磁传感器系统以及透镜位置检测装置的制作方法

1.本发明涉及一种磁传感器系统以及使用了该磁传感器系统的透镜位置检测装置。


背景技术：

2.作为使用了磁传感器的磁传感器系统，已知有使磁尺等磁场发生器相对于磁传感器的相对位置在规定的范围内变化的方式构成的磁传感器系统。如果磁场发生器相对于磁传感器的相对位置变化，则由磁场发生器产生并施加于磁传感器的对象磁场的一个方向的分量的强度就会变化。磁传感器例如检测对象磁场的一个方向的分量的强度，从而生成与该一个方向的分量的强度对应且相位互不相同的两个检测信号。磁传感器系统基于两个检测信号，生成与磁场发生器和磁传感器的相对位置具有对应关系的检测值。
3.磁传感器系统具备生成检测值的检测值生成电路。一般而言，检测值生成电路的主要部分由数字信号处理器(dsp)、特定用途集成电路(asic)或者微型计算机构成。检测值生成电路基于由模拟数字转换器(以下也称作a/d转换器)转换成数字信号的磁传感器的检测信号生成检测值。
4.磁传感器系统例如可用于检测位置在规定的方向变化的可移动物体的位置的位置检测装置。以下，将使用了磁传感器系统的位置检测装置称为磁式位置检测装置。在磁式位置检测装置中，构成为磁场发生器相对于磁传感器的相对位置对应于可移动物体的位置变化而变化。规定方向是直线方向或者旋转方向。
5.磁式位置检测装置例如在日本专利申请公开平6-207834号公报、中国专利申请公开第105277108a号说明书、中国专利申请公开第104913792a号说明书中有记载。在记载于上述各公报中的位置检测装置中，作为磁检测元件使用了磁阻效应元件(以下也称作mr元件)。mr元件相对于磁记录介质或者磁尺隔开规定间隔而配置。
6.然而，在磁传感器系统以及磁式位置检测装置中，已知由于高次谐波会引起磁传感器的检测信号的波形产生失真。如果磁传感器的检测信号的输出波形产生失真，则无法精准地检测磁场发生器相对于磁传感器的相对位置。相对于此，在记载于日本专利申请公开平6-207834号公报中的位置检测装置中，通过相对于mr元件设置施加偏置磁场的偏置磁铁，从而除去由检测信号的高次谐波引起的失真分量。
7.另外，在记载于中国专利申请公开第104913792a号说明书中的位置检测装置中，沿着磁尺的长边方向，通过基于磁尺的记录信号的波长λ或者λ的1/2的间距p来配置多个mr元件(tmr元件)，从而消除检测信号的奇次的高次谐波失真。
8.另外，在国际公开第2008/072610a1号中记载了一种具备了磁传感器与棒状的磁铁的磁编码器。在该磁编码器中，在mr元件的附近设置软磁性层，并由此对施加于mr元件上的外部磁场进行放大，提高mr元件的磁检测灵敏度。
9.如日本专利申请公开平6-207834号公报、中国专利申请公开第105277108a号说明书、中国专利申请公开第104913792a号说明书中所记载的位置检测装置以及国际公开第2008/072610a1号中所记载的磁性编码器那样，在相对于磁场发生器隔开规定的间隔而配
置的磁传感器的磁传感器系统中，通过磁传感器的设置精度从而有时磁传感器与磁场发生器的间隔会出现偏离。如果该间隔偏离，则输入至检测值生成电路的磁传感器的检测信号的大小就会偏离。因此，必须对每个批次或者每件产品都进行检测信号的校正，存在费时费力等的问题。
10.另外，随着磁传感器与磁场发生器的间隔缩小，施加于磁传感器上的对象磁场的强度增大。其结果，输入至检测值生成电路中的磁传感器的检测信号的最大值增大。由此，检测信号的大小有时就会超过a/d转换器的输入范围，输入至检测值生成电路中的检测信号饱和。如果检测信号饱和，就会发生磁传感器系统的检测精度变差等的问题。
11.检测信号一般是利用放大器乘以规定的增益，然后再输入a/d转换器中。为了防止检测信号的饱和，考虑假定磁传感器与磁场发生器的最小间隔，从而设定增益。但是，这样的话，就无法使用a/d转换器的输入范围整体，会发生分辨率下降，从而检测精度变差等的问题。
12.另外，磁传感器与磁场发生器的间隔有时也因使用时的物理冲击而发生偏离。由此，检测信号饱和，从而发生磁传感器系统的检测精度变差等的问题。


技术实现要素：

13.本发明的目的在于，提供一种能够控制因磁传感器与磁场发生器的间隔的偏离而导致的检测信号的变动的磁传感器系统、以及使用该磁传感器系统的透镜位置检测装置。
14.本发明的磁传感器系统具备：产生对象磁场的磁场发生器；和检测对象磁场的磁传感器。磁传感器与磁场发生器构成为：当磁场发生器相对于磁传感器的相对位置变化时，磁传感器所检测的所述对象磁场的第1方向的磁场分量的强度变化。
15.磁传感器包含多个磁阻效应元件。多个磁阻效应元件的各自包含：具有方向固定的磁化的磁化固定层；具有方向能够根据磁场分量的方向以及强度变化的磁化的自由层；以及配置于磁化固定层与自由层之间的间隔层，并且构成为使得与第1方向正交的第2方向上的偏置磁场被施加于自由层，并且电阻值根据磁场分量的强度变化。施加于多个磁阻效应元件的各自的磁场分量的最大强度是偏置磁场强度的1.2倍以上。
16.在本发明的磁传感器系统中，施加于多个磁阻效应元件的各自的磁场分量的最大强度可以是偏置磁场强度的15.6倍以下。
17.另外，在本发明的磁传感器系统中，偏置磁场也可以是由从外部施加于自由层上的外部磁场和起因于自由层所具有的各向异性的各向异性磁场的一者或两者产生的。
18.另外，在本发明的磁传感器系统中，磁传感器还可以包含产生施加于自由层的外部磁场的偏置磁场发生器。在此情况下，偏置磁场至少是由外部磁场产生的。另外，偏置磁场发生器可以包含分别由第1磁铁和第2磁铁构成的多个磁铁对。在此情况下，在多个磁铁对的各自中，第1磁铁与第2磁铁可以在第2方向上隔开规定的间隔配置，以使得对多个磁阻效应元件中的至少一个磁阻效应元件的自由层的整体施加外部磁场。另外，在此情况下，磁化固定层、自由层以及间隔层也可以构成层叠膜。层叠膜具有作为与第1方向平行的方向的尺寸的宽度。层叠膜的宽度也可以是多个磁铁对的各自中的第1磁铁与第2磁铁的间隔以下。
19.另外，在本发明的磁传感器系统中，自由层可以具有形状磁各向异性。在此情况
下，偏置磁场也可以是至少由形状磁各向异性产生的。
20.另外，在本发明的磁传感器系统中，磁传感器还可以包含：对施加于多个磁阻效应元件的各自的磁场分量进行放大的磁场放大器。在此情况下，磁场放大器还可以包含多个软磁性层。从与第1方向以及第2方向正交的第3方向观察，多个软磁性层的各自可以配置于与多个磁阻效应元件中的至少一个磁阻效应元件重叠的位置。
21.在本发明的磁传感器系统中，间隔层也可以是隧道势垒层。
22.在本发明的磁传感器系统中，磁场发生器也可以是多组n极与s极在规定的方向上按照规定的间距交替排列的磁尺。在此情况下，磁传感器也可以生成与多个磁阻效应元件的各自的电阻值具有对应关系的检测信号。检测信号包含：按照描绘理想的正弦曲线的方式周期性变化的理想分量；以及由理想分量的多个高次谐波构成的误差分量。多个磁阻效应元件也可以按照基于规定的间距的规定图形而配置，从而减少误差分量。在此情况下，多个磁阻效应元件可以以减少包含于所述误差分量中的相当于至少7次以下的奇次高次谐波的分量的方式配置。
23.另外，本发明的磁传感器系统可以进一步包括检测值生成电路，其基于多个磁阻效应元件的各自的电阻值，生成与磁场发生器相对于磁传感器的相对位置具有对应关系的检测值。
24.本发明的透镜位置检测装置用于检测位置可变的透镜的位置。透镜位置检测装置具备本发明的磁传感器系统。透镜构成为能够在第1方向移动。磁传感器与磁场发生器构成为：当透镜的位置发生变化时，磁场分量的强度变化。
25.本发明的透镜位置检测装置进一步可以具备检测值生成电路，其基于多个磁阻效应元件的各个电阻值生成与透镜的位置具有对应关系的检测值。
26.在本发明的磁传感器系统以及透镜位置检测装置中，多个磁阻效应元件的各自构成为使得与第1方向正交的第2方向上的偏置磁场施加于自由层，并且电阻值根据磁场分量的强度变化。施加于多个磁阻效应元件的各自的磁场分量的最大强度是偏置磁场强度的1.2倍以上。由此，通过本发明，能够抑制因磁传感器与磁场发生器的间隔的偏离所导致的检测信号的变动。
27.通过以下的说明，本发明的其它目的、特征以及利益将会足够清楚。
附图说明
28.图1是表示本发明的一个实施方式的磁传感器系统的立体图。
29.图2是表示本发明的一个实施方式的磁传感器系统的正视图。
30.图3是表示本发明的一个实施方式中的磁传感器的构成的电路图。
31.图4是表示图3所示的检测值生成电路的构成的一例的框图。
32.图5是表示本发明的一个实施方式中的磁传感器的平面图。
33.图6是表示本发明的一个实施方式中的第1电阻体的平面图。
34.图7是表示本发明的一个实施方式中的磁阻效应元件的立体图。
35.图8是表示本发明的一个实施方式中的磁阻效应元件的平面图。
36.图9是用于说明施加于本发明的一个实施方式中的自由层的偏置磁场的说明图。
37.图10是表示本发明的一个实施方式中的间隔与磁场分量的关系的例子的特性图。
38.图11是表示本发明的一个实施方式中的间隔与检测信号的关系的例子的特性图。
39.图12是表示本发明的一个实施方式中的磁场分量与检测信号的关系的例子的特性图。
40.图13是表示通过第1模拟所求出的间隔与第1检测信号的峰值的关系的特性图。
41.图14是表示通过第1模拟所求出的磁场分量的强度与输出变动率的关系的特性图。
42.图15是表示通过第2模拟所求出的磁场分量的强度与第13次谐波的关系的特性图。
43.图16是表示通过第2模拟所求出的磁场倍率与角度误差的关系的特性图。
44.图17是表示通过第3模拟所求出的磁场分量与第1检测信号的关系的特性图。
45.图18是表示通过第3模拟所求出的偏置磁场与磁滞的关系的特性图。
46.图19是表示包含本发明的一个实施方式的位置检测装置的透镜模块的立体图。
47.图20是表示本发明的一个实施方式的位置检测装置的立体图。
48.图21是表示本发明的一个实施方式中的磁阻效应元件的第1变形例的立体图。
49.图22是表示本发明的一个实施方式中的磁阻效应元件的第2变形例的平面图。
具体实施方式
50.以下参照附图，对本发明的实施方式进行详细地说明。首先，参照图1及图2，对本发明的一个实施方式的磁传感器系统的大致构成进行说明。图1是表示磁传感器系统1的立体图。图2是磁传感器系统1的正视图。本实施方式的磁传感器系统1包含：本实施方式的磁传感器2与磁场发生器3。
51.磁场发生器3产生作为磁传感器2应该检测的磁场(检测对象磁场)的对象磁场mf。对象磁场mf包含与假想直线平行的方向的磁场分量。磁传感器2与磁场发生器3构成为：当磁场发生器3相对于磁传感器2的相对位置发生变化时，磁传感器2所检测出的对象磁场mf的磁场分量的强度就会变化。磁传感器2检测包含磁场分量的对象磁场mf，从而生成与磁场分量的强度对应的至少一个检测信号。
52.磁场发生器3也可以是多组n极与s极在规定的方向上交替排列的磁尺。对于磁尺，既可以是相对于磁带等磁介质交替磁化了多组n极与s极的磁尺，也开始是沿着上述规定的方向配置了多个磁铁的磁尺。另外，磁传感器2或者磁场发生器3能够沿着规定方向在规定范围内移动。通过磁传感器2或者磁场发生器3的移动，从而磁场发生器3相对于磁传感器2的相对位置发生变化。规定方向既可以是直线方向，也可以是旋转方向。
53.在本实施方式中，磁场发生器3是在直线方向上磁化了多组n极与s极的线性标尺。磁传感器2或者磁场发生器3能够沿着磁场发生器3的长边方向移动。在磁场发生器3中，多组n极与s极按照规定的间距交替排列。如图2所示，将在磁场发生器3的长边方向上相邻的两个n极的间隔(与在磁场发生器3的长边方向上相邻的两个s极的间隔相同)称作一个间距，用符号lp表示一个间距的大小。
54.在此，如图1及图2所示，定义x方向、y方向以及z方向。在本实施方式中，将与磁场发生器3的长边方向平行的一个方向设为x方向。另外，将与x方向垂直的两个方向且相互正交的两个方向设为y方向与z方向。在图2中，将y方向表示为从图2中的前方朝向里侧的方
向。另外，将与x方向相反的方向作为-x方向，将与y方向相反的方向作为-y方向，将与z方向相反的方向作为-z方向。
55.与x方向平行的方向对应于本发明的第1方向。y方向或者-y方向对应于本发明的第2方向。z方向或者-z方向对应于本发明的第3方向。
56.磁传感器2配置于在z方向上相对于磁场发生器3分开的位置。磁传感器2构成为能够检测出与规定位置的对象磁场mf的平行于x方向的方向的磁场分量mfx的强度。如果磁传感器2或者磁场发生器3沿着平行于x方向的方向移动，则磁场分量mfx的强度就会发生周期性变化。
57.对于磁场分量mfx的强度，例如当磁场分量mfx的方向为x方向时用正值表示，当磁场分量mfx的方向为-x方向时用负值表示。磁传感器2能够检测出磁场分量mfx的强度是正值或是负值。因此，磁传感器2实际上能够检测出磁场分量mfx的方向(x方向或者-x方向)。在以下的说明中，如果没有特殊说明，磁场分量mfx的强度包括正值和负值。
58.下面，参照图3，对磁传感器2的构成进行说明。图3是表示磁传感器2的构成的电路图。磁传感器2具备以电阻值分别根据磁场分量mfx的强度而变化的方式构成的第1电阻体r11、第2电阻体r12、第3电阻体r21以及第4电阻体r22。第1至第4电阻体r11、r12、r21、r22的各自包含多个磁阻效应元件(以下称为mr元件)50。
59.磁传感器2还具备：电源端口v1、接地端口g1、第1输出端口e1和第2输出端口e2。第1电阻体r11设置于电源端口v1与第1输出端口e1之间。第2电阻体r12设置于接地端口g1与第1输出端口e1之间。第3电阻体r21设置于电源端口v1与第2输出端口e2之间。第4电阻体r22设置于接地端口g1与第2输出端口e2之间。向电源端口v1施加规定大小的电压。将接地端口g1接地。磁传感器2优选是恒电压驱动。
60.磁传感器2生成与第1输出端口e1的电位具有对应关系的信号作为第1检测信号s1，生成与第2输出端口e2的电位具有对应关系的信号作为第2检测信号s2。
61.如图3所示，磁传感器系统1还包括检测值生成电路4。检测值生成电路4基于第1以及第2检测信号s1、s2，生成与磁场发生器3相对于磁传感器2的相对位置具有对应关系的检测值vs。
62.此处，参照图4，针对检测值生成电路4的构成的一例进行说明。图4是表示图3所示的检测值生成电路4的构成的一例的框图。在图4所示的例子中，检测值生成电路4包含：除去高频分量的两个低通滤波器41、42；对信号进行放大的两个放大器43、44；将模拟信号转换成数字信号的两个模拟数字转换器(以下称作a/d转换器)45、46；以及运算电路47。
63.运算电路47根据由a/d转换器45、46转换成数字信号的第1以及第2检测信号s1、s2生成检测值vs。运算电路47例如能够通过数字信号处理器(dsp)、特定用途集成电路(asic)或者微型计算机来实现。
64.另外，检测值生成电路4还能够修正第1以及第2检测信号s1、s2的偏置(offset)。具体而言，例如，检测值生成电路4还能够构成为在第1检测信号s1上加上偏置修正用信号sc1，并在第2检测信号s2上加上偏置修正用信号sc2。偏置修正用信号sc1、sc2例如也可以是由未图示的数字模拟转换器转换成模拟信号后的信号。
65.下面，参照图5，对磁传感器2的构成进行更加详细的说明。如图5所示，磁传感器2还具备：基板10、配置于该基板10上的电源端子11、接地端子12、第1输出端子13以及第2输
出端子14。电源端子11构成电源端口v1。接地端子12构成接地端口g1。第1以及第2输出端子13、14分别构成第1以及第2输出端口e1、e2。
66.第1至第4电阻体r11、r12、r21、r22按照以下方式配置于基板10上。此外，在以下的说明中，在对第1至第4电阻体r11、r12、r21、r22的配置进行说明的情况下，以从z方向观察时的电阻体的重心(以下简称重心)为基准进行说明。第2电阻体r12在x方向上配置在与第1电阻体r11相同的位置。另外，第2电阻体r12配置于相对于第1电阻体r11的-y方向的前方。
67.第3电阻体r21配置于与第1电阻体r11在x方向上相距lp/4(参照图2)的位置。另外，第3电阻体r21配置于相对于第1电阻体r11的y方向的前方。
68.第4电阻体r22配置于与第2电阻体r12在x方向上相距lp/4(参照图2)的位置。另外，第4电阻体r22配置于在x方向上与第3电阻体r21相同的位置。另外，第4电阻体r22配置于相对于第2电阻体r12的-y方向的前方。
69.另外，在图5中，符号l表示与x方向平行的假想直线。在本实施方式中，第1电阻体r11的重心与第2电阻体r12的重心位于以假想直线l为中心相对称的位置。另外，第3电阻体r21的重心与第4电阻体r22的重心位于以假想直线l为中心相对称的位置。
70.下面，对第1至第4电阻体r11、r12、r21、r22的构成进行说明。第1以及第2检测信号s1、s2的各自包含：以描绘出理想的正弦曲线(包括sine波形与cosine波形)的方式在规定的信号周期发生周期性变化的理想分量。图2所示的1个间距的大小lp相当于理想分量中的一个周期，即电气角度的360
°
。另外，第1以及第2检测信号s1、s2的各自除了理想分量外还包括由理想分量的高次谐波组成的误差分量。在本实施方式中，为了减少误差分量，构成第1至第4电阻体r11、r12、r21、r22。
71.下面，对第1至第4电阻体r11、r12、r21、r22的构成进行具体的说明。首先，对mr元件50的构成进行说明。多个mr元件50的各自构成为电阻值根据磁场分量mfx的强度而变化。在本实施方式中，mr元件50是旋球(spin bulb)式的mr元件。该旋球式的mr元件包含：具有方向固定的磁化的磁化固定层；具有方向能够根据磁场分量mfx变化的磁化的自由层；配置于磁化固定层与自由层之间的间隔层。旋球式的mr元件既可以是tmr(隧道磁阻效应)元件，也可以是gmr(巨磁阻效应)元件。在本实施方式中，为了缩小磁传感器2的尺寸，mr元件50优选采用tmr元件。在tmr元件中，间隔层是隧道势垒层。在gmr元件中，间隔层是非磁性导电层。在旋球式的mr元件中，电阻值根据自由层的磁化方向相对于磁化固定层的磁化方向所成的角度而变化，该角度为0
°
时，电阻值成为最小值，角度为180
°
时，电阻值成为最大值。
72.在图3中，在第1至第4电阻体r11、r12、r21、r22内所画的箭头表示包含于该电阻体中的多个mr元件50的各自的磁化固定层的磁化的方向。包含于第1以及第3电阻体r11、r21中的多个mr元件50的各自的磁化固定层的磁化的方向是第1磁化方向。包含于第2以及第4电阻体r12、r22中的多个mr元件50的各自的磁化固定层的磁化的方向是与第1磁化方向相反的第2磁化方向。
73.在本实施方式中，第1磁化方向是-x方向，第2磁化方向是x方向。在此情况下，多个mr元件50的各自的自由层的磁化的方向根据磁场分量mfx的强度而在xy平面内变化。由此，多个mr元件50的各自的电阻值根据磁场分量mfx的强度而变化。其结果，第1以及第2输出端口e1、e2的各自的电位根据磁场分量mfx的强度而变化。如前所述，第1检测信号s1与第1输出端口e1的电位具有对应关系，第2检测信号s2与第2输出端口e2的电位具有对应关系。因
此，第1以及第2的检测信号s1、s2根据磁场分量mfx的强度而变化。
74.另外，第1输出端口e1的电位依赖于第1以及第2电阻体r11、r12的各自的电阻值，第1以及第2电阻体r11、r12的各自的电阻值依赖于第1以及第2电阻体r11、r12的多个mr元件50的各自的电阻值。因此，第1检测信号s1与第1以及第2电阻体r11、r12的多个mr元件50的各自的电阻值具有对应关系。
75.同样，第2输出端口e2的电位依赖于第3以及第4电阻体r21、r22的各自的电阻值，第3以及第4电阻体r21、r22的各自的电阻值依赖于第3以及第4电阻体r21、r22的多个mr元件50的各自的电阻值。因此，第2检测信号s2与第3以及第4电阻体r21、r22的多个mr元件50的各自的电阻值具有对应关系。
76.下面，对第1至第4电阻体r11、r12、r21、r22的各自中的多个mr元件50的配置进行说明。多个mr元件50按照基于1个间距的大小lp的规定图形来配置，以减少误差分量。此处，将一个以上的mr元件50的集合称作元件组。第1至第4电阻体r11、r12、r21、r22的各自包括多个元件组。在本实施方式中，多个mr元件50按照元件组单位规定其位置。多个元件组基于1个间距的大小lp，按照规定的间隔来配置，以减少误差分量。此外，在以下的说明中，在对多个元件组的配置进行说明的情况下，以元件组的规定位置为准进行说明。规定位置例如是从z方向观察时元件组的重心。
77.此处，假设n、m分别为1以上且互不相同的整数。例如，在减少误差分量中的相当于2n+1次的高次谐波的分量的情况下，将第1元件组配置在与第2元件组在x方向上相距lp/(4n+2)的位置。另外，在减少误差分量中的相当于2m+1次的高次谐波的分量的情况下，将第3元件组配置在与第1元件组在x方向上相距lp/(4m+2)的位置，将第4元件组配置在与第2元件组在x方向上相距lp/(4m+2)的位置。像这样，在减少包含于误差分量中的相当于多个高次谐波的分量的情况下，将用来减少相当于某一个高次谐波的分量的多个元件组的各自配置在与用来减少相当于其它高次谐波的分量的多个元件组中的各自中的对应的元件组在x方向上相距基于1个间距大小lp的规定间隔的位置。
78.多个元件组(多个mr元件50)以减少包含于误差分量中的相当于至少7次以下的奇次的高次谐波的分量的方式配置。此外，通过增加元件组的数量，能够减少相当于更高次谐波的分量。所减少的分量优选相当于11次以下奇次的高次谐波的分量，更优选相当于13次以下奇次的高次谐波的分量。
79.在本实施方式中，第1至第4电阻体r11、r12、r21、r22的各自的多个元件组(多个mr元件50)以减少包含于误差分量中的相当于11次以下奇次的高次谐波的分量的方式配置。图6是表示第1电阻体r11的平面图。第1电阻体r11包含16个元件组501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511、512、513、514、515、516。元件组501～506的各自被划分成四个区域。在各个区域中配置一个以上的mr元件50。因此，各个元件组包括四个以上的mr元件50。多个mr元件50在各个元件组内可以串联连接。在此情况下，多个元件组也可以串联连接。或者，多个mr元件50也可以不受元件组的影响而串联连接。
80.在第1电阻体r11中配置有元件组501～516，以减少包含在误差分量中的相当于理想分量的第3高次谐波(3次谐波)的分量、相当于理想分量的第5高次谐波(5次谐波)的分量、相当于理想分量的第7高次谐波(7次谐波)的分量、以及相当于理想分量的第11高次谐波(11次谐波)的分量。如图6所示，元件组501～504沿着x方向配置。元件组502配置在与元
件组501在x方向上相距lp/10的位置。元件组503配置在与元件组501在x方向上相距lp/6的位置。元件组504配置在与元件组501在x方向上相距lp/10+lp/6的位置(与元件组502在x方向上相距lp/6的位置)。
81.另外，如图6所示，在元件组501～504的-y方向的前方，沿着x方向配置有元件组505～508。元件组505配置在与元件组501在x方向上相距lp/22的位置。元件组506配置在与元件组501在x方向上相距lp/22+lp/10的位置。元件组507配置在与元件组501在x方向上相距lp/22+lp/6的位置。元件组508配置在与元件组501在x方向上相距lp/22+lp/10+lp/6的位置。另外，元件组505～508分别配置在与元件组501～504在x方向上相距lp/22的位置。
82.另外，如图6所示，在元件组505～508的-y方向的前方，沿着x方向配置有元件组509～512。元件组509配置在与元件组501在x方向上相距lp/14的位置。元件组510配置在与元件组501在x方向上相距lp/14+lp/10的位置。元件组511配置在与元件组501在x方向上相距lp/14+lp/6的位置。元件组512配置在与元件组501在x方向上相距lp/14+lp/10+lp/6的位置。另外，元件组509～512分别配置在与元件组501～504在x方向上相距lp/14的位置。
83.如图6所示，在元件组509～512的-y方向的前方，沿着x方向配置有元件组513～516。元件组513配置在与元件组501在x方向上相距lp/14+lp/22的位置。元件组514配置在与元件组501在x方向上相距lp/14+lp/22+lp/10的位置。元件组515配置在与元件组501在x方向上相距lp/14+lp/22+lp/6的位置。元件组516配置在与元件组501在x方向上相距lp/14+lp/22+lp/10+lp/6的位置。另外，元件组513～516分别配置在与元件组505～508在x方向上相距lp/14的位置。
84.在本实施方式中，第2至第4电阻体r12、r21、r22的各自中的多个元件组的构成与第1电阻体r11中的多个元件组的构成相同。即，第2至第4电阻体r12、r21、r22的各自分别包含图6所示构成的16个元件组501～516。第1电阻体r11的元件组501～516与第2电阻体r12的元件组501～516配置在以假想直线l为中心对称的位置。第2电阻体r12的元件组501～516分别配置于在x方向上与第1电阻体r11的元件组501～516相同的位置。
85.第3电阻体r21的元件组501配置于与第1电阻体r11的元件组501在x方向上相距lp/4的位置。第3电阻体r21内的元件组501～516的配置与第1电阻体r11内的元件组501～516的配置相同。
86.第3电阻体r21的元件组501～516与第4电阻体r22的元件组501～516配置在以假想直线l为中心对称的位置。第4电阻体r22的元件组501～516分别配置于在x方向上与第3电阻体r21的元件组501～516相同的位置。
87.根据以上所说明的第1至第4电阻体r11、r12、r21、r22的构成，第2检测信号s2的理想分量与第1检测信号s1的理想分量的相位差成为规定信号周期(理想分量的信号周期)的1/4的奇数倍，并且第1以及第2检测信号s1、s2的各个的误差分量得以减少。
88.此外，从mr元件50的制作精度等观点出发，磁化固定层的磁化方向、第1至第4电阻体r11、r12、r21、r22的位置以及元件组501～516的位置也可以略微偏离上述的方向以及位置。
89.下面，参照图7以及图8，对mr元件50的构成进行说明。图7是表示mr元件50的立体图。图8是表示mr元件50的平面图。mr元件50包括层叠膜50a，层叠膜50a包括在z方向上依次层叠的磁化固定层51、间隔层52以及自由层53。从z方向所看到的层叠膜50a的平面形状是
矩形或者接近矩形。
90.mr元件50的层叠膜50a的下表面通过未图示的下部电极与其它的mr元件50的层叠膜50a的下表面电连接，mr元件50的层叠膜50a的上表面通过未图示的上部电极进一步与其它的mr元件50的层叠膜50a的上表面电连接。由此，多个mr元件50串联连接。此外，层叠膜50a中的层51～53的配置也可以与图7所示的配置上下相反。
91.磁传感器2包括：产生对多个mr元件50的各自的自由层53施加的外部磁场的偏置磁场发生器50b；和对施加于多个mr元件50的各自的磁场分量mfx进行放大的磁场放大器50d。在本实施方式中，特别地，偏置磁场发生器50b包括多个磁铁对50c，磁场放大器50d包括多个软磁性层50e。
92.多个磁铁对50c的各自由第1磁铁54与第2磁铁55构成。在多个磁铁对50c的各自中，第1磁铁54与第2磁铁55在y方向上隔开规定的间隔配置，以使得对多个mr元件50中的至少一个mr元件50的自由层53的整体施加外部磁场。如图7所示，第1磁铁54与第2磁铁55相对于层叠膜50a配置于z方向的前方。如图7以及图8所示，第1磁铁54位于层叠膜50a的-y方向的一端的附近，第2磁铁55位于层叠膜50a的y方向的一端的附近。第1以及第2磁铁54、55具有x方向上长的平面形状(从z方向所看到的形状)。在图7中，第1以及第2磁铁54、55内的箭头表示第1以及第2磁铁54、55的磁化方向。通过第1以及第2磁铁54、55施加于自由层53的外部磁场的方向是y方向。
93.另外，在图8中，第1磁铁54从z方向看与包括层叠膜50a的-y方向的一端的部分重叠。但是，第1磁铁54也可以相对于层叠膜50a配置在-y方向的前方。同样，第2磁铁55从z方向看与包括层叠膜50a的y方向的一端的部分重叠。但是，第2磁铁55也可以相对于层叠膜50a配置在y方向的前方。
94.多个软磁性层50e的各自从z方向看配置在与多个mr元件50中的至少一个mr元件50重叠的位置。在图7所示的例子中，软磁性层50e配置在与一个mr元件50重叠的位置。另外，软磁性层50e配置于层叠膜50a与磁铁对50c(第1以及第2磁铁54、55)之间。软磁性层50e具有在y方向上长的平面形状。软磁性层50e从z方向看也可以分别与第1以及第2磁铁54、55的各自重叠。
95.下面，参照图9，对施加于多个mr元件50的各自的自由层53的偏置磁场进行说明。图9是说明施加于自由层53上的偏置磁场mfb的说明图。在本实施方式中，对于偏置磁场mfb，规定以下的第1以及第2条件。第1条件为，多个mr元件50的各自构成为使得y方向或者-y方向的偏置磁场mfb施加于自由层53，并且电阻值根据磁场分量mfx的强度变化。第2条件为，施加于mr元件50的磁场分量mfx的最大强度是偏置磁场mfb的强度的1.2倍。
96.第1条件规定偏置磁场mfb的方向，并且规定偏置磁场mfb的强度。即，如果偏置磁场mfb过大，则mr元件50的电阻值不会根据磁场分量mfx的强度变化。另一方面，如果偏置磁场mfb过小，则mr元件50的电阻值在磁场分量mfx的强度的范围内达到饱和。如果mr元件50的电阻值饱和，则mr元件50的电阻值不会根据磁场分量mfx的强度而变化。因此，第1条件规定偏置磁场mfb的强度是在电阻值根据磁场分量mfx的强度变化的强度范围内。
97.第2条件换而言之，规定偏置磁场mfb的强度是施加于mr元件50的磁场分量mfx的最大强度的0.83倍以下。因此，第1以及第2条件概括来说，规定偏置磁场mfb的强度是在电阻值根据磁场分量mfx的强度变化的强度范围内，且在该强度的范围内是施加于mr元件50
的磁场分量mfx的最大强度的0.83倍以下。
98.偏置磁场mfb是由从外部施加于自由层53上的外部磁场和起因于自由层53所具有的各向异性的各向异性磁场的一者或两者产生的。在本实施方式中，特别地，作为上述外部磁场，由偏置磁场发生器50b(磁铁对50c)所产生的外部磁场施加于自由层53。即，外部磁场作为偏置磁场mfb发挥作用。如前所述，外部磁场的方向是y方向。因此，在偏置磁场mfb由外部磁场产生的情况下，偏置磁场mfb的方向也成为y方向。
99.施加于自由层53的偏置磁场mfb也可以与外部磁场共同或者取代外部磁场是由各向异性磁场产生。例如，自由层53也可以具有易磁化轴方向朝向与y方向平行的方向的形状磁各向异性。在该情况下，由形状磁各向异性产生的各向异性磁场作为偏置磁场mfb发挥作用。
100.此处，如图8所示，用符号d表示第1磁铁54与第2磁铁55的间隔，用符号w表示作为与层叠膜50a的x方向平行的方向的尺寸的宽度。宽度w是层叠膜50a的y方向的尺寸以下。另外，宽度w优选为间隔d以下。由此，外部磁场与各向异性磁场两者作为偏置磁场mfb发挥作用。
101.此外，只要y方向或者-y方向的偏置磁场mfb施加于自由层53，可以是外部磁场的方向相对于y方向或者-y方向倾斜，易磁化轴方向相对于与y方向平行的方向倾斜。另外，各向异性磁场可以是由磁晶各向异性等的形状磁各向异性以外的单轴磁各向异性产生的。
102.下面，对本实施方式中的检测值vs的生成方法进行说明。检测值生成电路4如下所述生成检测值vs。检测值生成电路4的运算电路47通过计算第2检测信号s2相对于第1检测信号s1的比的反三角函数即atan(s2/s1)，从而在0
°
以上且小于360
°
的范围内求出初始检测值。初始检测值既可以是上述的反三角函数的值本身，也可是在反三角函数的值加上规定的角度后所得到的值。
103.当上述反三角函数的值为0
°
时，在x方向上，磁场发生器3的s极的位置与第1以及第2电阻体r11、r12的各自的元件组501的位置一致。另外，当上述反三角函数的值为180
°
时，在x方向上，磁场发生器3的n极的位置与第1以及第2电阻体r11、r12的各自的元件组501的位置一致。因此，初始检测值磁场发生器3与1个间距内的磁传感器2的相对位置(以下也称作相对位置)具有对应关系。
104.另外，检测值生成电路4的运算电路47以初始检测值的一个周期为电气角的360
°
，从基准位置开始统计电气角的转数。电气角的一转相当于相对位置的一个间距的移动量。检测值生成电路4的运算电路47基于初始检测值与电气角的转数，生成与相对位置具有对应关系的检测值vs。
105.此外，如前所述，第1以及第2检测信号s1、s2与多个mr元件50的各自的电阻值具有对应关系。因此，也可以说检测值生成电路4的运算电路47基于第1至第4电阻体r11、r12、r21、r22的多个mr元件50的各自的电阻值生成检测值vs。
106.下面，对本实施方式的磁传感器系统1以及磁传感器2的作用及效果进行说明。在本实施方式中，mr元件50以对自由层53上施加偏置磁场mfb的方式构成。如前所述，在本实施方式中，关于偏置磁场mfb，规定第1以及第2条件。根据本实施方式，通过满足第1以及第2条件，由此能够抑制因磁传感器2与磁场发生器3的间隔的偏离所引起的第1以及第2检测信号s1、s2的变动。以下对此进行详细说明。
107.首先，对磁传感器2与磁场发生器3的间隔相对于磁场分量mfx以及第1及第2检测信号s1、s2产生的影响的关系进行说明。如图1以及图2所示，磁传感器2相对于磁场发生器3隔开规定的间隔配置。以下，将磁传感器2与磁场发生器3的间隔称作间隔(gap)，用符号ag表示。
108.图10是表示间隔ag与磁场分量mfx的关系的例子的特性图。图11是表示间隔ag与检测信号的关系的例子的特性图。在图10以及图11中，横坐标表示间隔ag。在图10中，纵坐标表示与磁传感器2所能检测出的磁场分量mfx的最大强度对应的磁通密度bx的大小。在图11中，纵坐标表示当改变磁场发生器3与磁传感器2的相对位置时的第1检测信号s1的峰值vpp。另外，在图10中，标注符号71的曲线表示使用一个间距的大小lp为1000μm的磁场发生器3时的磁通密度bx。另外，标注符号72的曲线表示使用一个间距的大小lp为750μm的磁场发生器3时的磁通密度bx。
109.由图10可以理解，磁通密度bx即磁场分量mfx的强度随着间隔ag增大而缩小。另外，由图11可以理解，峰值vpp即第1检测信号s1的大小随着间隔ag增大而缩小。此外，虽未图示，间隔ag与第1检测信号s1的关系也适用于间隔ag与第2检测信号s2的关系。因此，第2检测信号s2也随着间隔ag增大而缩小。
110.图12是表示磁场分量mfx与检测信号的关系的例子的特性图。在图12中，横坐标表示与磁场分量mfx对应的磁通密度bx的大小，纵坐标表示第1检测信号s1的大小。此外，在图12中，用正值表示磁场分量mfx的方向为x方向时的磁通密度bx，用负值表示磁场分量mfx的方向为-x方向时的磁通密度bx。另外，在图12中，将第1检测信号s1标准化使得第1检测信号s1的最大值为1，第1检测信号s1的最小值为－1。
111.由图12可以理解，在磁场分量mfx的强度(磁通密度bx)的变化范围包括0且较窄的情况(例如
±
7mt)下，第1检测信号s1相对于磁场分量mfx的强度变化发生大幅变化。因此，相对于磁场分量mfx的强度变化，第1检测信号s1的最大值也发生大幅变化。在此情况下，如果间隔ag偏离而磁场分量mfx的最大强度偏离，则第1检测信号s1的最大值会大幅变动。
112.相对于此，在本实施方式中，根据第2条件，将施加于mr元件50的各自的磁场分量mfx的最大强度设为偏置磁场mfb的强度的1.2倍以上。由此，在本实施方式中，扩大第1检测信号s1的变化范围，从而使得第1检测信号s1的最大值不会相对于磁场分量mfx的最大强度的变化发生大幅变化。由此，根据本实施方式，能够抑制间隔ag偏离而磁场分量mfx的最大强度偏离时的第1检测信号s1的最大值的变动。
113.上述有关第1检测信号s1的说明也适用于第2检测信号s2。根据本实施方式，与第1检测信号s1同样，也能够抑制间隔ag偏离而磁场分量mfx的最大强度偏离时的第2检测信号s2的最大值的变动。
114.下面，参照第1以及第2模拟结果，对磁场分量mfx的最大强度与偏置磁场mfb的强度的关系进行详细的说明。此外，在以下的说明中，如果没有特殊说明，则磁场分量mfx的强度是磁场分量mfx的最大强度。
115.首先，对第1模拟进行说明。在第1模拟中，使用了磁传感器系统1的模型。磁场发生器3的一个间距的大小lp为1000μm。
116.在第1模拟中，通过改变间隔ag，求出间隔ag与第1检测信号s1的峰值vpp的关系。另外，在第1模拟中，将与偏置磁场mfb的强度对应的磁通密度bb改为0.1mt、2mt、5mt、10mt、
15mt。对偏置磁场mfb的每个强度(每个磁通密度bb)都求出间隔ag与第1检测信号s1的峰值vpp的关系。
117.另外，在第1模拟中，求出间隔ag变化时的第1检测信号s1的变动率(以下称作输出变动率)。此处，将间隔ag为第1值时的峰值vpp称作第1峰值，将间隔ag比第1值大50μm的第2值时的峰值vpp称作第2峰值。在第1模拟中，用第1峰值与第2峰值之差除以第1峰值所得到的数值作为间隔ag为第1值时的输出变动率。然后，由间隔ag与磁场分量mfx的强度的关系，求出磁场分量mfx的强度与输出变动率的关系。对于每个偏置磁场mfb的强度(每个磁通密度bb)都求出磁场分量mfx的强度与输出变动率的关系。
118.图13是表示间隔ag与第1检测信号s1的峰值vpp的关系的特性图。在图13中，横坐标表示间隔ag，纵坐标表示峰值vpp。另外，在图13中，符号73所示的曲线表示磁通密度bb为0.1mt时的峰值vpp，符号74所示的曲线表示磁通密度bb为2mt时的峰值vpp，符号75所示的曲线表示磁通密度bb为5mt时的峰值vpp，符号76所示的曲线表示磁通密度bb为10mt时的峰值vpp，符号77所示的曲线表示磁通密度bb为15mt时的峰值vpp。
119.由图13可知，在磁通密度bb为0.1mt以外的情况下，峰值vpp即第1检测信号s1的大小随着间隔ag扩大而变小。另外，由图13还可知，间隔ag变化时的第1检测信号s1的变化量随着偏置磁场mfb的强度(磁通密度bb)缩小而变小。
120.图14是表示磁场分量mfx的强度与输出变动率的关系的特性图。在图14中，横坐标表示与磁场分量mfx的强度对应的磁通密度bx的大小，纵坐标表示输出变动率。另外，在图14中，符号78所示的曲线表示磁通密度bb为2mt时的输出变动率，符号79所示的曲线表示磁通密度bb为5mt时的输出变动率，符号80所示的曲线表示磁通密度bb为10mt时的输出变动率，符号81所示的曲线表示磁通密度bb为15mt时的输出变动率。
121.由图14可知，输出变动率随着磁场分量mfx的强度(磁通密度bx)增大而变小。另外，由图14还可知，输出变动率随着偏置磁场mfb的强度(磁通密度bb)减小而变小。
122.由第1模拟的结果可知，通过增大磁场分量mfx的强度或者减小偏置磁场mfb的强度，从而能够减小输出变动率。能够判断为检测信号变动小的输出变动率的上限值例如是15％。由图14可知，对于输出变动率成为15％的磁通密度bx，在磁通密度bb为5mt时是6mt，在磁通密度bb为10mt时是12mt，在磁通密度bb为15mt时是18mt。因此，在磁通密度bx为磁通密度bb的1.2倍时，输出变动率成为15％。
123.磁通密度bx与施加于mr元件50的各自的磁场分量mfx的最大强度对应，磁通密度bb与偏置磁场mfb的强度对应。在本实施方式中，将施加于mr元件50的各自的磁场分量mfx的最大强度设为偏置磁场mfb的强度的1.2倍以上。由此，根据本实施方式，能够将输出变动率控制在15％以下。
124.此外，输出变动率优选10％以下，更优选8％以下。由图14可知，对于输出变动率成为10％的磁通密度bx，在磁通密度bb为5mt时是8.5mt，在磁通密度bb为10mt时是17mt，在磁通密度bb为15mt时是25.5mt。因此，在磁通密度bx为磁通密度bb的1.7倍时，输出变动率成为10％。
125.另外，由图14可知，对于输出变动率成为8％的磁通密度bx，在磁通密度bb为5mt时是10mt，在磁通密度bb为10mt时是20mt，在磁通密度bb为15mt时是30mt。因此，在磁通密度bx为磁通密度bb的2倍时，输出变动率成为8％。
126.由以上可知，施加于mr元件50的各自的磁场分量mfx的最大强度优选是偏置磁场mfb的强度的1.7倍以上，更优选是其2倍以上。
127.接下来，对第2模拟进行说明。与第1模拟同样，在第2模拟中使用了磁传感器系统1的模块。此外，与偏置磁场mfb对应的磁通密度bb为5mt。
128.此处，将施加于mr元件50的各自的磁场分量mfx的最大强度相对于偏置磁场mfb的强度的倍率称作磁场倍率。在第2模拟中，通过改变磁场分量mfx的强度，从而来调查磁场倍率对检测信号以及检测值vs产生的影响。具体而言，求出包含于第1检测信号s1的误差分量的相当于理想分量的第13高次谐波(13次谐波)的分量，并求出磁场分量mfx的强度与第13高次谐波的关系。
129.另外，在第2模拟中，根据第1以及第2检测信号s1、s2求出前述的初始检测值。另外，根据第1以及第2检测信号s1、s2的各自的理想分量求出相当于初始检测值的理想角度，并且求出初始检测值与理想角度之差(以下称作角度误差)。然后求出磁场倍率与角度误差的关系。
130.图15是表示磁场分量mfx的强度与第13高次谐波的关系的特性图。在图15中，横坐标表示与磁场分量mfx的强度对应的磁通密度bx。另外，在图15中，纵坐标表示第13高次谐波的振幅相对于理想分量的振幅的比率v13th/v1st。由图15可知，比率v13th/v1st随着磁通密度bx增大而增大。由该结果可知，如果磁场倍率增大，则第13高次谐波的振幅增大。
131.在磁传感器系统1的磁传感器2中，为了减少包含于误差分量中的相当于11次以下的奇次的高次谐波的分量，配置有多个mr元件50。换而言之，磁传感器2并未构成为使得包含于误差分量中的相当于13次以上的高次谐波的分量减少的方式。因此，如图15所示，如果磁通密度bx增大，第13高次谐波的振幅增大。因此，如果磁场倍率增大，则包含于误差分量中的相当于第13高次谐波的分量增大。
132.图16是表示磁场倍率与角度误差的关系的特性图。在图16中，横坐标表示磁场倍率，纵坐标表示角度误差。由图16可知，如果磁场倍率增大，则角度误差增大。这是因为，如前所述如果磁场倍率增大，则误差分量中的相当于第13高次谐波的分量增大。
133.如果角度误差增大，则检测值vs的误差增大。因此，由图16可知，如果磁场倍率增大，则检测值vs的误差增大。
134.能够容许检测值vs误差的角度误差的上限值例如是3
°
。由图16可知，角度误差为3
°
的磁场倍率是15.6。磁场倍率与施加于mr元件50的各自的磁场分量mfx的最大强度的相对于偏置磁场mfb的强度的倍率相对应。因此，通过将施加于mr元件50的各自的磁场分量mfx的最大强度控制为偏置磁场mfb的强度的15.6倍以下，从而能够把角度误差控制在3
°
以下。
135.此外，角度误差优选为2
°
以下，更优选为1
°
以下。由图16可知，角度误差成为2
°
的磁场倍率是9.2，角度误差成为1
°
的磁场倍率是5.6。因此，施加于mr元件50的各自的磁场分量mfx的最大强度优选是偏置磁场mfb的强度的9.2倍以下，更优选为5.6倍以下。
136.在本实施方式中，在磁传感器系统1中设置检测值生成电路4。在使用本实施方式中的磁传感器2的情况下，在检测值生成电路4或者运算电路47中修正第1以及第2检测信号s1、s2或者检测值vs，从而能够减少角度误差所引起的误差。如上所述，通过将角度误差一定程度缩小来控制磁场倍率，从而第1以及第2检测信号s1、s2或者检测值vs的修正变得容
易。
137.接下来，参照第3模拟的结果，对偏置磁场mfb的强度进行说明。与第1以及第2模拟同样，在第3模拟中使用了磁传感器系统1的模型。
138.在第3模拟中，求出改变偏置磁场mfb的强度时磁场分量mfx与检测信号的关系。在第3模拟中，作为检测信号，使用了第1检测信号s1。另外，在第3模拟中，将与偏置磁场mfb的强度对应的磁通密度bb分别改变为0mt、2mt、5mt、8mt、10mt、15mt、20mt。对于每个偏置磁场mfb的强度(每个磁通密度bb)都求出磁场分量mfx与第1检测信号s1的关系。
139.图17是表示磁场分量mfx与第1检测信号s1的关系的特性图。在图17中，横坐标表示与磁场分量mfx的强度对应的磁通密度bx，纵坐标表示第1检测信号s1。另外，在图17中，符号82所示的曲线表示磁通密度bb为0mt时的第1检测信号s1，符号83所示的曲线表示磁通密度bb为2mt时的第1检测信号s1，符号84所示的曲线表示磁通密度bb为5mt时的第1检测信号s1，符号85所示的曲线表示磁通密度bb为8mt时的第1检测信号s1，符号86所示的曲线表示磁通密度bb为10mt时的第1检测信号s1，符号87所示的曲线表示磁通密度bb为15mt时的第1检测信号s1，符号88所示的曲线表示磁通密度bb为20mt时的第1检测信号s1。
140.在图17所示的例子中，磁通密度bx为0时的第1检测信号s1(第1检测信号s1的偏置)的理想值是1.4v。此处，在将磁通密度bx从负值增大时，将第1检测信号s1成为1.4v的磁通密度bx的值称作第1值，在将磁通密度bx从正值缩小时，将第1检测信号s1成为1.4v的磁通密度bx的值称作第2值。另外，将第1值与第2值之差的绝对值称作磁滞hys。
141.图18是表示偏置磁场mfb与磁滞hys的关系的特性图。在图18中，横坐标表示与偏置磁场mfb的强度对应的磁通密度bb，纵坐标表示磁滞hys。由图18可知，随着偏置磁场mfb的强度(磁通密度bb)降低，磁滞hys减小。
142.除了前述的角度误差之外，检测值vs的误差也会因磁滞hys而发生。能够允许检测值vs的误差的磁滞hys的上限值例如是1mt。由图18可知，磁滞hys成为1mt的磁通密度bb是3mt。因此，与偏置磁场mfb的强度对应的磁通密度bb优选3mt以上。
143.此外，如果增大偏置磁场mfb的强度，则为了减小输出变动率，必须增大磁场分量mfx的强度。为了增大磁场分量mfx的强度，例如必须减小间隔ag。从一定程度增大间隔ag的观点来看，与偏置磁场mfb的强度对应的磁通密度bb优选为40mt以下。
144.然而，偏置磁场mfb是由偏置磁场发生器50b所产生的外部磁场、和起因于各mr元件50的自由层53所具有的各向异性的各向异性磁场的一者或两者产生的。在设置磁铁对50c(第1以及第2磁铁54、55)作为偏置磁场发生器50b的情况下，能够将偏置磁场mfb的方向设为一个方向(y方向或者-y方向)。关于磁场分量mfx的强度为0时的第1以及第2检测信号s1、s2的各自的大小即偏置，会因自由层53的磁化方向为y方向还是-y方向而各异。与此相反，通过设置磁铁对50c(第1以及第2磁铁54、55)，从而能够将磁场分量mfx的强度为0时的自由层53的磁化的方向固定于一个方向(y方向或者-y方向)。由此，偏置(offset)的修正变得容易。
145.另外，通过一定程度增大偏置磁场发生器50b产生的外部磁场的强度，在对mr元件50施加与外部磁场的方向相反方向的磁场的情况下，磁场分量mfx的强度为0时的自由层53的磁化的方向反转，从而能够防止偏置变化。从这种观点来看，与偏置磁场mfb的强度对应的磁通密度bb优选为一定程度较大，具体优选为3mt以上。
146.下面，对本实施方式中的其它效果进行说明。在本实施方式中，为了减少包含于第1以及第2检测信号s1、s2的各自的误差分量中的相当于11次以下的奇次的高次谐波的分量，配置了多个mr元件50。由第2模拟的结果可知，随着磁场倍率增大，具体而言，随着磁场分量mfx的强度增大，包含于误差分量中的相当于13次的高次谐波的分量增大。如果并不按照上述方式配置多个mr元件50，则随着磁场分量mfx的强度增大，相当于11次以下的奇次的高次谐波的分量也增大。在此情况下，第1以及第2检测信号s1、s2的波形失真成矩形波形。其结果是检测值vs的误差增大。
147.与此相反，根据本实施方式，按照上述方式配置多个mr元件50，这样就能够在磁场分量mfx的强度增大的同时，减少第1以及第2检测信号s1、s2的各自中包含的误差分量，使第1以及第2检测信号s1、s2的各自的波形接近理想的正弦曲线。这样，根据本实施方式，能够一边减小输出变动率，一边减小检测值vs的误差。
148.下面，参照图19及图20，对本实施方式的透镜位置检测装置(以下简称为位置检测装置)进行说明。图19是表示包含本实施方式的位置检测装置的透镜模块的立体图。图20是表示本实施方式的位置检测装置的立体图。
149.图19所示的透镜模块300例如构成智能手机用的照相机的一部分，与使用了cmo传感器等的图片传感器310组合使用。在图19所示的例子中，透镜模块300具备：三角柱形状的棱镜302、设置于图片传感器310与棱镜302之间的三个透镜303a、303b和303c。透镜303a、303b和303c中的至少一个以能够进行对焦与变焦的至少一者的方式构成为能够通过未图示的驱动装置进行移动。
150.图20表示透镜303a、303b、303c中的任意透镜303。透镜模块300还具备：保持固定透镜303的透镜固定架304与轴305。在透镜模块300中，通过透镜固定架304、轴305以及未图示的驱动装置，透镜303的位置能够在透镜303的光轴方向上变化。在图20中，符号d的箭头表示透镜303的移动方向。
151.透镜模块300还具备：用来检测出位置可变的透镜303的位置的位置检测装置301。在进行对焦和变焦时，位置检测装置301用来检测出透镜303的位置。
152.位置检测装置301是磁式的位置检测装置，具备本实施方式的磁传感器系统1。在透镜模块300中，磁传感器系统1的磁传感器2与磁场发生器3构成为当透镜303的位置在移动方向d变化时，磁场分量mfx(参照图2)的强度变化。具体而言，其构成为磁传感器2被固定而磁场发生器3能够与透镜303一同在移动方向d移动。移动方向d与图1以及2所示的x方向平行。由此，当透镜303的位置变化时，磁场发生器3与磁传感器2的相对位置变化，其结果磁场分量mfx的强度变化。
153.位置检测装置301还具备本实施方式中的检测值生成电路4(参照图3)。在位置检测装置301中，基于磁传感器2所生成的第1以及第2检测信号s1、s2，生成与透镜303的位置具有对应关系的检测值vs。此外，透镜303的位置和磁场发生器3相对于磁传感器2的相对位置具有对应关系。位置检测装置301中的检测值vs的生成方法与前述的检测值vs的生成方法相同。
154.(变形例)
155.下面，对本实施方式中的mr元件50的变形例进行说明。首先，参照图21，对mr元件50的第1变形例进行说明。在第1变形例中，多个软磁性层50e中的两个软磁性层50e配置于
从z方向看与相同的mr元件50重叠的位置。该两个软磁性层50e在x方向上排列并且隔开规定的间隔配置。两个软磁性层50e的其中一个位于层叠膜50a的-x方向的一端的附近。两个软磁性层50e中的另一个位于层叠膜50a的x方向的一端的附近。两个软磁性层50e配置于层叠膜50a与磁铁对50c(第1以及第2磁铁54、55)之间。两个软磁性层50e的各自具有y方向上长的平面形状。
156.接下来，参照图22，对mr元件50的第2变形例进行说明。在第2变形例中，mr元件50包含两个层叠膜50a1、50a2，取代图7以及图8所示的层叠膜50a。层叠膜50a1、50a2的各自的构成与层叠膜50a的构成相同。层叠膜50a1、50a2通过电极并联连接而构成层叠膜对。层叠膜对通过电极而相对于其它的mr元件50的层叠膜串联地连接。例如，层叠膜50a1、50a2的各自的下表面通过未图示的下部电极与其它的mr元件50的层叠膜50a1、50a2的各自的下表面电连接，层叠膜50a1、50a2的各自的上表面通过未图示的上部电极与其它的mr元件50的层叠膜50a1、50a2的各自的上表面电连接。
157.在第2变形例中，磁铁对50c的第1磁铁54位于层叠膜50a1、50a2的各自的-y方向的一端的附近。第2磁铁55位于层叠膜50a1、50a2的各自的y方向的一端的附近。软磁性层50e配置于从z方向看与层叠膜50a1与层叠膜50a2两者重叠的位置。
158.mr元件50、磁铁对50c以及软磁性层50e的构成并非局限于图7、图8、图21以及图22所示的例子。例如，包含于一个mr元件50中的层叠膜的数量在图7、图8以及图21所示的例子中为1个，在图22所示的例子中为2个。但是，层叠膜的数量也可以是3个以上。另外，关于与一个mr元件50重叠的软磁性层50e的数量，在图7、图8以及图22所示的例子中为1个，在图21所示的例子中为2个。但是，软磁性层50e的数量既可以是3个以上，也可以是0个。
159.下面，以多个层叠膜沿着x方向排列，多个软磁性层50e沿着x方向排列的情况为例进行说明。例如，在层叠膜的数量为2个且软磁性层50e的数量为2个的情况下，第1个软磁性层50e配置于从z方向看与第1个层叠膜重叠的位置，第2个软磁性层50e配置于从z方向看与第2个层叠膜重叠的位置。
160.另外，在层叠膜的数量为2个且软磁性层50e的数量为3个的情况下，也可以是，第1个软磁性层50e配置于从z方向看仅与第1个层叠膜重叠的位置，第2个软磁性层50e配置于从z方向看与第1个层叠膜和第2个层叠膜两者重叠的位置，第3个软磁性层50e配置于从z方向看仅与第2个层叠膜重叠的位置。
161.另外，在层叠膜的数量为3个且软磁性层50e的数量为2个的情况下，也可以是，第1个软磁性层50e配置于从z方向看与第1个层叠膜和第2个层叠膜两者重叠的位置，第2个软磁性层50e配置于从z方向看与第2个层叠膜和第3个层叠膜两者重叠的位置。
162.另外，在层叠膜的数量为3个且软磁性层50e的数量为4个的情况下，也可以是第1个软磁性层50e配置于从z方向看仅与第1个层叠膜重叠的位置，第2个软磁性层50e配置于从z方向看与第1个层叠膜和第2个层叠膜两者重叠的位置，第3个软磁性层50e配置于从z方向看与第2个层叠膜和第3个层叠膜两者重叠的位置，第4个软磁性层50e配置于从z方向看仅与第3个层叠膜重叠的位置。
163.本发明并非限定于上述实施方式，还可以进行多种变化。例如，只要满足权利要求书的条件，mr元件50的形状、数量以及配置并不局限于各实施方式所示的例子，可以采取任意的方式。mr元件50的平面形状并非局限于矩形，也可以是圆形、椭圆形等。
164.各个电阻体也可以仅具有图6所示的元件组501～516中的元件组501～504、509～512。由此，能够减少包含在误差分量中的相当于7次以下奇次的高次谐波的分量。
165.磁场发生器3也可以是在旋转方向上磁化了多组n极与s极的转尺。转尺既可以是环状磁铁，也可以通过将磁条等磁介质固定在圆环或者圆板上而得到的。
166.根据以上的说明，显而易见地能够实施本发明的各种方式和变形例。因此，在权利要求书的均等范围内，即使采用上述最佳实施方式以外的方式也能够实施本发明。