 is along the Z-axis.
  • the magnet 2 further has a first surface 21 and a second surface 22.
  • the first surface 21 and the second surface 22 are lined up in the direction of relative movement.
  • the first surface 21 and the second surface 22 are perpendicular to the opposing surface 20.
  • the normal lines of the first surface 21 and the second surface 22 are along the direction of relative movement.
  • the direction from the first surface 21 to the second surface 22 is the positive direction of the X-axis.
  • the state in which the first surface 21 is located at the first end A1 of the relative movement area is defined as the state in which the magnet 2 is located at the first end A1 of the relative movement area.
  • the state in which the second surface 22 is located at the second end A2 of the relative movement area is defined as the state in which the magnet 2 is located at the second end A2 of the relative movement area.
  • a state in which the center of the first surface 21 and the second surface 22 in the relative movement direction is located at the center A0 of the relative movement area is defined as a state in which the magnet 2 is located at the center A0 of the relative movement area.
  • the magnetic sensor 4 detects the relative movement position of the coil 3 and the magnet 2 that move relatively in the first direction due to magnetic interaction.
  • the magnetic sensor 4 detects the relative movement position of the coil 3 and the magnet 2 by detecting the amount of displacement of the magnet 2 along the X-axis from the center A0 of the relative movement area. More specifically, the magnetic sensor 4 detects the magnetic field strength (change in magnetic field strength) along the X-axis direction (relative movement direction), and detects the magnetic field strength (change in magnetic field strength) along the X-axis from the center A0 of the relative movement area. Detect the amount of displacement of 2.
  • the magnetic sensor 4 is fixed to a substrate (not shown) together with the coil 3. As shown in FIGS. 1A and 1B, the magnetic sensor 4 is arranged in line with the magnet 2 in a direction (second direction) orthogonal to the relative movement direction (first direction). In other words, the magnetic sensor 4 and the magnet 2 overlap in plan view from the Z-axis direction. Moreover, the magnetic sensor 4 overlaps with the coil 3 in a plan view from the Y-axis direction (third direction).
  • the overall shape of the magnetic sensor 4 is a rectangular parallelepiped, as shown in FIG.
  • the magnetic sensor 4 has a rectangular shape that is longer in the Y-axis direction (third direction) than in the Z-axis direction (second direction).
  • the width X1 of the magnetic sensor 4 in the X-axis direction (first direction) is 0.15 mm.
  • the width X2 of the magnetic sensor 4 in the Y-axis direction (third direction) is 0.48 mm.
  • the width X3 of the magnetic sensor 4 in the Z-axis direction (second direction) is 0.3 mm.
  • the magnetic sensor 4 includes a base material 40, a first magnetoresistive element 41, a second magnetoresistive element 42, and first to third electrodes 43 to 45.
  • the base material 40 has a rectangular shape that is longer in the Y-axis direction (third direction) than in the Z-axis direction (second direction), for example, when viewed from the X-axis direction (first direction).
  • the base material 40 has electrical insulation properties.
  • the base material 40 is, for example, an alumina substrate.
  • the normal to the main surface of the base material 40 (the surface on which the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 are formed) is along the first direction.
  • the first magnetoresistive element 41 is provided on the base material 40.
  • the first magnetoresistive element 41 is a magnetoresistive sensor (MRS).
  • MRS magnetoresistive sensor
  • the first magnetoresistive element 41 is a giant magnetoresistive (GMR) element. More specifically, the first magnetoresistive element 41 is a current in plane (CIP) type giant magnetoresistive element.
  • the first magnetoresistive element 41 has a first magnetically sensitive surface 411.
  • the first magnetically sensitive surface 411 has a rectangular shape that is longer in the Y-axis direction than in the Z-axis direction when viewed in plan from the X-axis direction (see FIG. 2).
  • the normal line Ax1 (see FIG. 1B) of the first magnetically sensitive surface 411 is along the X-axis direction (first direction). Further, the first magnetically sensitive surface 411 is parallel to the facing surface 20 of the magnet 2.
  • the electrical resistance value of the first magnetoresistive element 41 changes depending on the strength of the magnetic field (magnetic field strength) applied to the first magnetically sensitive surface 411.
  • the electrical resistance value of the first magnetoresistive element 41 changes depending on the magnetic field strength of at least a component along the Z-axis direction (second direction) of the magnetic field applied to the first magnetically sensitive surface 411. do. That is, the first magnetoresistive element 41 detects the magnetic field strength of at least a component along the Z-axis direction of the magnetic field applied to the first magnetically sensitive surface 411.
  • the first magnetically sensitive surface 411 does not detect the magnetic field strength of the component perpendicular to the first magnetically sensitive surface 411 of the magnetic field applied to the first magnetically sensitive surface 411. That is, in the first embodiment, the first magnetically sensitive surface 411 does not detect the magnetic field strength of the component along the X-axis direction (first direction) of the magnetic field applied to the first magnetically sensitive surface 411.
  • the second magnetoresistive element 42 is provided on the base material 40.
  • the second magnetoresistive element 42 is a magnetoresistive element.
  • the second magnetoresistive element 42 is a giant magnetoresistive element. More specifically, the second magnetoresistive element 42 is an in-plane current type giant magnetoresistive element.
  • the second magnetoresistive element 42 has a second magnetically sensitive surface 421.
  • the second magnetically sensitive surface 421 has a rectangular shape that is longer in the Y-axis direction than in the Z-axis direction when viewed from the X-axis direction (see FIG. 2).
  • the normal line Ax2 (see FIG. 1B) of the second magnetically sensitive surface 421 is along the X-axis direction (first direction). Further, the second magnetically sensitive surface 421 is parallel to the opposing surface 20 of the magnet 2.
  • the electrical resistance value of the second magnetoresistive element 42 changes depending on the strength of the magnetic field (magnetic field strength) applied to the second magnetically sensitive surface 421.
  • the electrical resistance value of the second magnetoresistive element 42 changes depending on the magnetic field strength of at least a component along the Z-axis direction (second direction) of the magnetic field applied to the second magnetically sensitive surface 421. do. That is, the second magnetoresistive element 42 detects the magnetic field strength of at least a component along the Z-axis direction of the magnetic field applied to the second magnetically sensitive surface 421.
  • the second magnetically sensitive surface 421 does not detect the magnetic field strength of the component perpendicular to the second magnetically sensitive surface 421 of the magnetic field applied to the second magnetically sensitive surface 421. That is, in the first embodiment, the second magnetically sensitive surface 421 does not detect the magnetic field strength of the component along the X-axis direction (first direction) of the magnetic field applied to the second magnetically sensitive surface 421.
  • the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 have the same size in plan view from the X-axis direction (first direction).
  • the first to third electrodes 43 to 45 are provided on the base material 40.
  • the material of the first to third electrodes 43 to 45 is, for example, copper.
  • the first electrode 43 is an electrode for electrically connecting the high potential side circuit of the power source and the second magnetoresistive element 42 .
  • the second electrode 44 is an electrode for electrically connecting the low potential side circuit of the power source and the first magnetoresistive element 41.
  • the third electrode 45 is an electrode for electrically connecting the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 to the processing section 6 (see FIG. 3).
  • the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 are lined up in the Z-axis direction (second direction), as shown in FIG.
  • first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 are connected in series, as shown in FIG. More specifically, the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 are connected in series between the high potential side circuit and the low potential side circuit of the power supply.
  • the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 constitute a half-bridge circuit.
  • a signal indicating the potential at the connection point P1 between the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 becomes the output signal Vout1.
  • the overall shape of the shield member 5 is a rectangular parallelepiped, as shown in FIG.
  • the shield member 5 is arranged to face the first magnetically sensitive surface 411 of the first magnetoresistive element 41 .
  • the shield member 5 overlaps with the first magnetically sensitive surface 411 of the first magnetoresistive element 41 in a plan view from the X-axis direction (first direction).
  • the size of the shield member 5 is larger than the size of the first magnetically sensitive surface 411, and the first magnetically sensitive surface 411 is covered by the shield member 5.
  • the material of the shield member 5 is, for example, a silicon steel plate. That is, the material of the shield member 5 is a soft magnetic material.
  • the relative magnetic permeability of the shield member 5 is 4000, which is 100 or more.
  • the processing unit 6 detects the relative movement position of the coil 3 and the magnet 2 by processing the output signal Vout1 of the magnetic sensor 4.
  • the processing section 6 is electrically connected to a connection point P1 between the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42, as shown in FIG. That is, the processing unit 6 uses the output signal Vout1 indicating the potential (midpoint potential) of the connection point P1 between the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 as the output signal Vout1 output from the magnetic sensor 4. Process.
  • the processing unit 6 includes, for example, an amplifier (not shown) and a microcomputer (not shown).
  • the amplifier is electrically connected to the magnetic sensor 4, amplifies the output signal Vout1 output from the magnetic sensor 4, and outputs the amplified signal to the microcomputer.
  • the microcomputer detects the relative movement position of the coil 3 and the magnet 2 by processing the output signal Vout1 amplified by the amplifier.
  • a solid line a1 shows the case where the relative magnetic permeability of the shield member 5 is 100
  • a broken line a2 shows the case where the relative magnetic permeability of the material of the shield member 5 is 200.
  • a dashed-dotted line a3 shows the case where the relative magnetic permeability of the material of the shielding member 5 is 500
  • a dashed-two dotted line a4 shows the case where the relative magnetic permeability of the material of the shielding member 5 is 5000.
  • the horizontal axis in FIG. 5 indicates the magnetic field in the Z-axis direction generated from the magnet 2, and the vertical axis in FIG.
  • FIG. 5 indicates the magnetic field applied to the second magnetically sensitive surface 421 in the case of the first arrangement described below.
  • the horizontal axis in FIG. 6 indicates the magnetic field in the Z-axis direction generated from the magnet 2
  • the vertical axis in FIG. 6 indicates the magnetic field applied to the second magnetically sensitive surface 421 in the case of the second arrangement described later. .
  • first magnetically sensitive surface 411 and the second magnetically sensitive surface 421 are arranged along the magnetic field in the Z-axis direction (see arrow B1 in FIG. 2) generated from the magnet 2 (hereinafter referred to as "first arrangement"), ).
  • first magnetoresistive element 41 most of the magnetic field in the Z-axis direction is absorbed by the shield member 5, so the magnetic field in the Z-axis direction applied to the first magnetically sensitive surface 411 is 7% to 12%. (See Figure 4).
  • the second magnetoresistive element 42 a part of the magnetic field in the Z-axis direction absorbed by the shield member 5 is applied to the second magnetically sensitive surface 421, so that the Z-axis direction applied to the second magnetically sensitive surface 421
  • the magnetic field in the direction increases by about 120% (see FIG. 5).
  • the first magnetically sensitive surface 411 and the second magnetically sensitive surface 421 are aligned in a direction (for example, the Y-axis direction) perpendicular to the magnetic field in the Z-axis direction (see arrow B2 in FIG. 2) generated from the magnet 2. (hereinafter referred to as "second arrangement").
  • first magnetoresistive element 41 as in the first arrangement, most of the magnetic field in the Z-axis direction is absorbed by the shield member 5, so that the magnetic field in the Z-axis direction applied to the first magnetically sensitive surface 411 decreases to about 7% to 12% (see Figure 4).
  • the second magnetoresistive element 42 a part of the magnetic field in the Z-axis direction applied to the second magnetically sensitive surface 421 is absorbed by the shield member 5, so that the Z-axis direction magnetic field applied to the second magnetically sensitive surface 421 The magnetic field in the direction decreases to about 80% (see FIG. 6).
  • the detection efficiency of the magnetic sensor 4 increases to about 120%, as shown by the solid line c1 in FIG. Furthermore, in the second arrangement, the detection efficiency of the magnetic sensor 4 decreases to about 80%, as shown by the broken line c2 in FIG. Therefore, by arranging the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 in the first arrangement, it is possible to improve the detection accuracy compared to the case of the second arrangement. In any case, by setting the relative magnetic permeability of the material of the shield member 5 to 100 or more, it is possible to increase the detection efficiency of the magnetic sensor 4 to 70% or more.
  • the detection efficiency is the ratio of the detected magnetic field to the magnetic field generated from the magnet 2 (here, the magnetic field in the Z-axis direction).
  • the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 are arranged in the first arrangement.
  • FIG. 8 shows the relative movement positions of the coil 3 and the magnet 2 with respect to the center A0 of the relative movement area in the relative movement direction (X-axis direction), and the relative movement position of the coil 3 and the magnet 2, and the voltage applied to the first magnetically sensitive surface 411 and the second magnetically sensitive surface 421.
  • 3 is a graph showing the relationship between the magnetic field strength (magnetic field strength) along the Z-axis direction (second direction);
  • the coil 3 and the magnetic sensor 4 are fixed, and the magnet 2 moves relative to the coil 3 and the magnetic sensor 4.
  • the position detection system 1 cannot detect the relative movement position of the magnet 2 and the coil 3. It becomes possible. Therefore, in the following description, the effects of the position detection system 1 will be explained using an example in which the magnet 2 is fixed and the coil 3 and the magnetic sensor 4 move relative to the magnet 2.
  • the magnetic sensor 4 uses the first position P11 as a reference position and is movable between the second position P12 and the third position P13.
  • the first magnetically sensitive surface 411 of the first magnetically resistive element 41 and the second magnetically sensitive surface 421 of the second magnetically resistive element 42 are aligned in the X-axis direction (the 1 direction), it is located at the center A0 (0 mm) of the relative movement area.
  • the magnetic sensor 4 is located at the second position P12, the first magnetically sensitive surface 411 and the second magnetically sensitive surface 421 are moved from the center A0 of the relative movement area by -1.25 mm in the X-axis direction. It is located at end A1.
  • the first magnetically sensitive surface 411 and the second magnetically sensitive surface 421 are moved from the center A0 of the relative movement area by +1.25 mm in the X-axis direction. It is located at the second end A2.
  • the magnetic field in the Z-axis direction generated from the magnet 2 moves from the first position P11 to the second position P12, as shown in FIG. It increases approximately linearly toward position P12.
  • the magnetic field in the Z-axis direction generated from the magnet 2 is shifted from the first position P11 to the third position P13, as shown in FIG. It increases approximately linearly toward the third position P13.
  • the change in the magnetic field in the Z-axis direction from the first position P11 to the second position P12 is approximately equal to the change in the magnetic field in the Z-axis direction from the first position P11 to the third position P13. Therefore, the position detection system 1 can determine whether it is located between the first position P11 and the second position P12 or between the first position P11 and the third position P13 based only on the strength of the magnetic field in the Z-axis direction. It is not possible to determine where it is located.
  • the position detection system 1 can determine the positions of the coil 3 and the magnetic sensor 4 with respect to the magnet 2 based on the strength of the magnetic field in the Z-axis direction and the direction of the current flowing through the coil 3.
  • the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 constitute a half-bridge circuit.
  • the processing unit 6 processes the potential at the connection point P1 between the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 as an output signal Vout1. Therefore, it becomes possible to detect the relative movement position of the coil 3 and the magnet 2 with a simple circuit configuration. Furthermore, since the processing section 6 processes the potential at the connection point P1 between the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 as the output signal Vout1, noise components can be canceled and the S/N ratio becomes good.
  • the change in magnetic field strength in the Z-axis direction is highly linear in the range up to -1.25 mm and up to +1.25 mm from the center A0 of the relative movement area. . Therefore, according to the position detection system 1 according to the first embodiment, it is possible to improve the accuracy of position detection of the coil 3 and the magnet 2.
  • FIG. 9 is a graph showing the output characteristics of the magnetic sensor 4 according to the first embodiment and the output characteristics of the magnetic sensor using a GaAs-based Hall element.
  • a solid line d1 indicates the output characteristic of the magnetic sensor 4 according to the first embodiment
  • a broken line d2 indicates the output characteristic of the magnetic sensor using a GaAs-based Hall element.
  • the position of the center A0 of the relative movement area of the coil 3 and the magnet 2 is 1.25 mm.
  • the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 are CIP type GMR elements.
  • the output signal Vout1 of the magnetic sensor 4 according to the first embodiment has a lower output than the GaAs-based Hall element.
  • the voltage is approximately doubled and the accuracy is improved by more than 10 times.
  • the magnetically sensitive region when using the first peak output of the CIP type GMR film is centered around 100 mT, so it has a high affinity with the magnetic field strength of 80 mT to 120 mT of the magnet used in VCM.
  • the magnet 2 is not limited to a single-pole magnetized magnet, but may be a multi-pole magnetized magnet in which north poles and south poles are alternately arranged.
  • the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 are not limited to GMR elements, but may also be tunnel magnetoresistive (TMR) elements or anisotropic magnetoresistive (AMR) elements. You can.
  • TMR tunnel magnetoresistive
  • AMR anisotropic magnetoresistive
  • the position detection system 1 may be used for linear motors other than VCM.
  • the magnet 2 may be fixed to the main body of the camera module, and the coil 3 may be fixed to the lens of the camera module. In this case, the coil 3 moves relative to the magnet 2 without moving the magnet 2.
  • the arrangement of the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 is not limited to the first arrangement, but may be the second arrangement.
  • the material of the shield member 5 is not limited to silicon steel plate, and may be soft iron, for example. That is, the material of the shield member 5 may be any soft magnetic material. Further, the relative magnetic permeability of the material of the shield member 5 may be 100 or more, for example, any one of 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000, and 5000.
  • the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 are not limited to being lined up along the second direction (Z-axis direction), but may be lined up along the third direction (Y-axis direction). .
  • the normal Ax1 to the first magnetically sensitive surface 411 of the first magnetoresistive element 41 and the normal Ax2 to the second magnetically sensitive surface 421 of the second magnetoresistive element 42 are parallel to the first direction (X-axis direction).
  • the direction is not limited to this, and may be along the third direction (Y-axis direction), for example.
  • the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 may be lined up in the first direction or may be lined up in the second direction.
  • the first electrode 43 may be electrically connected to the first magnetoresistive element 41
  • the second electrode 44 may be electrically connected to the second magnetoresistive element 42. That is, the connection relationship between the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 and the first electrode 43 and the second electrode 44 may be reversed.
  • the relative movement position of the coil 3 and magnet 2 may be detected in a straight line portion to the left of the first position P11 (in the range of -1.25 mm to 0 mm).
  • the first position P11 may be a position offset by 0.625 mm in the negative direction of the X-axis from the center A0 of the relative movement area (a position of -0.625 mm).
  • the second position P12 is a position moved by 0.625 mm in the negative direction of the X-axis from the first position P11 (-1.25 mm position), and the position is moved in the positive direction of the X-axis from the first position P11.
  • the position moved by 0.625 mm (0 mm position) becomes the third position P13.
  • the relative movement position of the coil 3 and the magnet 2 may be detected in a straight line portion to the right of the first position P11 (range from 0 mm to +1.25 mm).
  • the first position P11 may be a position offset by 0.625 mm in the positive direction of the X-axis from the center A0 of the relative movement area (+0.625 mm position).
  • the second position P12 is a position (0 mm position) moved by 0.625 mm in the negative direction of the X-axis from the first position P11, and 0.625 mm in the positive direction of the X-axis from the first position P11.
  • the moved position (1.25 mm position) becomes the third position P13. In these cases, it becomes possible to detect the relative movement position only by the magnetic field strength without considering the direction of the current flowing through the coil 3.
  • the normal line Ax1 of the first magnetically sensitive surface 411 of the first magnetoresistive element 41 and the normal line Ax2 of the second magnetically sensitive surface 421 of the second magnetoresistive element 42 are in the Z-axis direction.
  • the position detection system 1 is different from the position detection system 1 according to the first embodiment in that it is along the (second direction). Furthermore, the position detection system 1 according to the second embodiment is different from the position detection system 1 according to the first embodiment in that the magnetic sensor 4 is offset by an offset amount L1 in the X-axis direction from the center A0 of the relative movement area. differ.
  • the position detection system 1 according to the second embodiment includes a magnet 2, a coil 3, a magnetic sensor 4, and a shield member 5, as shown in FIGS. 11A and 11B. Furthermore, the position detection system 1 according to the second embodiment further includes a processing section 6 (see FIG. 3). The coil 3 and the magnetic sensor 4 are fixed to a substrate (not shown) as in the first embodiment.
  • the magnetic sensor 4 includes a base material 40, a first magnetoresistive element 41, a second magnetoresistive element 42, and first to third electrodes 43 to 45 (see FIG. 2).
  • the first magnetoresistive element 41 has a first magnetically sensitive surface 411 .
  • the second magnetoresistive element 42 has a second magnetically sensitive surface 421 .
  • the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 are arranged in the X-axis direction (first direction). Further, the normal line Ax1 of the first magnetically sensitive surface 411 of the first magnetoresistive element 41 and the normal line Ax2 of the second magnetically sensitive surface 421 of the second magnetically resistive element 42 are aligned along the Z-axis direction (second direction). ing.
  • the normal line Ax1 of the first magnetically sensitive surface 411 and the normal line Ax2 of the second magnetically sensitive surface 421 are parallel to the winding axis (not shown) of the coil 3. Furthermore, the magnetic sensor 4 is offset by an offset amount L1 in the negative direction of the X-axis from the center A0 of the relative movement area.
  • the offset amount L1 is, for example, 1.75 mm.
  • the shield member 5 faces the first magnetoresistive element 41 in the Z-axis direction (second direction).
  • FIG. 12 shows the relative movement positions of the coil 3 and the magnet 2 with respect to the center A0 of the relative movement area in the relative movement direction (X-axis direction), and the relative movement positions of the coil 3 and the magnet 2, and the voltage applied to the first magnetically sensitive surface 411 and the second magnetically sensitive surface 421.
  • 3 is a graph showing the relationship between the magnetic field strength (magnetic field strength) along the Z-axis direction (second direction);
  • the magnetic sensor 4 uses the first position P21 as a reference position and is movable between the second position P22 and the third position P23.
  • the first position P21 is a position offset by 1.75 mm in the negative direction of the X-axis from the center A0 of the relative movement area.
  • the second position P22 is a position obtained by moving the magnetic sensor 4 by 0.75 mm in the negative direction of the X-axis from the first position P21 (-2.5 mm position).
  • the third position P23 is a position obtained by moving the magnetic sensor 4 by 0.75 mm in the positive direction of the X-axis from the first position P21 (-1.0 mm position). Therefore, in the second embodiment, the coil 3 and the magnetic sensor 4 can move by 1.5 mm with respect to the magnet 2.
  • the magnetic sensor 4 detects a magnetic field in the X-axis direction that is parallel to the first magnetically sensitive surface 411 and the second magnetically sensitive surface 421, and detects a magnetic field in the Z-axis direction that is perpendicular to the first magnetically sensitive surface 411 and the second magnetically sensitive surface 421. Does not detect magnetic fields in any direction.
  • the magnetic field generated by the coil 3 is also along the Z-axis direction, and the magnetic sensor 4 does not detect the magnetic field from the coil 3 either. That is, in the second embodiment, since the magnetic field detected by the magnetic sensor 4 can be directly recognized as position information, there is no need to remove the magnetic field from the coil 3 in subsequent processing.
  • the position detection system 1 can detect the relative movement position of the coil 3 and the magnet 2 based on the strength of the magnetic field detected by the magnetic sensor 4.
  • FIG. 13 is a graph showing the output characteristics of the magnetic sensor 4 according to the second embodiment and the output characteristics of the magnetic sensor using a GaAs-based Hall element.
  • a solid line f1 shows the output characteristics of the magnetic sensor 4 according to the second embodiment
  • a broken line f2 shows the output characteristics of the magnetic sensor using a GaAs-based Hall element.
  • the position of the center A0 of the relative movement area of the coil 3 and the magnet 2 is 1.25 mm.
  • the magnetic sensor 4 according to the second embodiment can detect the relative movement position of the coil 3 and the magnet 2 within a range of up to 0.75 mm in the positive direction of the X-axis, and up to 0.75 mm in the negative direction of the X-axis.
  • the relative movement position can be detected within the range of .
  • a magnetic sensor using a GaAs-based Hall element can detect the relative movement position of the coil 3 and magnet 2 within a range of up to 0.5 mm in the positive direction of the X-axis, and 0.5 mm in the negative direction of the X-axis.
  • Relative movement position can be detected within a range of up to .5mm. That is, according to the magnetic sensor 4 according to the second embodiment, it is possible to widen the detection range of the relative movement position of the coil 3 and the magnet 2 compared to a magnetic sensor using a GaAs-based Hall element.
  • the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 are not limited to being lined up along the X-axis direction (first direction), but may also be lined up along the Y-axis direction (third direction). good.
  • a position (+1.75 mm position) offset by 1.75 mm in the positive direction of the X-axis from the center A0 of the relative movement area in the relative movement direction (X-axis direction) may be set as the first position P21.
  • a position moved by 0.75 mm in the negative direction of the X-axis from the first position P21 (+1 mm position) becomes the second position P22, and moved 0.75 mm in the positive direction of the X-axis from the first position P21.
  • the position (+2.5 mm position) becomes the third position P23. That is, in FIG. 12, the relative movement position of the coil 3 and the magnet 2 may be detected in a straight line portion on the right side (+1 mm to +2.5 mm) of the center A0 of the relative movement area.
  • Embodiment 2 can be employed in appropriate combination with the various configurations (including modified examples) described in Embodiment 1.
  • the position detection system 1 according to the third embodiment is different from the position detection system 1 according to the first embodiment in that the magnetic sensor 4 further includes a first magnetoresistive element 41a and a second magnetoresistive element 42a connected in series. This is different from system 1.
  • the position detection system 1 according to the third embodiment includes a magnet 2, a coil 3, a magnetic sensor 4, and a shield member 5. Further, the position detection system 1 according to the third embodiment further includes a processing section 6.
  • the overall shape of the magnetic sensor 4 is a rectangular parallelepiped, as shown in FIG.
  • the magnetic sensor 4 has a rectangular shape that is longer in the Z-axis direction (second direction) than in the Y-axis direction (third direction).
  • the width X1 of the magnetic sensor 4 in the X-axis direction (first direction) is 0.15 mm.
  • the width X2 of the magnetic sensor 4 in the Y-axis direction (third direction) is 0.36 mm.
  • the width X3 of the magnetic sensor 4 in the Z-axis direction (second direction) is 0.7 mm.
  • the magnetic sensor 4 includes a base material 40, a plurality of (two in the illustrated example) first magnetoresistive elements 41, 41a, and a plurality (two in the illustrated example) of second magnetoresistive elements. 42, 42a, and first to fourth electrodes 43, 44, 45a, 45b.
  • the plurality of first magnetoresistive elements 41 and 41a and the plurality of second magnetoresistive elements 42 and 42a are provided on the base material 40.
  • the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 are lined up in the Z-axis direction (second direction). Further, the first magnetoresistive element 41a and the second magnetoresistive element 42a are arranged in the Z-axis direction (second direction). Further, the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42a are arranged in the Y-axis direction (third direction). Further, the first magnetoresistive element 41a and the second magnetoresistive element 42 are arranged in the Y-axis direction (third direction).
  • the first electrode 43 is an electrode for electrically connecting the first magnetoresistive element 41a and the second magnetoresistive element 42 to the high potential side circuit of the power supply.
  • the second electrode 44 is an electrode for electrically connecting the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42a to the low potential side circuit of the power source.
  • the third electrode 45a is an electrode for electrically connecting the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 to the processing section 6 (see FIG. 15).
  • the fourth electrode 45b is an electrode for electrically connecting the first magnetoresistive element 41a and the second magnetoresistive element 42a to the processing section 6 (see FIG. 15).
  • a first half-bridge circuit is configured by a first magnetoresistive element 41 and a second magnetoresistive element 42. That is, the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 are connected in series.
  • a second half-bridge circuit is configured by the first magnetoresistive element 41a and the second magnetoresistive element 42a. That is, the first magnetoresistive element 41a and the second magnetoresistive element 42a are connected in series.
  • the magnetic sensor 4 includes two sets of first magnetoresistive elements 41, 41a and second magnetoresistive elements 42, 42a connected in series.
  • a full bridge circuit is configured by the first half bridge circuit and the second half bridge circuit.
  • a signal indicating the potential of the connection point P1 between the first magnetoresistive element 41 and the second magnetoresistive element 42 is output as the output signal Vout1 of the magnetic sensor 4.
  • the full bridge circuit outputs a signal indicating the potential of the connection point P2 between the first magnetoresistive element 41a and the second magnetoresistive element 42a as the output signal Vout2 of the magnetic sensor 4. That is, the processing unit 6 uses signals representing the potentials of the connection points P1 and P2 in each of the two combinations as output signals Vout1 and Vout2. In this case, compared to the case where the magnetic sensor is configured with a half-bridge circuit, it is possible to increase the output voltage, and as a result, it is possible to improve detection accuracy.
  • Embodiment 3 can be employed in appropriate combination with the various configurations (including modified examples) described in Embodiments 1 and 2.
  • the position detection system (1) includes a coil (3), a magnet (2), a magnetic sensor (4), and a shield member (5).
  • the coil (3) and the magnet (2) move relative to each other in the first direction due to magnetic interaction.
  • the magnetic sensor (4) detects the relative movement position of the coil (3) and the magnet (2).
  • the shield member (5) is made of soft magnetic material.
  • the magnetic sensor (4) includes a first magnetoresistive element (41, 41a) and a second magnetoresistive element (42, 42a).
  • the first magnetoresistive element (41, 41a) has a first magnetically sensitive surface (411, 411a).
  • the second magnetoresistive element (42, 42a) has a second magnetically sensitive surface (421, 421a) and is connected in series with the first magnetoresistive element (41, 41a).
  • the magnetic sensor (4) is aligned with the magnet (2) in a second direction orthogonal to the first direction.
  • the first magnetoresistive element (41, 41a) is arranged such that the first magnetically sensitive surface (411, 411a) faces the shield member (5).
  • the first magnetoresistive element (41, 41a) and the second magnetoresistive element (42, 42a) are in-plane current type giant magnetoresistive It is an effect element.
  • the normal (Ax1) of the first magnetically sensitive surface (411, 411a) of the first magnetoresistive element (41, 41a) and the normal line (Ax2) of the second magnetically sensitive surface (421, 421a) of the second magnetoresistive element (42, 42a) are along the second direction.
  • the normal (Ax1) of the first magnetically sensitive surface (411, 411a) and the normal of the second magnetically sensitive surface (421, 421a) (Ax2) is parallel to the winding axis of the coil (3).
  • the first magnetoresistive element (41, 41a) and the second magnetoresistive element (42, 42a) are arranged in the first direction. , or lined up in the third direction.
  • the third direction is a direction perpendicular to the first direction and the second direction.
  • the normal (Ax1) of the first magnetically sensitive surface (411, 411a) of the first magnetoresistive element (41, 41a) and the normal line (Ax2) of the second magnetically sensitive surface (421, 421a) of the second magnetoresistive element (42, 42a) are along the first direction or the third direction.
  • the third direction is a direction perpendicular to the first direction and the second direction.
  • the first magnetoresistive element (41, 41a) and the second magnetoresistive element (42, 42a) are arranged in the first direction and in the second direction. direction, or lined up in a third direction.
  • the material of the shield member (5) is soft iron or silicon steel plate.
  • the magnetic field applied to the first magnetically sensitive surface (411, 411a) of the first magnetoresistive element (41, 41a) and the second magnetically sensitive surface of the second magnetoresistive element (42, 42a) It becomes possible to increase the difference between the magnetic field applied to (421, 421a) and the magnetic field applied to (421, 421a).
  • the relative magnetic permeability of the material of the shield member (5) is 100 or more.
  • the magnetic field applied to the first magnetically sensitive surface (411, 411a) of the first magnetoresistive element (41, 41a) and the second magnetically sensitive surface of the second magnetoresistive element (42, 42a) It becomes possible to increase the difference between the magnetic field applied to (421, 421a) and the magnetic field applied to (421, 421a).
  • the position detection system (1) in any one of the first to ninth aspects, further includes a processing section (6).
  • the processing unit (6) detects the relative movement position by processing the output signals (Vout1, Vout2) of the magnetic sensor (4).
  • the processing unit (6) is configured to connect the first magnetoresistive element (41, 41a) and the second magnetoresistive element (42, 42a). Let the signals representing the potentials of the connection points (P1, P2) be output signals (Vout1, Vout2).
  • the magnetic sensor (4) includes a first magnetoresistive element (41, 41a) and a second magnetoresistive element (42, 41a) connected in series. It has two combinations of 42a).
  • the processing unit (6) outputs signals representing the potentials of the connection points (P1, P2) in each of the two combinations as output signals (Vout1, Vout2).
  • a magnetic sensor (4) is a magnetic sensor (4) that detects the relative movement position of a coil (3) and a magnet (2) that move relatively in the first direction due to magnetic interaction.
  • the magnetic sensor (4) includes a first magnetoresistive element (41; 41a) and a second magnetoresistive element (42; 42a).
  • the first magnetoresistive element (41; 41a) has a first magnetically sensitive surface (411; 411a).
  • the second magnetoresistive element (42, 42a) has a second magnetically sensitive surface (421; 421a) and is connected in series with the first magnetoresistive element (41; 41a).
  • the magnetic sensor (4) is aligned with the magnet (2) in a second direction orthogonal to the first direction.
  • the first magnetoresistive element (41; 41a) is arranged such that the first magnetically sensitive surface (411; 411a) faces the shield member (5) made of a soft magnetic material.
  • the configurations according to the second to twelfth aspects are not essential to the position detection system (1) and can be omitted as appropriate.
  • Position detection system 2 Magnet 3 Coil 4 Magnetic sensor 5 Shield member 6 Processing section 41, 41a First magnetoresistive element 42, 42a Second magnetoresistive element 411, 411a First magnetically sensitive surface 421, 421a Second magnetically sensitive surface Ax1 ,Ax2 Normal lines P1, P2 Connection points Vout1, Vout2 Output signal

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

本開示の課題は、位置検知の精度を向上させることである。位置検知システムは、コイル及び磁石と、磁気センサ（４）と、シールド部材（５）と、を備える。コイル及び磁石は、磁気的相互作用により第１方向において相対移動する。磁気センサ（４）は、コイル及び磁石の相対移動位置を検知する。シールド部材（５）は、軟磁性体を材料とする。磁気センサ（４）は、第１磁気抵抗素子（４１）と、第２磁気抵抗素子（４２）と、を有する。第１磁気抵抗素子（４１）は、第１感磁面（４１１）を有する。第２磁気抵抗素子（４２）は、第２感磁面（４２１）を有し、第１磁気抵抗素子（４１）と直列に接続されている。磁気センサ（４）は、第２方向において磁石と並んでいる。第１磁気抵抗素子（４１）は、第１感磁面（４１１）がシールド部材（５）と対向するように配置されている。

Description

位置検知システム及び磁気センサ
　本開示は、一般に位置検知システム及び磁気センサに関し、より詳細には、コイル及び磁石の相対移動位置を検知する位置検知システム及び磁気センサに関する。
　特許文献１には、携帯機器に用いられるポインティングデバイスが記載されている。特許文献１に記載のポインティングデバイスは、２つのホール素子の出力差でフェライト磁石の位置を検知する。
特開２００３－３１８４５９号公報
　ところで、特許文献１に記載のようなポインティングデバイス（位置検知システム）では、位置検知の精度を向上させることが望まれている。
　本開示の目的は、位置検知の精度を向上させることが可能な位置検知システム及び磁気センサを提供することにある。
　本開示の一態様に係る位置検知システムは、コイル及び磁石と、磁気センサと、シールド部材と、を備える。前記コイル及び前記磁石は、磁気的相互作用により第１方向において相対移動する。前記磁気センサは、前記コイル及び前記磁石の相対移動位置を検知する。前記シールド部材は、軟磁性体を材料とする。前記磁気センサは、第１磁気抵抗素子と、第２磁気抵抗素子と、を有する。前記第１磁気抵抗素子は、第１感磁面を有する。前記第２磁気抵抗素子は、第２感磁面を有し、前記第１磁気抵抗素子と直列に接続されている。前記磁気センサは、第２方向において前記磁石と並んでいる。前記第２方向は、前記第１方向と直交する方向である。前記第１磁気抵抗素子は、前記第１感磁面が前記シールド部材と対向するように配置されている。
　本開示の一態様に係る磁気センサは、磁気的相互作用により第１方向において相対移動するコイル及び磁石の相対移動位置を検知する磁気センサである。前記磁気センサは、第１磁気抵抗素子と、第２磁気抵抗素子と、を備える。前記第１磁気抵抗素子は、第１感磁面を有する。前記第２磁気抵抗素子は、第２感磁面を有し、前記第１磁気抵抗素子と直列に接続されている。前記磁気センサは、第２方向において前記磁石と並んでいる。前記第２方向は、前記第１方向と直交する方向である。前記第１磁気抵抗素子は、前記第１感磁面がシールド部材と対向するように配置されている。前記シールド部材は、軟磁性体を材料とする。
図１Ａは、実施形態１に係る位置検知システムの正面図である。図１Ｂは、同上の位置検知システムの側面図である。 図２は、同上の位置検知システムの磁気センサの斜視図である。 図３は、同上の磁気センサの接続態様を示す等価回路図である。 図４は、同上の位置検知システムに関し、外部磁界と印加磁界との関係を示すグラフである。 図５は、同上の位置検知システムに関し、外部磁界と印加磁界との関係を示す別のグラフである。 図６は、同上の位置検知システムに関し、外部磁界と印加磁界との関係を示す更に別のグラフである。 図７は、同上の位置検知システムに関し、シールド部材の比透磁率と磁気センサの検出効率との関係を示すグラフである。 図８は、同上の位置検知システムに関し、コイル及び磁石の相対移動位置と磁界強度との関係を示すグラフである。 図９は、同上の磁気センサの出力特性とＧａＡｓ系ホール素子を用いた磁気センサの出力特性とを示すグラフである。 図１０は、ＣＩＰ型ＧＭＲ素子における抵抗値変化率と磁界強度との関係を示すグラフである。 図１１Ａは、実施形態２に係る位置検知システムの正面図である。図１１Ｂは、同上の位置検知システムの側面図である。 図１２は、同上の位置検知システムに関し、コイル及び磁石の相対移動位置と磁界強度との関係を示すグラフである。 図１３は、同上の磁気センサの出力特性とＧａＡｓ系ホール素子を用いた磁気センサの出力特性とを示すグラフである。 図１４は、実施形態３に係る位置検知システムの磁気センサの斜視図である。 図１５は、同上の磁気センサの接続態様を示す等価回路図である。
　以下、実施形態１～３に係る位置検知システム及び磁気センサについて、図面を参照して説明する。下記の実施形態１～３において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、下記の実施形態１～３で説明する構成は本開示の一例にすぎない。本開示は、下記の実施形態１～３に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
　また、図面中のＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は互いに直交している。図面中のＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は一例であり、位置検知システム１の使用時の方向を規定する趣旨ではない。さらに、図面中のＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。
　また、本開示でいう「直交（垂直）」は、二者間の角度が厳密に９０度である状態だけでなく、二者間の角度が所定差（例えば、±１０度）の範囲内で９０度でない状態も含む意味である。本開示でいう「平行」についても同様に、厳密に二者が交わらない状態だけでなく、二者間の角度が所定差（例えば、±１０度）の範囲内に収まっている状態も含む意味である。
　（実施形態１）
　（１）概要
　まず、実施形態１に係る位置検知システム１の概要について、図１Ａ、図１Ｂ及び図２を参照して説明する。
　実施形態１に係る位置検知システム１は、例えば、モータに用いられる。モータは、例えば、スマートフォン等の携帯端末の内蔵カメラ（カメラモジュール）のフォーカス調整に用いられる。モータは、例えば、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）である。
　実施形態１に係る位置検知システム１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、磁石２と、コイル３と、磁気センサ４と、シールド部材５と、を備える。なお、以下の説明では、図１Ａ及び図１Ｂにおいて、Ｘ軸に沿った方向（Ｘ軸方向）を第１方向、Ｚ軸に沿った方向（Ｚ軸方向）を第２方向、Ｙ軸に沿った方向（Ｙ軸方向）を第３方向と呼ぶことがある。
　コイル３及び磁石２は、コイル３及び磁石２の磁気的相互作用により相対移動方向（第１方向）において相対移動する。本開示でいう「磁気的相互作用」とは、磁石２から発生する磁界とコイル３から発生する磁界との相互作用を意味する。また、「相対移動」は、２つの物体のうちの一方が他方に対して移動すること、２つの物体のうちの他方が一方に対して移動すること、２つの物体が互いに移動すること、を含み得る。実施形態１の相対移動方向は、Ｘ軸方向（第１方向）である。実施形態１では、コイル３の位置は固定されており、磁石２がコイル３に対して移動する場合を例示する。なお、実施形態１では、磁石２は、相対移動方向における第１端Ａ１から第２端Ａ２までの相対移動エリアにおいて、相対移動方向における第１端Ａ１と第２端Ａ２との中心である相対移動エリアの中心Ａ０を基準として移動する。図１Ｂの例では、磁石２の移動方向を白抜き矢印で示している。
　磁気センサ４は、コイル３及び磁石２の相対移動位置を検知する。磁気センサ４は、図２に示すように、第１磁気抵抗素子４１と、第２磁気抵抗素子４２と、を有する。第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とは直列に接続されている（図３参照）。本開示でいう「相対移動位置を検知する」とは、コイル３及び磁石２の相対移動の大きさ（距離）を検知すること、コイル３及び磁石２の相対移動位置を検知すること、を含み得る。磁気センサ４は、第１方向と直交する第２方向（Ｚ軸方向）において、磁石２と並んでいる。
　第１磁気抵抗素子４１は、第１感磁面４１１を有する。また、第２磁気抵抗素子４２は、第２感磁面４２１を有する。第１磁気抵抗素子４１は、第１感磁面４１１がシールド部材５と対向するように配置されている。
　本開示でいう「第１感磁面及び第２感磁面」は、少なくともＸ軸方向又はＺ軸方向に沿った磁界の強度（磁界強度の変化）に応じて電気抵抗値を変化させるように形成された面である。実施形態１では、第１感磁面４１１及び第２感磁面４２１は、少なくともＺ軸方向に沿った磁界強度の変化に応じて電気抵抗値を変化させる。また、実施形態１では、第１感磁面４１１及び第２感磁面４２１は、Ｚ軸及びＹ軸と平行な面である。すなわち、第１感磁面４１１及び第２感磁面４２１は、ＹＺ平面と平行な面である。第１感磁面４１１及び第２感磁面４２１は、磁界の強度の検知において、面に対して等方性を有する。
　実施形態１に係る位置検知システム１では、第１磁気抵抗素子４１は、第１感磁面４１１がシールド部材５と対向するように配置されている。磁気センサ４に対して印加される磁界のうち第１磁気抵抗素子４１の第１感磁面４１１に印加される磁界の一部がシールド部材５によって吸収されるため、第１感磁面４１１に印加される磁界が減少する。これにより、第１磁気抵抗素子４１の第１感磁面４１１に印加される磁界と、第２磁気抵抗素子４２の第２感磁面４２１に印加される磁界と、の差分を大きくすることが可能となり、その結果、位置検知の精度を向上させることが可能となる。
　（２）詳細
　次に、実施形態１に係る位置検知システム１の詳細な構成について、図１～図３を参照して説明する。
　位置検知システム１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、磁石２と、コイル３と、磁気センサ４と、シールド部材５と、を備える。また、位置検知システム１は、処理部６（図３参照）を更に備える。実施形態１では、位置検知システム１がＶＣＭに用いられ、ＶＣＭがカメラモジュールのフォーカス調整に用いられる場合を例示する。また、実施形態１では、磁石２がカメラモジュールのレンズに固定され、コイル３がカメラモジュールの本体部に固定されている場合を例示する。
　（２．１）コイル
　コイル３は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、Ｚ軸に沿った巻回軸（図示せず）を中心として、例えば銅等の導線が巻回されている。コイル３は、Ｚ軸方向（第２方向）において、磁石２と並ぶように配置されている。言い換えると、Ｚ軸方向からの平面視において、コイル３と磁石２とは重なっている。なお、Ｚ軸方向において、磁石２からコイル３に向かう向きがＺ軸の正の向きである。
　コイル３は、例えば、電源回路（図示せず）から電力が供給されることで磁界を発生させる。コイル３から発生する磁界と、磁石２から発生する磁界との相互作用により、Ｘ軸方向（第１方向）に沿って磁石２がコイル３に対して相対移動する。言い換えると、コイル３は、Ｘ軸方向に沿って磁石２を駆動（移動）させる駆動部として機能する。
　また、コイル３は、コイル３に流れる電流の向きが切り替えられることにより、Ｘ軸の正の向き及びＸ軸の負の向きに磁石２を移動させる。具体的には、コイル３は、相対移動エリアの中心Ａ０からＸ軸の正の向きに第２端Ａ２まで磁石２を移動させ、相対移動エリアの中心Ａ０からＸ軸の負の向きに第１端Ａ１まで磁石２を移動させる。相対移動エリアの中心Ａ０から第１端Ａ１又は第２端Ａ２までの距離は、例えば、１．２５ｍｍである。すなわち、第１方向におけるコイル３及び磁石２の相対移動範囲は、相対移動エリアの中心Ａ０から－１．２５ｍｍまでの範囲（第１端Ａ１側の範囲）、及び、相対移動エリアの中心Ａ０から＋１．２５ｍｍまでの範囲（第２端Ａ２側の範囲）を含む。なお、実施形態１では、磁石２がコイル３に対して移動していない状態（コイル３に電力が供給されていない状態）において、相対移動エリアの中心Ａ０と、コイル３の巻回軸の位置（コイル３の中心）と、磁石２の中心と、磁気センサ４の中心とが一致している。
　実施形態１では、磁石２がＸ軸の正の向き及びＸ軸の負の向きに移動することで、磁石２が取り付けられたレンズもＸ軸の正の向き及びＸ軸の負の向きに移動し、これによりフォーカス調整の機能が実現される。
　（２．２）磁石
　磁石２は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、Ｘ軸方向における一端（図１Ａの上端）がＮ極であり、他端（図１Ａの下端）がＳ極である単極着磁の磁石である。磁石２は、例えば、ネオジム磁石である。
　磁石２は、例えば、矩形平板状に形成されている。より詳細には、磁石２は、Ｚ軸方向（第２方向）からの平面視において、Ｙ軸方向（第３方向）よりもＸ軸方向（第１方向）に長い矩形状である。磁石２の厚さは、Ｚ軸方向に沿っている。また、磁石２の長手方向は、磁石２の磁化方向に沿っている。本開示でいう「磁化方向」は、Ｎ極とＳ極とを結ぶ直線に沿う方向である。磁石２の長手方向（磁化方向）は、相対移動方向（Ｘ軸）に沿っている。また、磁石２の短手方向はＹ軸方向に沿っている。
　磁石２は、着磁面（対向面）２０を有する。対向面２０は、Ｚ軸方向においてコイル３及び磁気センサ４と対向する面である。対向面２０の法線は、Ｚ軸に沿っている。また、磁石２は、第１面２１と、第２面２２と、を更に有する。第１面２１と第２面２２とは、相対移動方向において並んでいる。第１面２１及び第２面２２は、対向面２０と直交する。第１面２１及び第２面２２の法線は、相対移動方向に沿っている。第１面２１から第２面２２に向かう向きがＸ軸の正の向きである。
　なお、以下の説明において、第１面２１が相対移動エリアの第１端Ａ１に位置する状態を、磁石２が相対移動エリアの第１端Ａ１に位置する状態とする。また、第２面２２が相対移動エリアの第２端Ａ２に位置する状態を、磁石２が相対移動エリアの第２端Ａ２に位置する状態とする。また、相対移動方向における第１面２１と第２面２２との中心が、相対移動エリアの中心Ａ０に位置する状態を、磁石２が相対移動エリアの中心Ａ０に位置する状態とする。
　（２．３）磁気センサ
　磁気センサ４は、上述したように、磁気的相互作用により第１方向において相対移動するコイル３及び磁石２の相対移動位置を検知する。磁気センサ４は、相対移動エリアの中心Ａ０からのＸ軸に沿った磁石２の変位量を検知することで、コイル３及び磁石２の相対移動位置を検知する。より具体的には、磁気センサ４は、Ｘ軸方向（相対移動方向）に沿った磁界強度（磁界強度の変化）を検知することで、相対移動エリアの中心Ａ０からのＸ軸に沿った磁石２の変位量を検知する。
　磁気センサ４は、コイル３と共に基板（図示せず）に固定されている。磁気センサ４は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、相対移動方向（第１方向）と直交する方向（第２方向）において、磁石２と並ぶように配置されている。言い換えると、Ｚ軸方向からの平面視において、磁気センサ４と磁石２とは重なっている。また、磁気センサ４は、Ｙ軸方向（第３方向）からの平面視において、コイル３と重なっている。
　磁気センサ４の全体形状は、図２に示すように、直方体状である。Ｘ軸方向（第１方向）からの平面視において、磁気センサ４は、Ｚ軸方向（第２方向）よりもＹ軸方向（第３方向）に長い矩形状である。一例として、Ｘ軸方向（第１方向）における磁気センサ４の幅Ｘ１は、０．１５ｍｍである。また、Ｙ軸方向（第３方向）における磁気センサ４の幅Ｘ２は、０．４８ｍｍである。また、Ｚ軸方向（第２方向）における磁気センサ４の幅Ｘ３は、０．３ｍｍである。
　磁気センサ４は、基材４０と、第１磁気抵抗素子４１と、第２磁気抵抗素子４２と、第１～第３電極４３～４５と、を有する。
　基材４０は、例えば、Ｘ軸方向（第１方向）からの平面視において、Ｚ軸方向（第２方向）よりもＹ軸方向（第３方向）に長い矩形状である。基材４０は、電気絶縁性を有する。基材４０は、例えば、アルミナ基板である。基材４０の主面（第１磁気抵抗素子４１及び第２磁気抵抗素子４２が形成されている面）の法線は、第１方向に沿っている。
　第１磁気抵抗素子４１は、基材４０に設けられている。第１磁気抵抗素子４１は、磁気抵抗効果素子（ＭＲＳ：Magneto Resistive Sensor）である。実施形態１では一例として、第１磁気抵抗素子４１は、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ：Giant Magneto Resistance）素子である。より具体的には、第１磁気抵抗素子４１は、面内電流（ＣＩＰ：current in plane）型巨大磁気抵抗効果素子である。
　第１磁気抵抗素子４１は、第１感磁面４１１を有する。第１感磁面４１１は、Ｘ軸方向からの平面視において、Ｚ軸方向よりもＹ軸方向に長い矩形状である（図２参照）。第１感磁面４１１の法線Ａｘ１（図１Ｂ参照）は、Ｘ軸方向（第１方向）に沿っている。また、第１感磁面４１１は、磁石２の対向面２０と平行である。
　第１磁気抵抗素子４１の電気抵抗値は、第１感磁面４１１に印加される磁界の強度（磁界強度）に応じて変化する。実施形態１では、第１磁気抵抗素子４１の電気抵抗値は、第１感磁面４１１に印加される磁界のうち少なくともＺ軸方向（第２方向）に沿った成分の磁界強度に応じて変化する。すなわち、第１磁気抵抗素子４１は、第１感磁面４１１に印加される磁界のうち少なくともＺ軸方向に沿った成分の磁界強度を検知する。
　また、第１感磁面４１１は、第１感磁面４１１に印加される磁界のうち第１感磁面４１１に垂直な成分の磁界強度を検知しない。すなわち、実施形態１では、第１感磁面４１１は、第１感磁面４１１に印加される磁界のうちＸ軸方向（第１方向）に沿った成分の磁界強度を検知しない。
　第２磁気抵抗素子４２は、基材４０に設けられている。第２磁気抵抗素子４２は、磁気抵抗効果素子である。実施形態１では一例として、第２磁気抵抗素子４２は、巨大磁気抵抗効果素子である。より具体的には、第２磁気抵抗素子４２は、面内電流型巨大磁気抵抗効果素子である。
　第２磁気抵抗素子４２は、第２感磁面４２１を有する。第２感磁面４２１は、Ｘ軸方向からの平面視において、Ｚ軸方向よりもＹ軸方向に長い矩形状である（図２参照）。第２感磁面４２１の法線Ａｘ２（図１Ｂ参照）は、Ｘ軸方向（第１方向）に沿っている。また、第２感磁面４２１は、磁石２の対向面２０と平行である。
　第２磁気抵抗素子４２の電気抵抗値は、第２感磁面４２１に印加される磁界の強度（磁界強度）に応じて変化する。実施形態１では、第２磁気抵抗素子４２の電気抵抗値は、第２感磁面４２１に印加される磁界のうち少なくともＺ軸方向（第２方向）に沿った成分の磁界強度に応じて変化する。すなわち、第２磁気抵抗素子４２は、第２感磁面４２１に印加される磁界のうち少なくともＺ軸方向に沿った成分の磁界強度を検知する。
　また、第２感磁面４２１は、第２感磁面４２１に印加される磁界のうち第２感磁面４２１に垂直な成分の磁界強度を検知しない。すなわち、実施形態１では、第２感磁面４２１は、第２感磁面４２１に印加される磁界のうちＸ軸方向（第１方向）に沿った成分の磁界強度を検知しない。
　第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とは、Ｘ軸方向（第１方向）からの平面視において同じ大きさである。
　第１～第３電極４３～４５は、基材４０に設けられている。第１～第３電極４３～４５の材料は、例えば、銅である。第１電極４３は、電源の高電位側回路と第２磁気抵抗素子４２とを電気的に接続するための電極である。第２電極４４は、電源の低電位側電路と第１磁気抵抗素子４１とを電気的に接続するための電極である。第３電極４５は、第１磁気抵抗素子４１及び第２磁気抵抗素子４２と処理部６（図３参照）とを電気的に接続するための電極である。
　第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とは、図２に示すように、Ｚ軸方向（第２方向）に並んでいる。
　また、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とは、図３に示すように、直列に接続されている。より詳細には、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とは、電源の高電位側電路と低電位側電路との間において直列に接続されている。第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とは、ハーフブリッジ回路を構成する。磁気センサ４では、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２との接続点Ｐ１の電位を示す信号が出力信号Ｖｏｕｔ１となる。
　（２．４）シールド部材
　シールド部材５の全体形状は、図２に示すように、直方体状である。シールド部材５は、第１磁気抵抗素子４１の第１感磁面４１１と対向するように配置されている。言い換えると、シールド部材５は、Ｘ軸方向（第１方向）からの平面視において、第１磁気抵抗素子４１の第１感磁面４１１と重なっている。Ｘ軸方向からの平面視において、シールド部材５の大きさは第１感磁面４１１の大きさよりも大きく、第１感磁面４１１はシールド部材５により覆われている。シールド部材５の材料は、例えば、ケイ素鋼板である。すなわち、シールド部材５の材料は軟磁性体である。シールド部材５の材料がケイ素鋼板である場合、シールド部材５の比透磁率は４０００であって、１００以上である。
　（２．５）処理部
　処理部６は、磁気センサ４の出力信号Ｖｏｕｔ１を処理することで、コイル３及び磁石２の相対移動位置を検知する。処理部６は、図３に示すように、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２との接続点Ｐ１に電気的に接続されている。すなわち、処理部６は、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２との接続点Ｐ１の電位（中点電位）を示す出力信号Ｖｏｕｔ１を、磁気センサ４から出力される出力信号Ｖｏｕｔ１として処理する。
　処理部６は、例えば、アンプ（図示せず）と、マイコン（図示せず）と、を有する。アンプは、磁気センサ４と電気的に接続されており、磁気センサ４から出力される出力信号Ｖｏｕｔ１を増幅してマイコンに出力する。マイコンは、アンプが増幅した出力信号Ｖｏｕｔ１を処理することで、コイル３及び磁石２の相対移動位置を検知する。
　（３）第１感磁面及び第２感磁面の配置と磁界の向きとの関係
　次に、第１磁気抵抗素子４１の第１感磁面４１１及び第２磁気抵抗素子４２の第２感磁面４２１の配置と磁界の向きとの関係について、図２、図４～図６を参照して説明する。図４の横軸は、磁石２から発生するＺ軸方向の磁界を示し、図４の縦軸は、第１感磁面４１１に印加されるＺ軸方向の磁界を示す。また、図４において、実線ａ１はシールド部材５の比透磁率が１００の場合を示し、破線ａ２はシールド部材５の材料の比透磁率が２００の場合を示す。また、図４において、一点鎖線ａ３はシールド部材５の材料の比透磁率が５００の場合を示し、二点鎖線ａ４はシールド部材５の材料の比透磁率が５０００の場合を示す。さらに、図５の横軸は、磁石２から発生するＺ軸方向の磁界を示し、図５の縦軸は、後述の第１配置の場合に第２感磁面４２１に印加される磁界を示す。また、図６の横軸は、磁石２から発生するＺ軸方向の磁界を示し、図６の縦軸は、後述の第２配置の場合に第２感磁面４２１に印加される磁界を示す。
　まず、第１感磁面４１１と第２感磁面４２１とが、磁石２から発生するＺ軸方向の磁界（図２の矢印Ｂ１参照）に沿って並んでいる場合（以下、「第１配置」という）を想定する。この場合、第１磁気抵抗素子４１では、Ｚ軸方向の磁界の大部分がシールド部材５に吸収されるため、第１感磁面４１１に印加されるＺ軸方向の磁界は７％～１２％程度に低下する（図４参照）。
　一方、第２磁気抵抗素子４２では、シールド部材５に吸収されたＺ軸方向の磁界の一部が第２感磁面４２１に印加されるため、第２感磁面４２１に印加されるＺ軸方向の磁界は１２０％程度に増加する（図５参照）。
　次に、第１感磁面４１１と第２感磁面４２１とが、磁石２から発生するＺ軸方向の磁界（図２の矢印Ｂ２参照）と直交する方向（例えば、Ｙ軸方向）に並んでいる場合（以下、「第２配置」という）を想定する。この場合、第１磁気抵抗素子４１では、第１配置と同様、Ｚ軸方向の磁界の大部分がシールド部材５に吸収されるため、第１感磁面４１１に印加されるＺ軸方向の磁界は７％～１２％程度に低下する（図４参照）。
　一方、第２磁気抵抗素子４２では、第２感磁面４２１に印加されるＺ軸方向の磁界の一部がシールド部材５に吸収されるため、第２感磁面４２１に印加されるＺ軸方向の磁界は８０％程度に低下する（図６参照）。
　以上の結果から、第１配置では、図７の実線ｃ１に示すように、磁気センサ４の検出効率は１２０％程度に増加する。また、第２配置では、図７の破線ｃ２に示すように、磁気センサ４の検出効率は８０％程度に低下する。したがって、第１磁気抵抗素子４１及び第２磁気抵抗素子４２の配置を第１配置とすることにより、第２配置の場合に比べて検知精度を向上させることが可能となる。また、いずれの場合においても、シールド部材５の材料の比透磁率を１００以上とすることで、磁気センサ４の検出効率を７０％以上にすることが可能となる。ここで、検出効率は、磁石２から発生する磁界（ここでは、Ｚ軸方向の磁界）に対する検出磁界の割合である。実施形態１では、第１磁気抵抗素子４１及び第２磁気抵抗素子４２の配置は第１配置である。
　（４）作用効果
　次に、実施形態１に係る位置検知システム１の作用効果について、図８～図１０を参照して説明する。
　図８は、相対移動方向（Ｘ軸方向）における相対移動エリアの中心Ａ０を基準としたコイル３及び磁石２の相対移動位置と、第１感磁面４１１及び第２感磁面４２１に印加されるＺ軸方向（第２方向）に沿った磁界の強度（磁界強度）との関係を示すグラフである。
　実施形態１では、コイル３及び磁気センサ４が固定されており、磁石２がコイル３及び磁気センサ４に対して移動する。ただし、磁石２が固定されており、コイル３及び磁気センサ４が磁石２に対して移動する場合であっても、位置検知システム１は、磁石２及びコイル３の相対移動位置を検知することが可能となる。したがって、以下の説明では、磁石２が固定されており、コイル３及び磁気センサ４が磁石２に対して移動する場合を例に、位置検知システム１の作用効果を説明する。
　磁気センサ４は、第１位置Ｐ１１を基準位置とし、第２位置Ｐ１２と第３位置Ｐ１３との間を移動可能である。磁気センサ４が第１位置Ｐ１１に位置している状態では、第１磁気抵抗素子４１の第１感磁面４１１及び第２磁気抵抗素子４２の第２感磁面４２１は、Ｘ軸方向（第１方向）において相対移動エリアの中心Ａ０（０ｍｍ）に位置している。磁気センサ４が第２位置Ｐ１２に位置している状態では、第１感磁面４１１及び第２感磁面４２１は、Ｘ軸方向において相対移動エリアの中心Ａ０から－１．２５ｍｍ移動した第１端Ａ１に位置している。また、磁気センサ４が第３位置Ｐ１３に位置している状態では、第１感磁面４１１及び第２感磁面４２１は、Ｘ軸方向において相対移動エリアの中心Ａ０から＋１．２５ｍｍ移動した第２端Ａ２に位置している。
　第１位置Ｐ１１と第２位置Ｐ１２との間でコイル３及び磁気センサ４が移動する場合、磁石２から発生するＺ軸方向の磁界は、図８に示すように、第１位置Ｐ１１から第２位置Ｐ１２に向かうにつれて概ね直線的に増加する。また、第１位置Ｐ１１と第３位置Ｐ１３との間でコイル３及び磁気センサ４が移動する場合、磁石２から発生するＺ軸方向の磁界は、図８に示すように、第１位置Ｐ１１から第３位置Ｐ１３に向かうにつれて概ね直線的に増加する。そして、第１位置Ｐ１１から第２位置Ｐ１２に向かう向きのＺ軸方向の磁界の変化と、第１位置Ｐ１１から第３位置Ｐ１３に向かう向きのＺ軸方向の磁界の変化と、はほぼ等しい。したがって、位置検知システム１は、Ｚ軸方向の磁界の強度だけでは、第１位置Ｐ１１と第２位置Ｐ１２との間に位置しているのか、第１位置Ｐ１１と第３位置Ｐ１３との間に位置しているのかを判別することができない。
　ところで、磁石２に対してコイル３及び磁気センサ４を移動させる際にはコイル３に電流を流すことになるが、コイル３及び磁気センサ４の移動方向によってコイル３に流す電流の向きが決まっている。したがって、位置検知システム１は、Ｚ軸方向の磁界の強度と、コイル３に流れる電流の向きと、に基づいて、磁石２に対するコイル３及び磁気センサ４の位置を判別することが可能となる。
　また、磁気センサ４では、上述したように、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とは、ハーフブリッジ回路を構成している。そして、処理部６は、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２との接続点Ｐ１の電位を出力信号Ｖｏｕｔ１として処理している。このため、単純な回路構成でコイル３及び磁石２の相対移動位置を検知することが可能となる。また、処理部６が第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２との接続点Ｐ１の電位を出力信号Ｖｏｕｔ１として処理するため、ノイズ成分をキャンセルでき、Ｓ／Ｎ比が良好となる。
　また、図８に示すように、相対移動エリアの中心Ａ０を基準とした－１．２５ｍｍまでの範囲、及び、＋１．２５ｍｍまでの範囲では、Ｚ軸方向の磁界強度の変化は直線性が高い。したがって、実施形態１に係る位置検知システム１によれば、コイル３及び磁石２の位置検知の精度を向上させることが可能となる。
　図９は、実施形態１に係る磁気センサ４の出力特性と、ＧａＡｓ系ホール素子を用いた磁気センサの出力特性とを示すグラフである。実線ｄ１は、実施形態１に係る磁気センサ４の出力特性を示し、破線ｄ２は、ＧａＡｓ系ホール素子を用いた磁気センサの出力特性を示す。実線ｄ１及び破線ｄ２では、コイル３及び磁石２の相対移動エリアの中心Ａ０の位置を１．２５ｍｍとしている。上述したように、第１磁気抵抗素子４１及び第２磁気抵抗素子４２は、ＣＩＰ型ＧＭＲ素子である。ＣＩＰ型ＧＭＲ膜の第１ピーク出力（図１０の５０ｍＴ～１５０ｍＴの感磁領域）を用いることで、実施形態１に係る磁気センサ４の出力信号Ｖｏｕｔ１は、ＧａＡｓ系ホール素子と比較して、出力電圧が約２倍となり、精度が１０倍以上に向上する。なお、図１０に示すように、ＣＩＰ型ＧＭＲ膜の第１ピーク出力を用いた場合の感磁領域は１００ｍＴを中心としているため、ＶＣＭに用いられる磁石の磁界強度８０ｍＴ～１２０ｍＴと高い親和性を有する。
　（５）変形例
　以下、実施形態１の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
　磁石２は、単極着磁の磁石に限らず、Ｎ極及びＳ極が交互に配列された多極着磁の磁石でもよい。
　第１磁気抵抗素子４１及び第２磁気抵抗素子４２は、ＧＭＲ素子に限らず、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ：Tunnel Magneto Resistance）素子又は異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ：Anisotropic Magneto Resistive）素子であってもよい。
　位置検知システム１は、ＶＣＭ以外のリニアモータに用いられてもよい。
　磁石２がカメラモジュールの本体部に固定され、コイル３がカメラモジュールのレンズに固定されていてもよい。この場合、磁石２は移動せずに、コイル３が磁石２に対して移動する。
　第１磁気抵抗素子４１及び第２磁気抵抗素子４２の配置は、第１配置に限らず、第２配置であってもよい。
　シールド部材５の材料は、ケイ素鋼板であることに限らず、例えば、軟鉄であってもよい。すなわち、シールド部材５の材料は軟磁性体であればよい。また、シールド部材５の材料の比透磁率は１００以上であればよく、例えば、１００、２００、５００、１０００、２０００、４０００及び５０００のいずれかであればよい。
　第１磁気抵抗素子４１及び第２磁気抵抗素子４２は、第２方向（Ｚ軸方向）に沿って並んでいることに限らず、第３方向（Ｙ軸方向）に沿って並んでいてもよい。
　第１磁気抵抗素子４１の第１感磁面４１１の法線Ａｘ１、及び第２磁気抵抗素子４２の第２感磁面４２１の法線Ａｘ２は、第１方向（Ｘ軸方向）と平行であることに限らず、例えば、第３方向（Ｙ軸方向）に沿っていてもよい。この場合、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とは、第１方向に並んでいてもよいし、第２方向に並んでいてもよい。
　第１磁気抵抗素子４１に第１電極４３が電気的に接続され、第２磁気抵抗素子４２に第２電極４４が電気的に接続されていてもよい。すなわち、第１磁気抵抗素子４１及び第２磁気抵抗素子４２と、第１電極４３及び第２電極４４と、の接続関係は逆であってもよい。
　図８において、第１位置Ｐ１１よりも左側（－１．２５ｍｍから０ｍｍの範囲）の直線部分にてコイル３及び磁石２の相対移動位置を検知してもよい。この場合、相対移動エリアの中心Ａ０からＸ軸の負の向きに０．６２５ｍｍオフセットした位置（－０．６２５ｍｍの位置）を第１位置Ｐ１１とすればよい。またこの場合、第１位置Ｐ１１からＸ軸の負の向きに０．６２５ｍｍ移動させた位置（－１．２５ｍｍの位置）が第２位置Ｐ１２となり、第１位置Ｐ１１からＸ軸の正の向きに０．６２５ｍｍ移動させた位置（０ｍｍの位置）が第３位置Ｐ１３となる。
　さらに、図８において、第１位置Ｐ１１よりも右側（０ｍｍから＋１．２５ｍｍの範囲）の直線部分にてコイル３及び磁石２の相対移動位置を検知してもよい。この場合、相対移動エリアの中心Ａ０からＸ軸の正の向きに０．６２５ｍｍオフセットした位置（＋０．６２５ｍｍの位置）を第１位置Ｐ１１とすればよい。またこの場合、第１位置Ｐ１１からＸ軸の負の向きに０．６２５ｍｍ移動させた位置（０ｍｍの位置）が第２位置Ｐ１２となり、第１位置Ｐ１１からＸ軸の正の向きに０．６２５ｍｍ移動させた位置（１．２５ｍｍの位置）が第３位置Ｐ１３となる。これらの場合には、コイル３に流れる電流の向きを考慮することなく、磁界強度のみで相対移動位置を検知することが可能となる。
　（実施形態２）
　次に、実施形態２に係る位置検知システム１について、図１１Ａ～図１３を参照して説明する。実施形態２に係る位置検知システム１に関し、実施形態１に係る位置検知システム１（図１Ａ～図３参照）と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
　実施形態２に係る位置検知システム１は、第１磁気抵抗素子４１の第１感磁面４１１の法線Ａｘ１及び第２磁気抵抗素子４２の第２感磁面４２１の法線Ａｘ２がＺ軸方向（第２方向）に沿っている点で、実施形態１に係る位置検知システム１と相違する。また、実施形態２に係る位置検知システム１は、磁気センサ４が、相対移動エリアの中心Ａ０からＸ軸方向にオフセット量Ｌ１だけオフセットしている点で、実施形態１に係る位置検知システム１と相違する。
　実施形態２に係る位置検知システム１は、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、磁石２と、コイル３と、磁気センサ４と、シールド部材５と、を備える。また、実施形態２に係る位置検知システム１は、処理部６（図３参照）を更に備える。コイル３及び磁気センサ４は、実施形態１と同様、基板（図示せず）に固定されている。
　（１）構成
　磁気センサ４は、基材４０と、第１磁気抵抗素子４１と、第２磁気抵抗素子４２と、第１～第３電極４３～４５と、を有する（図２参照）。第１磁気抵抗素子４１は、第１感磁面４１１を有する。第２磁気抵抗素子４２は、第２感磁面４２１を有する。第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とは、Ｘ軸方向（第１方向）に並んでいる。また、第１磁気抵抗素子４１の第１感磁面４１１の法線Ａｘ１と第２磁気抵抗素子４２の第２感磁面４２１の法線Ａｘ２とは、Ｚ軸方向（第２方向）に沿っている。言い換えると、第１感磁面４１１の法線Ａｘ１及び第２感磁面４２１の法線Ａｘ２は、コイル３の巻回軸（図示せず）と平行である。また、磁気センサ４は、相対移動エリアの中心Ａ０からＸ軸の負の向きにオフセット量Ｌ１だけオフセットしている。オフセット量Ｌ１は、例えば、１．７５ｍｍである。
　シールド部材５は、Ｚ軸方向（第２方向）において第１磁気抵抗素子４１と対向している。
　（２）作用効果
　次に、実施形態２に係る位置検知システム１の作用効果について、図１２及び図１３を参照して説明する。
　図１２は、相対移動方向（Ｘ軸方向）における相対移動エリアの中心Ａ０を基準としたコイル３及び磁石２の相対移動位置と、第１感磁面４１１及び第２感磁面４２１に印加されるＺ軸方向（第２方向）に沿った磁界の強度（磁界強度）との関係を示すグラフである。以下の説明では、磁石２が固定されており、コイル３及び磁気センサ４が磁石２に対して移動する場合を例に、位置検知システム１の作用効果を説明する。
　磁気センサ４は、第１位置Ｐ２１を基準位置とし、第２位置Ｐ２２と第３位置Ｐ２３との間で移動可能である。第１位置Ｐ２１は、相対移動エリアの中心Ａ０からＸ軸の負の向きに１、７５ｍｍオフセットさせた位置である。第２位置Ｐ２２は、第１位置Ｐ２１からＸ軸の負の向きに磁気センサ４を０．７５ｍｍ移動させた位置（－２．５ｍｍの位置）である。第３位置Ｐ２３は、第１位置Ｐ２１からＸ軸の正の向きに磁気センサ４を０．７５ｍｍ移動させた位置（－１．０ｍｍの位置）である。したがって、実施形態２では、コイル３及び磁気センサ４は、磁石２に対して１．５ｍｍの移動が可能である。
　ここで、磁気センサ４は、上述したように、第１磁気抵抗素子４１の第１感磁面４１１の法線Ａｘ１、及び第２磁気抵抗素子４２の第２感磁面４２１の法線Ａｘ２がＺ軸方向（第２方向）に沿うように配置されている。したがって、磁気センサ４は、第１感磁面４１１及び第２感磁面４２１と平行なＸ軸方向の磁界を検知し、第１感磁面４１１及び第２感磁面４２１と直交するＺ軸方向の磁界を検知しない。また、コイル３によって発生する磁界もＺ軸方向に沿っており、磁気センサ４は、コイル３からの磁界も検知しない。すなわち、実施形態２では、磁気センサ４によって検知された磁界をそのまま位置情報として認識できるため、後段処理においてコイル３からの磁界を除去する処理が不要である。
　磁気センサ４が第２位置Ｐ２２と第３位置Ｐ２３との間で移動する際に、磁石２から発生するＸ軸方向の磁界は、図１２に示すように、第２位置Ｐ２２から第３位置Ｐ２３に向かうにつれて概ね直線的に増加する。したがって、位置検知システム１は、磁気センサ４により検知される磁界の強度に基づいて、コイル３及び磁石２の相対移動位置を検知することが可能となる。
　図１３は、実施形態２に係る磁気センサ４の出力特性と、ＧａＡｓ系ホール素子を用いた磁気センサの出力特性とを示すグラフである。実線ｆ１は、実施形態２に係る磁気センサ４の出力特性を示し、破線ｆ２は、ＧａＡｓ系ホール素子を用いた磁気センサの出力特性を示す。実線ｆ１及び破線ｆ２では、コイル３及び磁石２の相対移動エリアの中心Ａ０の位置を１．２５ｍｍとしている。実施形態２に係る磁気センサ４では、Ｘ軸の正の向きに０．７５ｍｍまでの範囲でコイル３及び磁石２の相対移動位置を検知可能であり、Ｘ軸の負の向きに０．７５ｍｍまでの範囲で相対移動位置を検知可能である。一方、ＧａＡｓ系ホール素子を用いた磁気センサでは、Ｘ軸の正の向きに０．５ｍｍまでの範囲でコイル３及び磁石２の相対移動位置を検知可能であり、Ｘ軸の負の向きに０．５ｍｍまでの範囲で相対移動位置を検知可能である。すなわち、実施形態２に係る磁気センサ４によれば、ＧａＡｓ系ホール素子を用いた磁気センサに比べて、コイル３及び磁石２の相対移動位置の検知範囲を広くすることが可能となる。
　（３）変形例
　以下、実施形態２の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
　第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とは、Ｘ軸方向（第１方向）に沿って並んでいることに限らず、Ｙ軸方向（第３方向）に沿って並んでいてもよい。
　相対移動方向（Ｘ軸方向）における相対移動エリアの中心Ａ０からＸ軸の正の向きに１．７５ｍｍオフセットさせた位置（＋１．７５ｍｍの位置）を第１位置Ｐ２１としてもよい。この場合、第１位置Ｐ２１からＸ軸の負の向きに０．７５ｍｍ移動させた位置（＋１ｍｍの位置）が第２位置Ｐ２２となり、第１位置Ｐ２１からＸ軸の正の向きに０．７５ｍｍ移動させた位置（＋２．５ｍｍの位置）が第３位置Ｐ２３となる。すなわち、図１２において、相対移動エリアの中心Ａ０よりも右側（＋１ｍｍから＋２．５ｍｍ）の直線部分にてコイル３及び磁石２の相対移動位置を検知してもよい。
　実施形態２で説明した種々の構成（変形例を含む）は、実施形態１で説明した種々の構成（変形例を含む）と適宜組み合わせて採用可能である。
　（実施形態３）
　次に、実施形態３に係る位置検知システム１について、図１４及び図１５を参照して説明する。実施形態３に係る位置検知システム１に関し、実施形態１に係る位置検知システム１（図１Ａ～図３参照）と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
　実施形態３に係る位置検知システム１は、磁気センサ４が、直列に接続された第１磁気抵抗素子４１ａ及び第２磁気抵抗素子４２ａを更に有している点で、実施形態１に係る位置検知システム１と相違する。
　実施形態３に係る位置検知システム１は、磁石２と、コイル３と、磁気センサ４と、シールド部材５と、を備える。また、実施形態３に係る位置検知システム１は、処理部６を更に備える。
　磁気センサ４の全体形状は、図１４に示すように、直方体状である。Ｘ軸方向（第１方向）からの平面視において、磁気センサ４は、Ｙ軸方向（第３方向）よりもＺ軸方向（第２方向）に長い矩形状である。一例として、Ｘ軸方向（第１方向）における磁気センサ４の幅Ｘ１は、０．１５ｍｍである。また、Ｙ軸方向（第３方向）における磁気センサ４の幅Ｘ２は、０．３６ｍｍである。また、Ｚ軸方向（第２方向）における磁気センサ４の幅Ｘ３は、０．７ｍｍである。
　磁気センサ４は、図１４に示すように、基材４０と、複数（図示例では２つ）の第１磁気抵抗素子４１，４１ａと、複数（図示例では２つ）の第２磁気抵抗素子４２，４２ａと、第１～第４電極４３，４４，４５ａ，４５ｂと、を有する。
　複数の第１磁気抵抗素子４１，４１ａ及び複数の第２磁気抵抗素子４２，４２ａは、基材４０に設けられている。第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とは、Ｚ軸方向（第２方向）に並んでいる。また、第１磁気抵抗素子４１ａと第２磁気抵抗素子４２ａとは、Ｚ軸方向（第２方向）に並んでいる。また、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２ａとは、Ｙ軸方向（第３方向）に並んでいる。また、第１磁気抵抗素子４１ａと第２磁気抵抗素子４２とは、Ｙ軸方向（第３方向）に並んでいる。
　第１電極４３は、第１磁気抵抗素子４１ａ及び第２磁気抵抗素子４２と電源の高電位側回路とを電気的に接続するための電極である。第２電極４４は、第１磁気抵抗素子４１及び第２磁気抵抗素子４２ａと電源の低電位側電路とを電気的に接続するための電極である。第３電極４５ａは、第１磁気抵抗素子４１及び第２磁気抵抗素子４２と処理部６（図１５参照）とを電気的に接続するための電極である。第４電極４５ｂは、第１磁気抵抗素子４１ａ及び第２磁気抵抗素子４２ａと処理部６（図１５参照）とを電気的に接続するための電極である。
　実施形態３では、図１５に示すように、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とで第１ハーフブリッジ回路が構成されている。すなわち、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とが直列に接続されている。また、実施形態３では、第１磁気抵抗素子４１ａと第２磁気抵抗素子４２ａとで第２ハーフブリッジ回路が構成されている。すなわち、第１磁気抵抗素子４１ａと第２磁気抵抗素子４２ａとが直列に接続されている。要するに、磁気センサ４は、直列接続された第１磁気抵抗素子４１，４１ａ及び第２磁気抵抗素子４２，４２ａの組合せを２組有している。さらに、実施形態３では、第１ハーフブリッジ回路と第２ハーフブリッジ回路とでフルブリッジ回路が構成されている。フルブリッジ回路では、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２との接続点Ｐ１の電位を示す信号を、磁気センサ４の出力信号Ｖｏｕｔ１として出力する。また、フルブリッジ回路では、第１磁気抵抗素子４１ａと第２磁気抵抗素子４２ａとの接続点Ｐ２の電位を示す信号を、磁気センサ４の出力信号Ｖｏｕｔ２として出力する。すなわち、処理部６は、２組の組合せの各々における接続点Ｐ１，Ｐ２の電位を表す信号を出力信号Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２とする。この場合、磁気センサがハーフブリッジ回路で構成されている場合に比べて、出力電圧を大きくすることが可能となり、その結果、検知精度を向上させることが可能となる。
　実施形態３で説明した種々の構成は、実施形態１，２で説明した種々の構成（変形例を含む）と適宜組み合わせて採用可能である。
　（態様）
　本明細書には、以下の態様が開示されている。
　第１の態様に係る位置検知システム（１）は、コイル（３）及び磁石（２）と、磁気センサ（４）と、シールド部材（５）と、を備える。コイル（３）及び磁石（２）は、磁気的相互作用により第１方向において相対移動する。磁気センサ（４）は、コイル（３）及び磁石（２）の相対移動位置を検知する。シールド部材（５）は、軟磁性体を材料とする。磁気センサ（４）は、第１磁気抵抗素子（４１，４１ａ）と、第２磁気抵抗素子（４２，４２ａ）と、を有する。第１磁気抵抗素子（４１，４１ａ）は、第１感磁面（４１１，４１１ａ）を有する。第２磁気抵抗素子（４２，４２ａ）は、第２感磁面（４２１，４２１ａ）を有し、第１磁気抵抗素子（４１，４１ａ）と直列に接続されている。磁気センサ（４）は、第１方向と直交する第２方向において磁石（２）と並んでいる。第１磁気抵抗素子（４１，４１ａ）は、第１感磁面（４１１，４１１ａ）がシールド部材（５）と対向するように配置されている。
　この態様によれば、第１磁気抵抗素子（４１，４１ａ）の第１感磁面（４１１，４１１ａ）に印加される磁界と、第２磁気抵抗素子（４２，４２ａ）の第２感磁面（４２１，４２１ａ）に印加される磁界と、の差分を大きくすることが可能となり、その結果、磁気センサ（４）の位置検知の精度を向上させることが可能となる。
　第２の態様に係る位置検知システム（１）では、第１の態様において、第１磁気抵抗素子（４１，４１ａ）及び第２磁気抵抗素子（４２，４２ａ）は、面内電流型巨大磁気抵抗効果素子である。
　この態様によれば、ＧａＡｓ系ホール素子に比べて、磁気センサ（４）の出力電圧を大きくすることが可能となり、その結果、位置検知の精度を向上させることが可能となる。
　第３の態様に係る位置検知システム（１）では、第１又は第２の態様において、第１磁気抵抗素子（４１，４１ａ）の第１感磁面（４１１，４１１ａ）の法線（Ａｘ１）と第２磁気抵抗素子（４２，４２ａ）の第２感磁面（４２１，４２１ａ）の法線（Ａｘ２）とは、第２方向に沿っている。
　この態様によれば、少なくとも第１方向の磁界を検知することが可能となる。
　第４の態様に係る位置検知システム（１）では、第３の態様において、第１感磁面（４１１，４１１ａ）の法線（Ａｘ１）及び第２感磁面（４２１，４２１ａ）の法線（Ａｘ２）は、コイル（３）の巻回軸と平行である。
　この態様によれば、コイル（３）から発生する磁界を検知しないので、後段処理においてコイル（３）から発生する磁界を除去する処理が不要である。
　第５の態様に係る位置検知システム（１）では、第３又は第４の態様において、第１磁気抵抗素子（４１，４１ａ）と第２磁気抵抗素子（４２，４２ａ）とは、第１方向、又は第３方向に並んでいる。第３方向は、第１方向及び第２方向と直交する方向である。
　この態様によれば、所定値以上の出力を得ることが可能となる。
　第６の態様に係る位置検知システム（１）では、第１又は第２の態様において、第１磁気抵抗素子（４１，４１ａ）の第１感磁面（４１１，４１１ａ）の法線（Ａｘ１）と第２磁気抵抗素子（４２，４２ａ）の第２感磁面（４２１，４２１ａ）の法線（Ａｘ２）とは、第１方向、又は第３方向に沿っている。第３方向は、第１方向及び第２方向と直交する方向である。
　この態様によれば、少なくとも第２方向の磁界を検知することが可能となる。
　第７の態様に係る位置検知システム（１）では、第６の態様において、第１磁気抵抗素子（４１，４１ａ）と第２磁気抵抗素子（４２，４２ａ）とは、第１方向、第２方向、又は第３方向に並んでいる。
　この態様によれば、所定値以上の出力を得ることが可能となる。
　第８の態様に係る位置検知システム（１）では、第１～第７の態様のいずれか１つにおいて、シールド部材（５）の材料は、軟鉄又はケイ素鋼板である。
　この態様によれば、第１磁気抵抗素子（４１，４１ａ）の第１感磁面（４１１，４１１ａ）に印加される磁界と、第２磁気抵抗素子（４２，４２ａ）の第２感磁面（４２１，４２１ａ）に印加される磁界と、の差分を大きくすることが可能となる。
　第９の態様に係る位置検知システム（１）では、第１～第８の態様のいずれか１つにおいて、シールド部材（５）の材料の比透磁率は、１００以上である。
　この態様によれば、第１磁気抵抗素子（４１，４１ａ）の第１感磁面（４１１，４１１ａ）に印加される磁界と、第２磁気抵抗素子（４２，４２ａ）の第２感磁面（４２１，４２１ａ）に印加される磁界と、の差分を大きくすることが可能となる。
　第１０の態様に係る位置検知システム（１）は、第１～第９の態様のいずれか１つにおいて、処理部（６）を更に備える。処理部（６）は、磁気センサ（４）の出力信号（Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２）を処理することで相対移動位置を検知する。
　この態様によれば、コイル（３）及び磁石（２）の相対移動位置を検知することが可能となる。
　第１１の態様に係る位置検知システム（１）では、第１０の態様において、処理部（６）は、第１磁気抵抗素子（４１，４１ａ）と第２磁気抵抗素子（４２，４２ａ）との接続点（Ｐ１，Ｐ２）の電位を表す信号を出力信号（Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２）とする。
　この態様によれば、単純な回路構成でコイル（３）及び磁石（２）の相対移動位置を検知することが可能となる。
　第１２の態様に係る位置検知システム（１）では、第１１の態様において、磁気センサ（４）は、直列接続された第１磁気抵抗素子（４１，４１ａ）及び第２磁気抵抗素子（４２，４２ａ）の組合せを２組有している。処理部（６）は、２組の組合せの各々における接続点（Ｐ１，Ｐ２）の電位を表す信号を出力信号（Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２）とする。
　この態様によれば、磁気センサ（４）の出力電圧を大きくすることが可能となり、その結果、磁気センサ（４）の位置検知の精度を向上させることが可能となる。
　第１３の態様に係る磁気センサ（４）は、磁気的相互作用により第１方向において相対移動するコイル（３）及び磁石（２）の相対移動位置を検知する磁気センサ（４）である。磁気センサ（４）は、第１磁気抵抗素子（４１；４１ａ）と、第２磁気抵抗素子（４２；４２ａ）と、を備える。第１磁気抵抗素子（４１；４１ａ）は、第１感磁面（４１１；４１１ａ）を有する。第２磁気抵抗素子（４２，４２ａ）は、第２感磁面（４２１；４２１ａ）を有し、第１磁気抵抗素子（４１；４１ａ）と直列に接続されている。磁気センサ（４）は、第１方向と直交する第２方向において磁石（２）と並んでいる。第１磁気抵抗素子（４１；４１ａ）は、第１感磁面（４１１；４１１ａ）が軟磁性体を材料とするシールド部材（５）と対向するように配置されている。
　この態様によれば、第１磁気抵抗素子（４１，４１ａ）の第１感磁面（４１１，４１１ａ）に印加される磁界と、第２磁気抵抗素子（４２，４２ａ）の第２感磁面（４２１，４２１ａ）に印加される磁界と、の差分を大きくすることが可能となり、その結果、磁気センサ（４）の位置検知の精度を向上させることが可能となる。
　第２～第１２の態様に係る構成については、位置検知システム（１）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
１　位置検知システム
２　磁石
３　コイル
４　磁気センサ
５　シールド部材
６　処理部
４１，４１ａ　第１磁気抵抗素子
４２，４２ａ　第２磁気抵抗素子
４１１，４１１ａ　第１感磁面
４２１，４２１ａ　第２感磁面
Ａｘ１，Ａｘ２　法線
Ｐ１，Ｐ２　接続点
Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２　出力信号

Claims (13)

  1. 　磁気的相互作用により第１方向において相対移動するコイル及び磁石と、
    　前記コイル及び前記磁石の相対移動位置を検知する磁気センサと、
    　軟磁性体を材料とするシールド部材と、を備え、
    　前記磁気センサは、
    　　第１感磁面を有する第１磁気抵抗素子と、
    　　第２感磁面を有し、前記第１磁気抵抗素子と直列に接続されている第２磁気抵抗素子と、を有し、
    　前記磁気センサは、前記第１方向と直交する第２方向において前記磁石と並んでおり、
    　前記第１磁気抵抗素子は、前記第１感磁面が前記シールド部材と対向するように配置されている、
    　位置検知システム。
  2. 　前記第１磁気抵抗素子及び前記第２磁気抵抗素子は、面内電流型巨大磁気抵抗効果素子である、
    　請求項１に記載の位置検知システム。
  3. 　前記第１磁気抵抗素子の前記第１感磁面の法線と前記第２磁気抵抗素子の前記第２感磁面の法線とは、前記第２方向に沿っている、
    　請求項１又は２に記載の位置検知システム。
  4. 　前記第１感磁面の前記法線及び前記第２感磁面の前記法線は、前記コイルの巻回軸と平行である、
    　請求項３に記載の位置検知システム。
  5. 　前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子とは、前記第１方向、又は、前記第１方向及び前記第２方向と直交する第３方向に並んでいる、
    　請求項３又は４に記載の位置検知システム。
  6. 　前記第１磁気抵抗素子の前記第１感磁面の法線と前記第２磁気抵抗素子の前記第２感磁面の法線とは、前記第１方向、又は前記第１方向及び前記第２方向と直交する第３方向に沿っている、
    　請求項１又は２に記載の位置検知システム。
  7. 　前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子とは、前記第１方向、前記第２方向、又は前記第３方向に並んでいる、
    　請求項６に記載の位置検知システム。
  8. 　前記シールド部材の材料は、軟鉄又はケイ素鋼板である、
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の位置検知システム。
  9. 　前記シールド部材の材料の比透磁率は、１００以上である、
    　請求項１～８のいずれか１項に記載の位置検知システム。
  10. 　前記磁気センサの出力信号を処理することで前記相対移動位置を検知する処理部を更に備える、
    　請求項１～９のいずれか１項に記載の位置検知システム。
  11. 　前記処理部は、前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子との接続点の電位を表す信号を前記出力信号とする、
    　請求項１０に記載の位置検知システム。
  12. 　前記磁気センサは、直列接続された前記第１磁気抵抗素子及び前記第２磁気抵抗素子の組合せを２組有しており、
    　前記処理部は、前記２組の組合せの各々における前記接続点の電位を表す信号を前記出力信号とする、
    　請求項１１に記載の位置検知システム。
  13. 　磁気的相互作用により第１方向において相対移動するコイル及び磁石の相対移動位置を検知する磁気センサであって、
    　第１感磁面を有する第１磁気抵抗素子と、
    　第２感磁面を有し、前記第１磁気抵抗素子と直列に接続されている第２磁気抵抗素子と、を備え、
    　前記第１方向と直交する第２方向において前記磁石と並んでおり、
    　前記第１磁気抵抗素子は、前記第１感磁面が軟磁性体を材料とするシールド部材と対向するように配置されている、
    　磁気センサ。
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